高鹽廢水處理技術概述
來源:科柏盛環保 發布時間:2021-06-17
高鹽廢水處理是現階段工業發展麵臨的(de)重大環保問題(tí)。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽(yán)廢水回用(yòng)技術的應用是取得顯著經濟效益、環境效益和社會效益的重要保障。本文(wén)基於高鹽廢水處理(lǐ)現狀(zhuàng)及研究進(jìn)展展開論述。
現(xiàn)階段,規模化處理高鹽廢水仍(réng)然存(cún)在處理效率低、運行成本高的特點,還存在很多需要突破和解決的關鍵技術問題。例如,采用(yòng)正滲透法處理高鹽廢水(shuǐ)時(shí),正滲透膜和(hé)汲取(qǔ)液等核心問題仍未很好(hǎo)解決;如何提高反滲透(tòu)處理的水量,如何延長膜件的使用(yòng)壽命,如何(hé)有效防止膜汙染等問題仍需函待解決(jué)。
一(yī)、高鹽廢水簡介(jiè)
高鹽廢水指來源(yuán)於生活汙水和工業廢水的總含鹽量大於1%的排放廢水,含有較高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機(jī)離(lí)子,也含(hán)有如甘油、中(zhōng)低碳鏈的有(yǒu)機物。由於其成分複雜多樣,鹽分高,對微生(shēng)物生長具有較強的(de)抑製作用,因此該廢水處理技術難度(dù)遠比普通汙水(shuǐ)處理要大得多。我國高鹽廢水產生數量(liàng)在總廢水中達5%,每年仍以2%的速率增(zēng)長。因此,高鹽廢(fèi)水處理在汙水(shuǐ)處(chù)理中有重要地位,是廢水處理研究的(de)重點,也是難點。目前研究和常用的高鹽廢水方法有(yǒu)蒸發(fā)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。這類廢水除了含有有機汙染物外(wài),還含有鈣、鎂、鈉、氯(lǜ)和硫(liú)酸(suān)根等大量可溶(róng)性無機鹽離子,甚至含有放射(shè)性物質。
高(gāo)鹽(yán)廢水(shuǐ)主要來源以下(xià)幾個途(tú)徑:(1)海水:通常來源於沿海城(chéng)市工業用水(shuǐ)過程中的排水或冷卻循環水。(2)工(gōng)業生產:高鹽廢水主要來源印染、煉化、采油、製藥和製鹽等企業生產過程中產生的(de)排水。(3)含鹽生活汙水:主要來(lái)源於海水利用(yòng),將海水用於城(chéng)市生活中的消防、衝(chōng)灑道路、衝廁等不與人體直接(jiē)接觸的生活雜用水。(4)含鹽量高(gāo)的地下水:有(yǒu)些地區的(de)地下水中含鹽量較高(gāo),總溶解性固體含量大,例如(rú)內蒙古河套部分地區(qū)、河北平(píng)原部分淺層地下水出現微鹹(xián)水和鹹水(shuǐ)。
二、高鹽廢水處理(lǐ)技術應用現狀及優缺點分析
1、高效蒸(zhēng)發技術
高鹽水的高(gāo)效蒸發技術一般是針對鹽分含量在(zài)4萬mg/L以上的高鹽廢水,對(duì)於鹽含量在1%~4%的低(dī)濃度高鹽水來說,高效(xiào)蒸發技術具體來說主要有:多效蒸發技術、機械式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個串聯的蒸(zhēng)發,熱的蒸汽依次通過(guò)幾個蒸發,前(qián)一個(gè)蒸發的熱蒸汽再進入後一個(gè)蒸發,逐級蒸發,有效利用熱源,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,是一種借助蒸汽壓縮機進行熱源有效利用的工(gōng)藝,通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。高效蒸發的技術可以成功分離廢水中的(de)鹽分和水分,然後(hòu)再分別進行處(chù)理,是比較徹(chè)底的處理高鹽(yán)廢水的方法,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(duì)於鹽(yán)水(shuǐ)中(zhōng)的有機汙染(rǎn)物含量過(guò)高的鹽水,蒸發過程(chéng)中非常容易產(chǎn)生泡沫造成衝料,同時還可能影響鹽的品質,導致出鹽夾帶過多有機物,還(hái)需要繼續處理。
2、生物法脫鹽
