高鹽廢(fèi)水的處理方法及工藝!
來源:科(kē)柏盛環保 發布時間:2020-11-20
高鹽(yán)廢水處理(lǐ)是現階段工業發展麵臨的重(chóng)大環(huán)保問題。綜(zōng)合利(lì)用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用(yòng)技術的應用是取得顯著經濟效益、環(huán)境效益和社會效益的重要(yào)保障(zhàng)。本(běn)文基於(yú)高鹽廢水處理現狀及研究進展展開論述。
現階段,規模化處理高鹽廢(fèi)水仍(réng)然存在處理(lǐ)效率低、運行成(chéng)本高的特點,還(hái)存在很多需要突破和解決的關鍵技術問題。例如,采用正滲(shèn)透法處理高鹽廢水時,正滲透膜和汲取液等核心問題仍未很好(hǎo)解決;如何提高反滲透處理的水量,如何延長膜(mó)件的使用(yòng)壽命,如何有效防止(zhǐ)膜汙染等問題仍需函待解(jiě)決。
01、高鹽廢水簡介
高鹽廢水指來源於生活汙水和工業廢(fèi)水的(de)總含鹽量大於(yú)1%的排放廢水(shuǐ),含有較高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等(děng)無機離子,也(yě)含(hán)有如甘(gān)油、中低碳鏈的有機物。由於其成分(fèn)複雜多樣,鹽分高,對(duì)微生物(wù)生長具有較(jiào)強的抑製作用,因此該廢水處(chù)理技術難度遠(yuǎn)比普通汙水處理(lǐ)要大得多(duō)。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,高鹽(yán)廢水處理在汙水處理中有重要地位(wèi),是廢水處理研究的重(chóng)點,也是難(nán)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(lí)法、焚燒法和(hé)生物法等。高鹽廢(fèi)水是指以NaCl含量計算(suàn)的總鹽的質量分(fèn)數大於等於1%的廢水(shuǐ)。這(zhè)類廢水除了(le)含有有機汙染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸(suān)根等(děng)大量可溶性無機鹽離子(zǐ),甚至含有(yǒu)放射性物質(zhì)。
高鹽廢水主要來源以下幾(jǐ)個途(tú)徑:
1、海水:通常來(lái)源於沿海(hǎi)城市工業用水(shuǐ)過(guò)程(chéng)中的排水或冷卻(què)循環水。
2、工業生產:高鹽廢水主要來源印染、煉化、采油、製藥和製鹽(yán)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,將海水用於城市生活(huó)中的消防、衝灑道路、衝廁等不(bú)與(yǔ)人體直接接觸的生活雜用水。
4、含鹽量高的地下水:有些(xiē)地區的(de)地下水中含鹽量較高,總溶解(jiě)性固體含量大,例如內蒙古河套部分地區、河北平原部(bù)分淺層地下水出現微鹹水和(hé)鹹水。
02、高鹽廢水(shuǐ)處理技術應用現狀及優缺點分析
一、高效蒸發技術(shù)
高鹽(yán)水的高效蒸發技術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(hán)量在1%~4%的低濃(nóng)度高鹽水來說,高效蒸發技術具(jù)體來說主(zhǔ)要(yào)有:多效蒸發技術、機械式蒸汽再壓縮技(jì)術。多效蒸發技術(shù)指的是同時使用多個串聯的蒸發,熱的蒸(zhēng)汽依次通過幾(jǐ)個蒸發,前(qián)一個蒸發(fā)的熱蒸汽再進入後一個蒸發,逐級(jí)蒸發(fā),有效利用熱源,達到(dào)高鹽廢水除鹽的目的。
機械式蒸汽再壓縮技術(shù)簡(jiǎn)稱MVR技術,是一種(zhǒng)借助蒸(zhēng)汽壓縮(suō)機(jī)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(yǐ)提高(gāo)蒸汽的熱(rè)利用效率。高(gāo)效蒸發的技術可以成功分離廢水(shuǐ)中(zhōng)的鹽分和水分,然後再分別進行處理,是比較徹底的處理高(gāo)鹽廢水的(de)方法,所以,目前(qián)這種技術在煤化工(gōng)和醫藥、農藥行業都有比較廣泛的應用。但是對於鹽水(shuǐ)中的有機汙染物含量過高的鹽水,蒸發過程(chéng)中非常容易產生泡沫造成衝料,同時還可能影響鹽的品質,導致出鹽夾帶(dài)過(guò)多有機物,還需要繼續處理。
