高鹽(yán)廢水處理技術現狀及優缺點!
來源:亚洲国产一区二区三区波多野结衣環保 發布時間:2023-03-14
高鹽廢水(shuǐ)處理是現階段工業發展(zhǎn)麵臨的重大環保問(wèn)題。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用技術的(de)應用是取得顯著經濟效益、環境效益和社會(huì)效益的重要保障。本文基於高鹽廢水處理現狀及研究進(jìn)展展開論述。
現階段,規(guī)模化(huà)處(chù)理高鹽廢水(shuǐ)仍然存在處理效率低、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題。例如,采用正滲透法處理高鹽廢水時,正滲(shèn)透(tòu)膜和汲取液等核心(xīn)問題仍(réng)未(wèi)很好解決;如何提高反滲透(tòu)處理(lǐ)的水量,如何延(yán)長膜件的使用壽命,如何有效防止膜汙染等問(wèn)題仍需函待解決。
一、高鹽廢水簡介(jiè)
高鹽(yán)廢水指來源於生活汙水和工業廢水的總含(hán)鹽量大於1%的排放廢(fèi)水,含有較高的如(rú)Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機離子,也含有如甘油、中低碳鏈的有機物。由於其成分複雜多樣,鹽分(fèn)高,對微生物(wù)生長具有較強的抑製(zhì)作用(yòng),因此該廢水處(chù)理技術難(nán)度遠比普通(tōng)汙水處理要大得多。我國(guó)高鹽廢水產生數量在總廢水中達5%,每(měi)年仍以2%的速率增長。因此,高鹽廢水處理在(zài)汙水處理中有重要地位,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(zhēng)發法、電解法、膜分離法、焚燒法和生物法等。高鹽廢水是指以NaCl含量(liàng)計算的(de)總鹽的質量(liàng)分數(shù)大(dà)於(yú)等於1%的廢水。這類(lèi)廢水除了含有有機汙染(rǎn)物外,還(hái)含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性無機鹽離子,甚至含(hán)有放射性物質。
高(gāo)鹽廢水主要來源以下幾個途徑:
(1)海水:通常來(lái)源於沿海城市工業用水過程中的排水或冷卻循環水。
(2)工業生產:高鹽廢水主(zhǔ)要來(lái)源印染、煉化、采油、製藥和(hé)製鹽等企業生產(chǎn)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(hǎi)水用於城市生活中的(de)消防、衝(chōng)灑道路、衝廁等不與人(rén)體直接(jiē)接觸的生活雜用水。
(4)含鹽量高的地下水:有些地(dì)區的地下水中含鹽量較高,總溶解性固體含量大,例(lì)如內蒙古河套(tào)部分地(dì)區、河北平原部分淺層地下水出現微鹹水和鹹(xián)水。
二、高鹽廢水處理技術應(yīng)用(yòng)現狀及優缺點(diǎn)分析
1、高效蒸發技(jì)術
高鹽水的(de)高效蒸發技術一般(bān)是針對鹽分含量在4萬mg/L以上的高鹽廢水,對於鹽含量在1%~4%的低濃度(dù)高鹽水來說,高效蒸發技術具體來說主要有:多(duō)效蒸發(fā)技術、機械(xiè)式蒸(zhēng)汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個(gè)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(rè)蒸汽再進入後一個蒸發,逐級蒸發,有效利用熱源,達到高(gāo)鹽廢水除鹽的目的(de)。
機械式蒸(zhēng)汽再壓縮技術簡稱MVR技術,是(shì)一種借助蒸汽壓縮機進行熱源有效利用的工藝,通過蒸汽的(de)再(zài)次壓(yā)縮獲得動力,並不(bú)斷往複,以提高蒸汽的熱利(lì)用效率。高效(xiào)蒸發的(de)技術可以成功分離(lí)廢水中的鹽分(fèn)和水分,然後再分別進行處理,是比較徹底的處理(lǐ)高鹽廢水(shuǐ)的方法,所以,目前這種技術在煤化工和醫藥、農藥行業都有比(bǐ)較廣泛的應用。但是對於鹽水中的有(yǒu)機汙染物含(hán)量過高的鹽水,蒸發過程中非常容易產(chǎn)生泡沫造成(chéng)衝料,同時還可能影響(xiǎng)鹽的品質,導致出鹽夾帶過多有機物,還需要繼續處理。
2、生物法脫鹽(yán)
