高鹽廢水處理技術概述
來源:科柏(bǎi)盛環保 發布時間:2021-06-17
高鹽廢水處理是現階段工業(yè)發展麵臨的重大環保(bǎo)問題。綜合利用是解(jiě)決高鹽廢(fèi)水瓶頸的(de)重要路徑(jìng)。高鹽廢水回用技術的應用是取(qǔ)得顯著經濟效(xiào)益、環境效益和社會效(xiào)益的重要保障。本文基於高鹽廢水處理現狀及(jí)研(yán)究進展展開論述。
現階段,規模化處理高鹽廢水仍然存在處理效率低、運(yùn)行成本(běn)高的特(tè)點,還存在(zài)很多需要突破和解決的(de)關鍵技術問題。例如,采用正滲透法處(chù)理高鹽廢水時,正滲透膜和汲取液等核心問題仍未很好解決;如何提高反滲(shèn)透(tòu)處理的水量,如何延長膜件的使用壽命,如何有效防止(zhǐ)膜(mó)汙染等問題仍需函(hán)待解決。
一、高(gāo)鹽廢水簡介
高鹽廢水指來源於生活汙水和工業廢水(shuǐ)的總含鹽量大於1%的排放(fàng)廢水,含有較(jiào)高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機離子,也含有(yǒu)如甘油、中低碳鏈的有機物。由於其成分複雜多樣,鹽分高,對微生物生長具有較(jiào)強的抑製作用,因此該廢水(shuǐ)處理技術(shù)難度(dù)遠比(bǐ)普通汙水處理要(yào)大得多。我國高鹽廢水產生數量在總廢水中達5%,每年仍以2%的速率增長。因此(cǐ),高鹽廢(fèi)水(shuǐ)處理在汙水處理中有重要地位,是廢水處理研究的重點,也是(shì)難點。目前研究(jiū)和常(cháng)用的高鹽廢水方法有蒸(zhēng)發法、電解法、膜分離法(fǎ)、焚燒法(fǎ)和生物法等。高鹽廢水是(shì)指以NaCl含量(liàng)計算(suàn)的總鹽(yán)的質量(liàng)分數大(dà)於(yú)等於1%的廢水。這類廢水除了含有有機汙染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性(xìng)無機鹽離(lí)子,甚至含有放射性物質。
高(gāo)鹽廢水(shuǐ)主要來源以(yǐ)下幾個(gè)途徑:(1)海水:通常來源於沿海城市工(gōng)業用水過程中的(de)排水或冷卻循(xún)環水。(2)工業生產(chǎn):高鹽廢水主要來源印染(rǎn)、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(huó)汙水:主(zhǔ)要來源於(yú)海水(shuǐ)利(lì)用,將海水用於城市生活中的消防、衝灑道路、衝廁等不(bú)與人體直接(jiē)接觸的生活雜用(yòng)水。(4)含鹽量高的地下水:有些地區的地(dì)下水中含鹽量較高,總溶解性固體含量(liàng)大(dà),例如內(nèi)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(shuǐ)。
二、高(gāo)鹽廢水(shuǐ)處(chù)理技術應用現狀及優缺點分析
1、高效(xiào)蒸發技術
高鹽水的高效(xiào)蒸發技術一(yī)般(bān)是針對鹽分含量在4萬mg/L以上的高鹽廢水(shuǐ),對於鹽(yán)含量在(zài)1%~4%的低濃度高鹽水來說,高效蒸發技術具體來說主要有:多效蒸發技(jì)術、機(jī)械式蒸汽再壓縮(suō)技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個串聯的蒸發,熱的蒸汽依次通過幾個蒸(zhēng)發,前一個蒸發的熱蒸(zhēng)汽再進入後一(yī)個(gè)蒸發(fā),逐級蒸發,有效利用熱源(yuán),達到高鹽廢水除鹽的目的。
機械式蒸汽再壓縮技術簡稱MVR技術,是一種(zhǒng)借助蒸汽壓縮機進行熱源有效利用的工藝,通(tōng)過蒸汽的再次壓縮獲得動力,並不斷往複,以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發的(de)技(jì)術可以成功分離廢水中的鹽分和水分,然後再分別進行處(chù)理,是比較徹底(dǐ)的(de)處理高鹽廢水的方法,所以,目前這種技術在煤化工和醫藥、農藥行(háng)業都有比較廣(guǎng)泛的應用。但是對於鹽水中的(de)有機汙染物含量過高的鹽水,蒸(zhēng)發(fā)過程中非(fēi)常容易產生泡沫造成衝料,同(tóng)時還可能影響鹽的品(pǐn)質,導致出鹽夾(jiá)帶過多有機物,還需(xū)要繼續處理。
2、生物法(fǎ)脫鹽
