高鹽廢水處理技術概述
來源:www91環保 發布時間:2021-06-17
高鹽廢水處理是現階段工業發展麵臨的重大(dà)環保問題。綜合利用是解決高(gāo)鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用技術的應用是取得顯著經濟效益、環境效益和社會效益(yì)的重要保障。本(běn)文基於高鹽廢水處理現狀及研究進展展開論述。
現階段,規模(mó)化處理高鹽廢(fèi)水仍然存(cún)在處理效率低、運行成本高的特點(diǎn),還存在很多需要突破和解決的關鍵技術問(wèn)題。例如,采用正滲透法處理高鹽廢水時,正滲透膜(mó)和汲取液等核心問題仍未很好解決;如何提高反(fǎn)滲透處理的水量,如何延長膜(mó)件的使用壽命,如何有效(xiào)防止(zhǐ)膜汙染等(děng)問題仍需函待解決。
一、高鹽廢水簡介
高鹽廢水指來源於生活汙水和工業廢水的總含鹽量大於(yú)1%的排放廢水,含有較高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機離子,也含有如甘油、中低碳鏈的(de)有機物。由於其(qí)成分複雜多樣,鹽分高,對微(wēi)生物生長具有較強的抑製作用,因此(cǐ)該廢水處理技術難度遠(yuǎn)比普通汙(wū)水處理(lǐ)要大得多。我國高鹽廢水產生數量在總廢(fèi)水中達5%,每年仍以2%的速率增長。因此,高鹽廢水處理在汙水(shuǐ)處理中(zhōng)有重要地位,是廢水處理研究的重點,也是難點。目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發法(fǎ)、電解法、膜分離法、焚燒法和生物法(fǎ)等。高鹽廢水是指以NaCl含(hán)量計算的總鹽的質量分數大於等於1%的廢水。這類廢水除了含(hán)有有機汙(wū)染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量(liàng)可溶性無(wú)機鹽離子,甚至含有放射性(xìng)物質。
高鹽廢(fèi)水主要來源以下幾個途徑:(1)海水:通常來源於沿海城市工業用水過程中的(de)排水或冷卻循環水(shuǐ)。(2)工業生產:高鹽廢水主(zhǔ)要來源(yuán)印染、煉化、采油、製藥和製鹽等企業生產過程中產生的排水。(3)含鹽生活汙水:主要來源於海水利用,將海水用於城(chéng)市生活中(zhōng)的消防、衝灑道路、衝廁等不與人體(tǐ)直接接觸的生活雜(zá)用水。(4)含鹽量高(gāo)的地下水:有些地區的地下水中含鹽(yán)量較高,總溶解(jiě)性固(gù)體含量大,例如內蒙古河套部分地區、河北平原部分淺層地下水出現微鹹水和鹹水。
二、高鹽廢水處理技術(shù)應用現狀及優缺點分析
1、高效蒸發技術
高鹽水的高效蒸發技術一般是針對鹽分含(hán)量在4萬mg/L以上的高鹽廢水,對於鹽含量在1%~4%的(de)低濃度(dù)高鹽水來說,高效蒸發技術具體來說主要有:多效蒸發技術、機械(xiè)式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同(tóng)時使用(yòng)多個(gè)串聯的蒸發,熱的(de)蒸汽依次通過幾個(gè)蒸發,前一個蒸發的熱蒸汽再進入後一個蒸發,逐級蒸發,有效利用熱源,達(dá)到高鹽廢水除鹽(yán)的目的。
機械式蒸汽再壓縮技術(shù)簡稱MVR技術,是一種借助蒸汽壓縮機進行熱源(yuán)有效利用(yòng)的工藝,通過蒸汽的(de)再次壓縮(suō)獲(huò)得動力,並不斷往複,以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發的(de)技術可以成功分離廢水中的鹽分和水分,然後再分別進行處理,是比較徹底的(de)處理高鹽廢水的(de)方法,所以,目前這種技術在煤化(huà)工和醫藥、農藥行業都有(yǒu)比較廣泛(fàn)的應用。但是(shì)對於鹽水中的有機汙染物含量(liàng)過高的鹽(yán)水,蒸發過程中非常容易產生泡沫造成衝料,同時還可能影響鹽(yán)的品(pǐn)質,導致出鹽夾帶過多有機物,還需要繼續處理。
2、生(shēng)物(wù)法脫鹽
此工藝(yì)主要利用的微(wēi)生(shēng)物(wù)氧化分解有機物。微生物能處理吸附有害的有機汙染物,高鹽廢水通過它(tā)的降解後能夠轉化大量的有機(jī)物為無機物(wù),廢水通過淨化而再次應用(yòng)於工業領域(yù),此工藝方(fāng)法具有其他物理化學處理方法不同的優勢,環保且安全性更強(qiáng)。微(wēi)生物種類多種多樣、麵對各種汙染廢水的環境能夠通過變異具有很(hěn)強的適應性、且新陳代謝能力(lì)好,可以產生專一性的降解酶處理各類高鹽廢(fèi)水,潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著抗毒、耐衝擊、微生物較為穩(wěn)定、具有很強的容積負荷性(xìng)、能夠保(bǎo)持汙泥齡的優勢,作為生(shēng)物脫(tuō)鹽技術(shù)來說十分常(cháng)用。比常規的活性汙泥處理方(fāng)法的水力停留時間更短。