此工藝主要利用的微生物(wù)氧化分解有機(jī)物。微生物(wù)能處理吸附有害的有機汙染(rǎn)物,高(gāo)鹽廢水(shuǐ)通過它的降解(jiě)後能夠轉化大量的有機物為無機物(wù),廢水通過淨化而再次應用於工業(yè)領域,此(cǐ)工藝方法(fǎ)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。微生物種(zhǒng)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強的適應性、且(qiě)新陳(chén)代謝(xiè)能力好,可以產生(shēng)專一性的降解酶處理各類高(gāo)鹽廢水(shuǐ),潛(qián)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(dìng)、具有很強的容積負荷性、能夠保持汙泥齡的優(yōu)勢,作為生物脫鹽技術來說十分常用。比常規的活性汙泥處理方法的水力停留時間更短。
例:兩段式接觸氧化工藝可以(yǐ)把廢水的含無(wú)機鹽濃度(dù)降低到(dào)2.5*104mg/L以下,能達到95%的(de)COD去除率。厭氧技術及其改良工藝利用厭氧菌、硝化(huà)細(xì)菌(jun1)、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特殊的(de)環境適(shì)應性達到降低(dī)鹽分的作用,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。據資料了解,若泥齡為18日左右,嗜鹽菌在SBR反應容器中能夠(gòu)達到95%的COD處理率,高於61%的氨氮處理率。但目前我國對此方法的工藝技術還不完善,技術熟練度不高,但生(shēng)物法脫(tuō)鹽的環保性,經濟(jì)性將在未來高鹽廢水處理中(zhōng)擁有很好的前景。
3、膜處理技術
膜蒸餾是一種新型的水處理技術,其特點是無需加熱加壓,隻需要在常溫常壓的條件下進行處理,其過濾材料(liào)是(shì)疏水(shuǐ)微(wēi)孔膜。采用(yòng)膜蒸餾技術(shù)進行水處理時(shí),利用被處理液體中所包含(hán)的易揮(huī)發性物質(zhì)所揮(huī)發形成的氣體,在處理膜兩側形成壓力差,並透過處(chù)理膜(mó),*終實現篩選分離的一種處(chù)理技術。
與傳統回收方法相比,該方法(fǎ)操作簡單,一(yī)次性投資少,回收濃水的效率(lǜ)非常高。孫項城研究表(biǎo)明,膜蒸餾技術處(chù)理穩(wěn)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(chāo)高壓反滲透作為高濃鹽水處理的核心工藝,並(bìng)經美國陶氏ROSA軟件計算(suàn),確定了中壓反滲透、高壓(yā)反滲透和超高壓反(fǎn)滲透單元的結構和膜元件類型。*終確定“調節(jiē)池+高效沉澱池+汽水反衝濾池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝。采用此(cǐ)係(xì)統處理後,*終可將高濃鹽水(shuǐ)轉化為回用水、汙泥和鹽泥,實現係統(tǒng)零排放(fàng),係統每噸水的處理成本為23.243元。美(měi)國哥倫比亞大學研發利用(yòng)“反滲透(tòu)+膜蒸餾(MD)”技術對濃鹽水進行處理用以鹽的回(huí)收利用,該方案現處於實驗(yàn)研究階(jiē)段,分別將NaCl溶液(yè)、合成(chéng)海水、高鹽水通過該工藝組(zǔ)合,表現出很好的穩定性,相對於傳(chuán)統技術而言,出鹽品(pǐn)質很好,水的回收率可達到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用(yòng)“電滲析(ED)+蒸發結晶”技術,該組合工藝相對於單一的(de)蒸發濃縮和結(jié)晶,結晶出一噸(dūn)鹽的電耗(hào)從970kW·h降至500kW·h,節能效果明顯,該處理係統在ED膜和蒸(zhēng)發結晶之(zhī)前進行(háng)了預處理,投加氫氧化鈣,去除(chú)部分硬度和矽,以利於ED膜更好的(de)工作。
三、高鹽有機廢水(shuǐ)未來處理技術展望
高鹽有(yǒu)機廢水(shuǐ)處理(lǐ)主要存在物理化學法處理成本高,生物法占(zhàn)地麵積大等因素製約,尤其是含鹽量(liàng)過高的高鹽廢水鹽度(dù)嚴重影響了生物法在高鹽度廢水處理中的應(yīng)用(yòng)。因此未來高鹽有機廢水處理工(gōng)藝研究,主(zhǔ)要集中在(zài)高效(xiào)快捷的(de)高鹽有機廢水處理的生物反應器及其多種方法的組合工(gōng)藝。機理研究主要集中在嗜鹽菌的降鹽機理和工藝條件。
隨著人口的增長和社會經濟的發展,水的需求量呈現急劇(jù)上升(shēng)趨勢,然而,日益嚴重的(de)水體汙染(rǎn),不(bú)斷惡化的水質,使可(kě)用的水資源日漸匱乏。*實施(shī)了一係列保護水資源的(de)法律(lǜ)法規,嚴格控製汙水(shuǐ)的排放,因此,尋找更為經濟有效的汙水處理技術成為社會持續健(jiàn)康發展的一項亟待解決的問題。