此工藝主要利用的微生物氧(yǎng)化分解有機物。微生物(wù)能處理吸附有害的有機汙染物,高鹽廢水(shuǐ)通過它的降(jiàng)解後能夠轉化大量(liàng)的有機物為無機物,廢水通過淨化而再次應用於工業領域,此工藝方法具有其他物理化學處理方法不同的優勢,環保且安全性(xìng)更強。微生物種(zhǒng)類(lèi)多種多樣(yàng)、麵對各種汙染廢水的環境能夠通過變異具有很強的(de)適應性、且(qiě)新陳代謝能力好(hǎo),可以產生專一性(xìng)的降解酶處理各類高(gāo)鹽廢水,潛力較大。如生物接觸氧化工藝有(yǒu)著抗毒、耐衝擊、微生物較為穩定、具有(yǒu)很強的容積(jī)負荷(hé)性、能夠保持汙泥齡的優勢,作為生物脫鹽技術來說十分常用(yòng)。比常規的活性汙泥處理方法的水力(lì)停留時間更短。
例:兩段式(shì)接觸氧化工(gōng)藝可以把廢水的含無機鹽濃度(dù)降低到2.5*104mg/L以下,能(néng)達到95%的COD去除率。厭氧技術及其改(gǎi)良工藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特殊的環境適應性達到降低鹽分的作用,他們(men)能在高鹽(yán)的水域環境中維持體內的低水活度,從而(ér)達到降低高鹽廢水COD的目的。據資料了解,若(ruò)泥齡(líng)為(wéi)18日左右,嗜鹽菌在(zài)SBR反應容器中能夠達(dá)到95%的COD處理率,高於61%的氨氮處理率。但目前我(wǒ)國對此方法的(de)工藝技術還不完善,技術熟練度不高,但生物法脫鹽的(de)環保性,經濟性將(jiāng)在未來高鹽廢水處(chù)理中(zhōng)擁(yōng)有很好的前景。
3、膜(mó)處理技術
膜蒸餾是一種新型的水處理(lǐ)技術,其特點是無需加熱加壓,隻需要在常溫常壓(yā)的條件下進行處理,其過濾(lǜ)材料是(shì)疏水微孔(kǒng)膜。采用膜蒸餾技術進行水(shuǐ)處(chù)理時,利用被(bèi)處(chù)理液體中所包含的易(yì)揮發性物質所揮發形成的氣體,在處理膜兩側形成壓力差,並透(tòu)過處理膜,*終實現篩選分離的一種處理技術。
與傳統回收方法相比,該方法操作簡單,一次性投資少,回收濃水的效率非常(cháng)高。孫(sūn)項城研究表明,膜蒸餾技術處理(lǐ)穩定,脫(tuō)鹽率高達99%。聶(niè)瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反(fǎn)滲透和超(chāo)高壓反滲透作為高濃(nóng)鹽水處理的核心工藝,並經(jīng)美(měi)國陶氏ROSA軟件(jiàn)計算(suàn),確定了中壓反滲透、高(gāo)壓(yā)反滲透和超高壓反滲透單元的結構和膜元件類(lèi)型。*終確定“調節池+高效沉澱池+汽水反衝(chōng)濾(lǜ)池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝。采(cǎi)用此係統處(chù)理後,*終可將高濃鹽水轉化為回用水、汙泥和(hé)鹽泥,實現係統零排放,係統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(háng)處理用以鹽的回收利用,該方案現處於實驗(yàn)研究階段,分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該工(gōng)藝組合,表現出很好的穩定性,相對於傳統技術而言,出鹽品質很好,水的回收率(lǜ)可達(dá)到90%以上。波蘭Marian Turek等(děng)人采(cǎi)用“電滲析(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(dūn)鹽(yán)的電(diàn)耗從970kW·h降至500kW·h,節能效果明顯,該處理係統在ED膜和蒸發結(jié)晶之前進行(háng)了(le)預處理,投加氫氧化鈣,去(qù)除部分硬度和矽,以利於ED膜更好的工作。
三、高鹽有機廢水未來處理(lǐ)技術展望
高鹽有機廢水處理主要存在物理化學法處(chù)理成本(běn)高,生物法占地麵積(jī)大等(děng)因素製約,尤其是含鹽量過高的高鹽廢(fèi)水鹽度嚴重影(yǐng)響了生物法在(zài)高鹽度廢水處理中的應用。因此未來高鹽有機廢(fèi)水處理工藝研究,主要集中在高效快(kuài)捷的高鹽有機廢水處理的生物(wù)反應器(qì)及其多種方法的組(zǔ)合工藝(yì)。機理研究主要(yào)集(jí)中在嗜鹽(yán)菌的降鹽機理和工(gōng)藝(yì)條(tiáo)件。
隨(suí)著人口的增長和社會經濟的發展,水的需求量呈現急劇上升(shēng)趨勢,然(rán)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(liè)保護(hù)水資源的法律法規,嚴格控製汙水的排放,因此(cǐ),尋找更為經濟有效的汙水處理技術成為社會持續(xù)健康發展的(de)一項亟待解決的問題。