高含鹽廢水是(shì)指含(hán)有有機物和至少總溶(róng)解固體TDS的質量分數≥3.5%的廢水,包括(kuò)高鹽生活廢水(shuǐ)和高鹽工業廢水。
主要來源於直接利用海水的工業(yè)生(shēng)產、生活用水和食品加工廠、化工廠及石油和天然氣的采(cǎi)集(jí)加工等。這些廢水中(zhōng)除了含有有機汙染物外,還含有大量的(de)無機鹽,如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等離子。
若未經處理直接排放,勢必會對水體生物、生活飲用水(shuǐ)和工農業生產用水生產極(jí)大的危害。但常規處理方法中鹽水濃度不(bú)能過高,亟待開發處理更高濃度的高鹽廢(fèi)水的工藝技術。
常用技術一:高鹽廢水低溫多效板式蒸發濃縮脫鹽
1、低溫多效蒸發濃縮結晶技術
低溫多效蒸發濃縮結晶係統,是由相互串聯的多個蒸發器組成(chéng),低溫(90℃左右)加熱蒸汽被引入*效(xiào),加熱其中的料液(yè),使料液產生比蒸汽溫度低的幾(jǐ)乎等量(liàng)蒸發。產(chǎn)生的蒸(zhēng)汽被引入第二效作為加熱(rè)蒸汽,使(shǐ)第二效(xiào)的料液以比*效更低的溫度(dù)蒸發。這個過程一直重複到*後一效。
*效(xiào)凝水返回熱(rè)源處,其(qí)它各效凝水匯集後作為(wéi)淡化水輸出(chū),一份的蒸汽投入,可以蒸發(fā)出多倍(bèi)的水出來。同時,料液經過由*效到*末效的依次濃縮,在*末效達到過飽和而結晶析出。由此實現料液的固液分離(lí)。
低(dī)溫多效蒸發濃縮結晶係統不(bú)僅可以應用於化工生產的濃縮過(guò)程和結晶過程,還可(kě)以應用於工業含鹽廢水的蒸(zhēng)發濃縮結晶處理過程中。
在工業(yè)含鹽廢水的處理過程中,工業含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置,經過5-8效蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化水可能(néng)含有微量(liàng)低沸點有機物(wù))和濃縮晶漿廢(fèi)液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽(yán)廢渣;不能結晶的有機物濃縮(suō)廢液(yè)可采用滾筒蒸發器,形成(chéng)固態廢渣,焚燒處理;淡(dàn)化水可返回生產係統替代軟化水加(jiā)以利用。
其主要技術參數如下:
(1)淡化(huà)水含鹽量(TDS)<10ppm(可能含有(yǒu)微量隨蒸汽出來的低沸點有機物);
(2)噸淡化水蒸汽耗量=(1/效(xiào)數)/90%t/t;
(3)噸(dūn)淡(dàn)化水(shuǐ)電力消耗2-4kw•h/t(依效數和裝置大小而異)。
2、裝置結構(gòu)方案(àn):
(1)低溫多效板式(shì)蒸發器+管式蒸發結晶器;
(2)冷凝器:管式(shì)冷凝器;
(3)除沫型式:每效采用(yòng)“轉角式擋板+旋風複擋+絲網”三級複合除沫係統,確保(bǎo)二次蒸汽(淡化水)清潔;
(4)真(zhēn)空泵為自冷(lěng)式水環泵;
(5)係統控製:裝置的溫度(dù)、壓(yā)力、液位、流量為係統(tǒng)自動控製調節。
3、低(dī)溫多(duō)效濃縮結晶裝置(zhì)技術特點:
工藝特(tè)點:
(1)該(gāi)裝置采用混程給水(shuǐ),使相同造水噸位裝置的噸水電耗較國外工藝減少40%-50%;
(2)由於混程給(gěi)水,廢水從(cóng)高溫效依次進入低溫效,濃(nóng)度逐(zhú)漸升高,溫度(dù)逐漸(jiàn)降低(dī)。避免了國外工藝中,由低溫效向高溫效循環給水引(yǐn)起的在高溫效給水濃度(dù)升高,有效減輕了高溫效的結垢(gòu)和腐蝕情況;