二、生物(wù)法脫鹽
此工(gōng)藝主要利用的微生(shēng)物氧(yǎng)化分解有機物。微生物能處理吸(xī)附有害的有機汙(wū)染物(wù),高鹽廢水通過它的降解後能夠轉化(huà)大量的有機物為無機(jī)物,廢水通過淨化而再次應用於工業領(lǐng)域,此工藝方法具有其(qí)他物理化(huà)學處理方(fāng)法不同的(de)優勢,環保且安全性更強。
微生物(wù)種類多(duō)種多樣、麵對各種汙染廢水的環境(jìng)能夠通過(guò)變異具有很強(qiáng)的適應性、且(qiě)新(xīn)陳代謝能力好,可以產生專一性的(de)降解酶處理各類高鹽廢水(shuǐ),潛力較大(dà)。如生物(wù)接(jiē)觸氧(yǎng)化工藝有著抗毒、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勢,作為生物脫(tuō)鹽技術來說十分常用。比常規的活性汙泥處理(lǐ)方法的水(shuǐ)力停(tíng)留時間更短。
例:兩段式接觸氧化(huà)工藝可(kě)以把廢水的含無機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下,能達(dá)到95%的COD去除(chú)率(lǜ)。厭氧(yǎng)技術及其(qí)改良工藝利(lì)用厭氧(yǎng)菌、硝化細菌、嗜鹽(yán)菌等微生物對(duì)高鹽廢水特殊的(de)環境(jìng)適(shì)應性達到降低鹽分的作用,他們能在高(gāo)鹽的(de)水(shuǐ)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(yòu),嗜鹽菌在SBR反應容(róng)器中能夠達到(dào)95%的COD處理率,高於(yú)61%的氨氮處理率。但目前我國對此方法(fǎ)的工藝技術還不完善(shàn),技術熟練度不高,但生物法脫(tuō)鹽的環保性(xìng),經濟性將在未來高鹽廢(fèi)水處理中擁有很好的前景。
三、膜處理技術
膜蒸餾是一種新型(xíng)的水處理技術(shù),其特點是無需(xū)加熱加壓,隻需要在常溫常壓的條件下進行處理,其(qí)過濾材料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾(liú)技(jì)術進行水處理時(shí),利用被處理液體中所包含的易揮發性物質(zhì)所揮(huī)發形成的氣體,在處理(lǐ)膜兩側(cè)形成壓力差,並透過處理膜,*終實現(xiàn)篩(shāi)選分(fèn)離的一種處理(lǐ)技術。與傳統回收方(fāng)法相比,該方法操作簡單,一(yī)次性投資少,回收濃水的效率非常高。
孫項城(chéng)研究表明,膜蒸餾技術處理穩(wěn)定,脫鹽率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲透和超高(gāo)壓反滲透作為高濃鹽(yán)水處理(lǐ)的(de)核心工藝,並經美國陶氏ROSA軟件計算,確定了中壓反滲透、高壓反滲透和(hé)超高壓反(fǎn)滲透單元的結構和膜元件類型。*終確(què)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(yòng)此(cǐ)係統處理後,*終可將高濃鹽水轉化為(wéi)回用水、汙泥和鹽泥,實現係統零排放(fàng),係統每噸水的處理成本為23.243元。
美國哥倫比亞大學研發(fā)利用“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術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、高鹽水通過(guò)該工藝組合,表現出很好的穩定性,相對於傳統技術而言(yán),出鹽品(pǐn)質很好(hǎo),水的回收率可達到90%以(yǐ)上。
