高鹽廢水處理技術現(xiàn)狀及優缺點!
來源:科柏盛環保 發布時間:2023-03-14
高鹽廢水處理是現階(jiē)段工業發展麵臨的重大環(huán)保問題。綜(zōng)合利用是解決高鹽廢水(shuǐ)瓶頸的重要路徑(jìng)。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(shè)會效益(yì)的重要保障。本文基於高鹽廢水處理現狀及研究進展展開論述。
現階段(duàn),規模化處理高鹽廢水仍然存在處理效(xiào)率低、運行成本高的特點,還存在(zài)很多需(xū)要突破和解決的關鍵技術(shù)問題。例如,采用正滲透法(fǎ)處理(lǐ)高鹽(yán)廢水時,正滲(shèn)透膜和汲取液等核(hé)心問題仍未(wèi)很好解決;如何提高反滲透處理(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題仍需函待解決。
一、高鹽廢水簡介
高鹽廢水指來(lái)源於生活汙水和工業廢水的總(zǒng)含鹽量大於1%的排放廢水,含有較高的如(rú)Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無(wú)機離(lí)子,也含有如甘油、中低(dī)碳鏈的(de)有(yǒu)機物(wù)。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(yì)製作(zuò)用,因此該廢水處理技術難度遠比普通汙水處理要大得多。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(lǜ)增長。因此(cǐ),高鹽廢水處(chù)理在(zài)汙水處理中有重要地位,是廢(fèi)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(shāo)法和生物法等。高鹽廢水是指以NaCl含量計算的總鹽(yán)的質量分數大於等於1%的廢水。這類廢(fèi)水除了含有(yǒu)有機汙染物外(wài),還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性無機鹽離子,甚(shèn)至含有放射(shè)性物質。
高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(huò)冷卻循環水(shuǐ)。
(2)工業生產(chǎn):高鹽廢水主要來源印染、煉化(huà)、采油、製藥和製鹽等企業生產過程中產生的排水。
(3)含(hán)鹽生(shēng)活汙水:主要來源於海水利用(yòng),將海水用於城(chéng)市(shì)生活中的消防、衝灑道路、衝廁等不與人體直接接觸的(de)生活雜用水。
(4)含鹽量高的地下水:有些地區的地下水中含鹽量較高,總溶解性固(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(chū)現微鹹水和鹹水。
二、高鹽廢水處理技術應用現狀及優缺(quē)點(diǎn)分析
1、高效蒸發技(jì)術
高(gāo)鹽水的高效蒸發技術(shù)一般是針對鹽分含量在4萬mg/L以上的高鹽廢水,對(duì)於鹽含量在1%~4%的低濃度高鹽水(shuǐ)來說,高效蒸(zhēng)發技術具體來說主要(yào)有:多效蒸發技術、機械(xiè)式蒸汽再壓縮技(jì)術。多效蒸(zhēng)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發,前一個蒸發的熱蒸汽(qì)再進入後一(yī)個蒸發,逐級蒸發,有效(xiào)利用熱源,達到(dào)高鹽廢水除鹽的目(mù)的。
機(jī)械式蒸汽再壓(yā)縮技術簡稱MVR技術,是一種借助蒸汽壓(yā)縮機進行熱源有效利用的工藝,通過蒸汽的再(zài)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)技術可以成功分離廢水中的鹽分和水分,然後再(zài)分別進行處理,是比較(jiào)徹底的處理高鹽廢水的方法(fǎ),所以(yǐ),目前這(zhè)種技術在(zài)煤化工和醫藥、農藥行業(yè)都有(yǒu)比較廣泛的應用。但是對於鹽水中(zhōng)的有機汙染物(wù)含量過高(gāo)的鹽水,蒸(zhēng)發過(guò)程中非常容易產(chǎn)生泡沫造成衝料,同(tóng)時還可能影響鹽的品質,導致出鹽夾帶過多有機物,還需要繼續處理(lǐ)。
2、生物法脫鹽(yán)