例:兩段式接觸氧化工藝可以把廢水的含無機鹽(yán)濃度降低到2.5*104mg/L以下,能達到95%的COD去除率。厭氧技(jì)術及其改(gǎi)良工藝利用厭氧菌、硝化細菌(jun1)、嗜鹽(yán)菌(jun1)等微生(shēng)物對高鹽(yán)廢水(shuǐ)特殊的環境適應性達到降低鹽(yán)分的作用,他們能在高鹽的水域環境中維持體內的低水活度,從而達到降低高鹽廢水COD的目的。據資料(liào)了(le)解,若泥齡為18日左右,嗜鹽菌在SBR反應容器中能夠達到95%的COD處理率(lǜ),高(gāo)於61%的(de)氨氮處理率。但(dàn)目前我國對此(cǐ)方法的工藝技術還不(bú)完善,技(jì)術熟(shú)練度不(bú)高,但生物法脫鹽的環保性,經(jīng)濟性(xìng)將在未來高鹽廢(fèi)水(shuǐ)處理中擁有很(hěn)好的前景。
3、膜處(chù)理技術
膜蒸餾是一種新型的水處理技術,其特點是無需加熱加壓,隻需(xū)要在常溫常壓的條件(jiàn)下進行處理,其過濾材料是疏水微孔(kǒng)膜。采用(yòng)膜蒸餾技術進行水處理時,利(lì)用(yòng)被處理液體中所包含(hán)的易揮發性物(wù)質所揮發形成的氣體,在(zài)處理膜兩側形成壓力差,並透過處理膜,*終實現篩選分離的一種處理技術(shù)。
與傳統回收(shōu)方法相比,該方法操作簡單(dān),一次性投資少,回收濃水(shuǐ)的效率(lǜ)非常高。孫項城研究表明,膜蒸餾技術處理穩定,脫鹽率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透作(zuò)為高濃鹽(yán)水處理的核心工藝,並(bìng)經美國陶(táo)氏ROSA軟件計算,確定了(le)中壓反滲(shèn)透、高壓反滲透和超高(gāo)壓反(fǎn)滲透單元的結構和膜(mó)元件類型。*終確定“調節池+高效(xiào)沉澱(diàn)池+汽水反衝濾池+超濾+高壓反(fǎn)滲(shèn)透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝。采用此係統處理(lǐ)後,*終可將高濃鹽水轉化為回用水、汙(wū)泥和鹽泥,實現係統零排放,係統(tǒng)每噸水的處理成本為23.243元。美國(guó)哥倫比亞大學研發利用“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術(shù)對濃鹽水進行處理用以鹽的回收利用,該方案現處於實驗研究階段,分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通(tōng)過該工藝組合,表現出很好的穩定性(xìng),相對於傳(chuán)統技術而言,出鹽品質很好,水(shuǐ)的回收率可達到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用“電(diàn)滲析(ED)+蒸發結(jié)晶”技術,該組合工藝相對於單一的蒸發濃縮和結晶,結晶出一噸鹽的電耗(hào)從970kW·h降至500kW·h,節能效果明顯,該(gāi)處理係統在ED膜和蒸發結晶之前進行(háng)了(le)預處理,投加氫氧(yǎng)化鈣,去除部分硬度和矽,以利於ED膜更好(hǎo)的工作。
三、高鹽有機廢水未來處理技術展望(wàng)
高鹽有機廢水處理主要存在物(wù)理化學法(fǎ)處理成本高,生物法占地(dì)麵積大等因素製約,尤其是含鹽量過高的高鹽廢(fèi)水(shuǐ)鹽度嚴重影響了生物法(fǎ)在高鹽度(dù)廢水處理中(zhōng)的應用。因此未來高鹽有(yǒu)機廢水(shuǐ)處理(lǐ)工藝(yì)研究,主要集中在高效快捷(jié)的高鹽有機廢水處理的生物反應器及其多種(zhǒng)方法的組合工藝。機理研究主(zhǔ)要集中在(zài)嗜鹽菌的降鹽(yán)機理(lǐ)和工藝條(tiáo)件。
隨著人口的增長和社(shè)會經濟的發展,水的需求量呈現急劇上升趨勢,然而,日益嚴重的水體汙染,不斷惡化的水質,使可用的水資源日漸匱乏。*實施了一係列保護水資源的法律法規,嚴格控製汙水(shuǐ)的排放,因此,尋找更為經濟有效(xiào)的汙水處理技術成為社會持續健(jiàn)康發展的一(yī)項亟待解決的問題。