波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸(zhēng)發結晶”技術,該組合工藝相對(duì)於單一的蒸發濃縮和結(jié)晶,結晶出一噸鹽的電耗從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(yǎng)化(huà)鈣,去除部分硬度和矽(guī),以利於ED膜更好的工作(zuò)。
03、高鹽(yán)有機廢水未來處理技(jì)術展望
高鹽(yán)有機廢水處理主(zhǔ)要存在物理化學法處理成(chéng)本高,生物法占地麵積大等因素(sù)製約,尤(yóu)其是含鹽量過高的高(gāo)鹽廢水鹽度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藝研究,主要集中在高效快捷的(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藝(yì)。機理研究主要集中在嗜鹽菌的降鹽機理(lǐ)和工藝條件。
高鹽廢水處理(lǐ)工藝對比:
目前(qián),處理高鹽廢水(shuǐ)的(de)工藝有多效蒸發技術、生物法、SBR工藝、MBR工藝(yì)等。
多效蒸發結晶技術
在工(gōng)業(yè)含鹽廢水的處理(lǐ)過程中,工業含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置,經過5-8效蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化水(shuǐ)可能含有微量低沸點有機物)和濃縮晶漿廢液;無(wú)機鹽和部分有機物(wù)可結晶分離出來,焚燒處理為(wéi)無機(jī)鹽廢渣;不(bú)能結晶的有機物濃縮廢液可采用(yòng)滾筒蒸(zhēng)發器,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化水可(kě)返回生(shēng)產係統替代軟化(huà)水加以利用。
低溫多效蒸發濃縮結晶係統不僅(jǐn)可以應用於化工生產的濃縮過程和結晶過程,還可以應用於工業含鹽廢水的蒸發濃縮結晶處理(lǐ)過程中。
多效蒸發流程(chéng)隻在*效使用了蒸汽,故(gù)節約了蒸汽的需要量,有效地利(lì)用了二次蒸汽中的(de)熱量,降低了生產成本,提高了經濟效益。
生物法
生物(wù)處理是(shì)目(mù)前廢(fèi)水處理常用的方法之一,它具有應用範圍廣、適應性強、經(jīng)濟高效無(wú)害等特點。
一般情(qíng)況下,常用的生物法有傳統活性汙(wū)泥法和生物(wù)接觸氧化法兩種。
傳統活性汙(wū)泥法(fǎ)
活性汙泥法是一種汙水的(de)好氧生物(wù)處理法(fǎ),目前是處理城市汙水廣泛使用(yòng)的(de)方法。它能從汙水中去除溶解性的和膠體(tǐ)狀態的可生化有機物以及能被活(huó)性汙泥吸附(fù)的懸浮固體和其他一些物質,同(tóng)時也能去除一部分磷素(sù)和氮素。
活(huó)性汙泥法去除(chú)率高,適(shì)用於處理水質要求高而水質比較穩定的廢水。但是 不善於適(shì)應水質的變化,供氧不能得到充分利用;空氣供應(yīng)沿池水平均(jun1)分布(bù),造成前段氧量不足後(hòu)段氧量(liàng)過剩;曝氣結構(gòu)龐大,占地麵積大(dà)。
生物接觸氧化(huà)法
生物接觸氧化法是(shì)主要利用附著生長於某些固體物表麵的微生物(即生物膜)進(jìn)行有機汙水處理的方法。
生(shēng)物接觸氧化法是一(yī)種(zhǒng)浸沒生(shēng)物膜法,是生物(wù)濾池和曝氣池的綜合體,兼有活性汙泥法和生物膜法的特點,在水處理過程中有很好的(de)效果。
生物接觸氧化法(fǎ)有較高(gāo)的容(róng)積負荷,對衝擊負荷有較強的適應能力;汙泥生成量少,運行管理簡便,操作(zuò)簡單,耗能低,經濟高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性高,淨化效果好,處理效(xiào)率高,處理時間短,出(chū)水水質好而穩定;能分(fèn)解其(qí)它生物處理難分解的物質,具有脫氧除磷的作用,可作為三級處理技術。