此工藝主要利用的微生物氧化分解有機物(wù)。微生物能處理吸附有害的(de)有機(jī)汙染物,高鹽廢水通過它的降解後(hòu)能夠轉化大量的有機物(wù)為無機物,廢水通過淨(jìng)化而再次應用於工業領域,此工藝方法具(jù)有其他(tā)物理化學處理方法不同(tóng)的優(yōu)勢,環保且安全性更強。微生物種類多種多樣、麵對各種汙染廢水(shuǐ)的環境能夠通過變異具有很強的適應性、且新陳代謝能力好,可以產生專一(yī)性的降解酶(méi)處理各類高鹽廢水,潛力較大。如生物接觸氧化工(gōng)藝有著(zhe)抗毒、耐衝擊、微生物較為穩定、具有很強的容積負荷性、能夠保持汙泥齡的優勢(shì),作為生物脫鹽技術來(lái)說十(shí)分常用。比常規(guī)的活(huó)性汙(wū)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把廢水的含無機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下(xià),能達(dá)到95%的COD去除率(lǜ)。厭氧技(jì)術及其改良工藝(yì)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(xìng)達(dá)到降低鹽分的作用,他們能在高鹽的水域環境中維持體內(nèi)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(shì)鹽菌在SBR反(fǎn)應容器中能夠達到95%的COD處理率,高於61%的氨氮處理率。但(dàn)目前我國對此方法的工藝技術還不完善,技術熟練度不高,但生物法脫鹽的環保性,經濟性將在未來高鹽廢水處理(lǐ)中擁有很好的前景。
3、膜處理技術
膜蒸(zhēng)餾是一種新型的水處理技術,其特點是無需加熱(rè)加壓,隻需要在常溫常壓的條件下(xià)進行處理,其過濾材料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾技術進行水處理時,利用被處理液(yè)體(tǐ)中所包含的易揮發性物質所揮發形(xíng)成的(de)氣體(tǐ),在處理膜兩側形成壓力差,並(bìng)透過處理膜,*終實現(xiàn)篩選分離的一種處理技(jì)術。
與傳統回收(shōu)方法(fǎ)相比(bǐ),該方法操作(zuò)簡單(dān),一次性投資少,回收濃水的效率非常高。孫項城研究表明,膜蒸餾技術處理穩(wěn)定,脫(tuō)鹽率高達99%。聶(niè)瑩瑩等選擇中壓反(fǎn)滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透作為高(gāo)濃鹽水(shuǐ)處理(lǐ)的核心(xīn)工藝,並(bìng)經美國陶氏ROSA軟件計算,確定了中壓(yā)反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透(tòu)單元的結(jié)構和膜(mó)元件類(lèi)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(tòu)+DTRO+蒸發結晶(jīng)”的處理工藝。采用此係統處理(lǐ)後,*終可將高濃鹽水轉化(huà)為回用水、汙泥和(hé)鹽泥,實現係統零排放(fàng),係統每噸水的處理成本為23.243元。美國哥倫比亞(yà)大學研發(fā)利用(yòng)“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術對濃鹽水進行處理用以(yǐ)鹽的回收利(lì)用,該方案現處(chù)於實驗研究階段,分別將(jiāng)NaCl溶液、合成海水(shuǐ)、高鹽(yán)水(shuǐ)通過該工藝組合,表現出很好的(de)穩定(dìng)性,相對於傳統技術而言(yán),出鹽品質很好,水的回收率可達到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用“電滲(shèn)析(ED)+蒸發結晶”技術,該(gāi)組(zǔ)合工藝(yì)相對於單一的蒸(zhēng)發濃縮和結晶,結晶出一噸(dūn)鹽的電耗從970kW·h降至500kW·h,節能效果明顯,該處理係統在ED膜和蒸發結晶之前進行了預處理,投加氫氧化鈣,去除部(bù)分硬度和矽,以利於ED膜更好的工作。
三、高(gāo)鹽有機廢水未來處理技術展望
高鹽有機廢水處理主要存在物理化學法處理成本高,生(shēng)物法占(zhàn)地(dì)麵積大等因素製約,尤其是含鹽量過(guò)高的高鹽廢水鹽(yán)度嚴重影響了生物法(fǎ)在高鹽度(dù)廢水處理中的應用。因此未來高鹽有(yǒu)機廢水處理(lǐ)工藝研究,主(zhǔ)要集中在(zài)高效快捷的高鹽有機廢水處理的生(shēng)物反應器及其多種方法的組合工藝。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上升趨勢,然而,日益嚴重的水體汙染(rǎn),不斷惡化的水(shuǐ)質,使可用的(de)水資源日漸匱乏。*實施了一係列(liè)保護水資源的法律法規,嚴格控(kòng)製汙水的排放,因此,尋找更為(wéi)經濟有效的汙水處理技術成為社會持續健康發展的(de)一項亟待(dài)解決的問題。