此工藝主要利用的微生物氧化分(fèn)解有機(jī)物。微生物能處理吸附有害的有機汙染物,高(gāo)鹽廢水通(tōng)過它的降解後能夠轉化大量的有機物為無機物,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(huà)學處理方法不同的(de)優勢,環保且安全(quán)性更(gèng)強。微生物種類多(duō)種(zhǒng)多樣、麵對各種汙染廢水的(de)環境能夠通過變異具有(yǒu)很強的適應性、且新陳代謝能力好,可(kě)以產生專一性的降解(jiě)酶處理各類(lèi)高鹽廢水,潛力較大。如生物接(jiē)觸氧化工藝有著抗毒、耐衝擊、微生(shēng)物較為穩定、具有很(hěn)強的容積負荷(hé)性、能夠保持汙泥齡的優勢,作為生物脫鹽技術(shù)來說十分常(cháng)用。比常(cháng)規(guī)的活性汙泥處理方法(fǎ)的水力停留時間更短。
例:兩段式接(jiē)觸氧化工藝可以把廢水的含無機鹽(yán)濃度降(jiàng)低(dī)到2.5*104mg/L以下,能達到(dào)95%的COD去除率。厭氧技(jì)術及其改良工藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜(shì)鹽菌等微(wēi)生物對高鹽廢水特殊的環境適應性(xìng)達到降低鹽分的作用,他們能在(zài)高鹽的水域環境(jìng)中維持體內的低水活度,從(cóng)而達到降低高鹽廢水COD的目的。據資料了解,若泥齡為18日左右,嗜鹽菌在SBR反應(yīng)容器中能(néng)夠達到95%的COD處理率,高於61%的氨氮處理率。但目(mù)前(qián)我國對此方法的工藝技術還不完善,技術熟練度不高,但生物(wù)法脫鹽的(de)環保性(xìng),經濟性將在未來高鹽廢(fèi)水處理(lǐ)中擁有很好的前景。
3、膜處理技術
膜蒸餾是一種新型的水處(chù)理技術,其特點是無需加熱加壓,隻(zhī)需要在常溫常壓的(de)條件下進行(háng)處理,其過濾材料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾技術(shù)進行水處理時(shí),利用被處(chù)理液體中(zhōng)所包含(hán)的易揮發性物(wù)質所揮發形成的氣體,在處理(lǐ)膜兩側形成(chéng)壓力差,並透過處理膜,*終實現篩選分離的一種(zhǒng)處理技術。
與傳(chuán)統回收(shōu)方法相比,該方法操作簡單,一次性投資少,回收濃水(shuǐ)的效率(lǜ)非常高。孫項(xiàng)城研究表明,膜蒸餾技(jì)術處理穩定,脫鹽率(lǜ)高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高(gāo)壓反滲(shèn)透和超高壓反滲透(tòu)作為高濃鹽水處理的核心工藝,並經美國陶氏ROSA軟件計算,確定了(le)中壓反滲透、高壓反滲透和超高(gāo)壓反滲透單元的結構和膜元件類型。*終確定“調節池+高效沉澱池+汽水反衝濾池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發(fā)結晶”的處理工藝(yì)。采用(yòng)此(cǐ)係統處理後,*終可將高濃鹽水轉化為回用(yòng)水、汙泥和鹽泥,實現係統零(líng)排放,係統每(měi)噸水的(de)處理成本為23.243元。美國哥倫比亞大學研發利用(yòng)“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術對濃鹽水進(jìn)行處理用以鹽的回收利用,該方案現處於實驗研究階段(duàn),分別將(jiāng)NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該工藝組合,表現出很(hěn)好的穩定性,相對於傳統技術而(ér)言(yán),出鹽品質很(hěn)好,水的回收率可達到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸發結晶”技術,該組合工藝相對於單一的蒸發(fā)濃縮和結晶,結晶出一噸鹽的電耗從970kW·h降至(zhì)500kW·h,節能效果(guǒ)明顯(xiǎn),該處理係統在ED膜和蒸發結(jié)晶之前進行了預處理,投加氫氧化鈣,去除部分(fèn)硬度和矽,以利於ED膜更好的工作。
三、高鹽有機廢水未來處(chù)理技術展望
高鹽有機廢(fèi)水處(chù)理主要(yào)存在物理化學法處理成本高,生(shēng)物(wù)法占地麵積(jī)大等因素製約,尤其是含(hán)鹽量(liàng)過高的高鹽廢水鹽度嚴重影響了生物法在高鹽度廢水處理中的應用。因此未來高鹽有機廢水處理工藝研究(jiū),主要集中在高效快捷的高鹽有機廢水處理的生物反(fǎn)應器(qì)及其多種方法的組合工藝。機理研究主要集(jí)中在嗜鹽菌的降鹽機理和工藝條件。
隨著人(rén)口的增長(zhǎng)和社會經濟的發(fā)展,水的(de)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(zī)源日漸匱乏。*實施了一係列保(bǎo)護水資源(yuán)的(de)法律法規(guī),嚴格控製汙水的排放(fàng),因此,尋(xún)找更為經濟有效的(de)汙水處(chù)理技術(shù)成為社會持續健康發(fā)展的一項亟待解決的問題。