(3)水量在(zài)蒸發器(qì)上分布(bù)均勻,避免了現有裝置噴頭(tóu)式給水不(bú)均勻易(yì)堵塞的缺(quē)點;
(4)真空係統采用差壓抽氣裝置,各效(xiào)間(jiān)準確形成(chéng)設計壓差,使得裝置運(yùn)行穩定可靠。
結構特點:
(1)采用抽屜式結(jié)構(gòu),製造裝配、檢修維護方便;板式蒸發器(qì),拆卸清洗;
(2)采用板式(shì)蒸(zhēng)發器,可實現廢水高倍濃縮,無機鹽可結晶分離;
(3)采用板式蒸發器,模塊化設計,便於大規模批量生產,造價低;
(4)裝置結(jié)構(gòu)簡單,製造工(gōng)藝性好;
(5)裝置配套機電設備(bèi)全部(bù)國產化;
(6)噸水裝置製造成本較國外公司降低30~40%。
常用技術二:生物法
生物處理是目(mù)前廢水處理*常用的方法之一,它具有應用範圍廣、適應性強等特點(diǎn)。化(huà)工廢水如染料、農藥、醫藥中間(jiān)體等含鹽較高的廢水(shuǐ)則(zé)給生物處(chù)理帶來(lái)一定的難度。這類廢水含鹽較高,汙染嚴重,必(bì)須(xū)處理才(cái)能排放。況且,此類廢水(shuǐ)成分複雜,不具(jù)備回收價值,采用其(qí)他處理方法成本較高,因此(cǐ)生物處(chù)理仍是*選的方法(fǎ)。
無機鹽類在微生物生長過程中起著促進酶反應(yīng),維持膜平衡(héng)和調節滲透壓的重要(yào)作用。但鹽濃度過高(gāo),會對微生物的生長產生抑製作(zuò)用。主要抑製(zhì)原因在於:
(1)鹽濃度過(guò)高(gāo)時滲透壓高,使微生物細(xì)胞脫水引起細胞原生質分離;
(2)高含鹽情況下因鹽析作(zuò)用而使脫氫酶活性降低;
(3)高氯離子(zǐ)濃度對細菌有毒(dú)害作用;
(4)由於水的(de)密度增加,活性(xìng)汙泥容易上浮流失。
為此,高含(hán)鹽廢(fèi)水的生物處(chù)理需要進行稀釋(shì),通常在低(dī)鹽(yán)濃度下(鹽濃度(dù)小於(yú)1%)運行,造成水資源的浪費,處(chù)理設(shè)施龐(páng)大、投資增加,運行費用提(tí)高。隨(suí)著水資(zī)源的日趨緊張,*出台的保護水資源各項法規和收費(fèi)的實施,給高含鹽廢水處理的企業帶來(lái)了負擔。
生物處理法具(jù)有經濟、高效、無害的特(tè)點,鹽含(hán)量從(cóng)0提高至30g/L時,在被馴化的係統裏有機物(以COD的形式(shì))去除率從97%降至60%,氮(dàn)(N)的去除率從88%降至(zhì)68%;在經過馴化的係統裏,當鹽的質量濃度從5g/L提高至30g/L時,COD去除率從90%降至71%,N的去(qù)除率85%降至70%。
例如常用的生化處理工(gōng)藝,SBR工藝處理(lǐ)含(hán)鹽廢水時(shí),通過逐步提高鹽度(dù)的方法馴化出耐高鹽的活性汙泥,進行模擬(nǐ)高(gāo)鹽(yán)廢水的(de)處理試驗,對鹽度為0和2%,COD為300mg/L的高鹽廢水進行研究。
結果表明,在每周期12h、曝氣(qì)量(liàng)0.6L/min、平均汙泥濃度(dù)在2000-3500mg/L時、汙泥齡為18d條件下,出(chū)水COD去除(chú)率變化不大,分別(bié)為97%和93%,而相應的(de)出水NH4+-N去除率從93%降低到72%,表明廢水鹽度增大,對係統的硝化能力有(yǒu)較大影響。
而改變進(jìn)水有機負荷對出水COD去除影響不大,該係統耐有(yǒu)機負荷衝擊能力較強。