高鹽廢水處理技術概述
來源:忘忧草日本在线播放WWW盛(shèng)環保(bǎo) 發布時間:2021-06-17
高鹽廢水(shuǐ)處(chù)理是現(xiàn)階段工業發展麵臨(lín)的重大環保問題。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重要(yào)路徑。高鹽廢水回用技術的應(yīng)用是取得顯著經濟效益、環境效(xiào)益和社(shè)會效益的重要保障。本文基於高鹽廢水處理現狀及研究進展展開論述。
現階段,規模化處理高(gāo)鹽廢水仍然存在處理效率低、運行成本高的特點,還存在很多需要突破(pò)和解(jiě)決的關鍵技術問題。例如,采用正滲透法處理高鹽廢水時,正滲透膜和汲取液等核心問(wèn)題(tí)仍未很好解決(jué);如何提高反滲(shèn)透處理的(de)水量,如(rú)何(hé)延(yán)長膜件(jiàn)的使用壽命,如何有效(xiào)防止膜汙染等問題仍(réng)需函待解決。
一、高鹽廢水簡介
高鹽廢水指來源(yuán)於生活汙水和(hé)工業廢水的(de)總含鹽量(liàng)大(dà)於1%的排放廢水(shuǐ),含有較高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機離子,也含(hán)有(yǒu)如甘油(yóu)、中低碳鏈的(de)有機物。由於其成分(fèn)複雜多(duō)樣,鹽分高,對(duì)微生物(wù)生長具有(yǒu)較強的抑製作用,因此該廢水處理技術難度遠比普通汙水處理要大得多。我(wǒ)國高鹽廢水產生數(shù)量在總廢水中達5%,每年仍以2%的速率增長。因此,高鹽廢水處理在汙水處理中有重要地位,是(shì)廢水處理研(yán)究的重點,也是難點。目(mù)前研究和常用的高鹽廢水方法(fǎ)有蒸發法、電解法、膜分離(lí)法(fǎ)、焚燒法和生物法等。高鹽廢水是(shì)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(lèi)廢水除了(le)含有有機汙染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根(gēn)等大量可溶性無機(jī)鹽離子(zǐ),甚至含有(yǒu)放射性(xìng)物質。
高(gāo)鹽廢水主要來源以下幾個途徑:(1)海水:通常來源於沿海城市工業用水過程中的排水或冷卻循(xún)環水。(2)工(gōng)業生產:高(gāo)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消防、衝灑道路、衝廁等不與人體直(zhí)接接(jiē)觸的生(shēng)活雜用水。(4)含(hán)鹽量高的地下水:有些地區的地下水中含鹽量較高,總溶(róng)解性固體含量大,例(lì)如內蒙(méng)古河(hé)套部分地區、河北平原部分淺層地(dì)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點分析
1、高(gāo)效蒸發(fā)技術
高鹽水的高效蒸發技術一般是針對鹽分含量(liàng)在4萬mg/L以上的高鹽(yán)廢水,對於鹽(yán)含量在1%~4%的低濃度高鹽水來說,高效蒸發技術具體來說主要有(yǒu):多效蒸發技術、機械式蒸汽再(zài)壓縮技術。多效蒸(zhēng)發技術指的是同(tóng)時使用多個(gè)串(chuàn)聯的蒸發,熱的蒸汽(qì)依次通過幾個蒸發,前一個蒸發的熱蒸(zhēng)汽再進入後一(yī)個(gè)蒸發,逐級蒸(zhēng)發,有效利用熱源,達到高(gāo)鹽廢水除鹽的目的。
機械式蒸汽再(zài)壓縮技術簡稱MVR技術,是一種借助蒸汽壓縮機進行(háng)熱(rè)源有效利用的工藝,通過蒸汽的(de)再次(cì)壓(yā)縮獲得動力(lì),並不斷往複,以提高蒸(zhēng)汽的熱利用效率(lǜ)。高效蒸發的技術可以(yǐ)成功分離廢水中的鹽分和水分,然後再分別進行處理,是比較徹底的(de)處理高鹽廢水的方法(fǎ),所以,目前這種技術(shù)在(zài)煤化工和醫藥、農(nóng)藥(yào)行(háng)業都有比較廣泛(fàn)的應用。但是(shì)對於鹽水中的(de)有機汙染物含量過高的鹽水,蒸發過程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(jiá)帶過多有機物,還需要繼(jì)續處理。
2、生物法脫鹽
此工藝主要利用的微生物氧化分解有機物。微生物能處理吸附(fù)有害的有機汙染(rǎn)物,高鹽廢水通過它的降解後能夠轉(zhuǎn)化大量(liàng)的有機(jī)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(qiě)安全性(xìng)更強。微生(shēng)物種類多(duō)種多樣、麵對各種汙染廢水的環境能夠(gòu)通過變異具有很強(qiáng)的適應性、且新陳代謝能力好,可以產生專一性的降解酶處理(lǐ)各類高鹽廢水,潛力較大。如生物接(jiē)觸氧化工藝有著抗毒、耐衝擊、微生物(wù)較為穩定、具有很強的容積負荷性(xìng)、能夠保持汙泥齡(líng)的(de)優勢,作為生物脫鹽技術來說(shuō)十分(fèn)常用。比常規(guī)的活性汙泥處(chù)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(dī)到2.5*104mg/L以下,能達到95%的COD去除率。厭(yàn)氧技術及其改(gǎi)良工藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜(shì)鹽(yán)菌等微生物對高鹽廢水特殊的環境適應性達到降(jiàng)低鹽分的作用(yòng),他們能在高鹽的水域環境(jìng)中(zhōng)維持體內的低水活(huó)度,從而達到降低高(gāo)鹽廢水COD的目的。據資料(liào)了解,若(ruò)泥齡為18日左右,嗜鹽菌(jun1)在SBR反應容(róng)器中能夠達到95%的COD處理率,高(gāo)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,但生物(wù)法脫鹽(yán)的環保性,經濟性將在未來高鹽廢水處理中擁有很(hěn)好(hǎo)的前景。
3、膜處理技術
膜蒸餾是一種新型的水(shuǐ)處理(lǐ)技術(shù),其特點是無需加熱加壓,隻需要在常溫常壓的條件下進行(háng)處理,其過濾材料(liào)是疏水微孔膜。采用膜蒸餾技術進行水處(chù)理時,利用被處理液體中所包含的易揮發(fā)性物質所揮發形成的氣體,在處理膜兩側形成壓力差,並透過處理膜,*終實現篩選分離的一種(zhǒng)處理技術。
與傳統回收方法相比,該方(fāng)法(fǎ)操作簡單,一次性投資少(shǎo),回收濃水的(de)效率非常高。孫項城研究表明,膜蒸餾技術處理穩定,脫鹽(yán)率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲(shèn)透(tòu)和超高壓(yā)反滲透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(zhōng)壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透單元的結構和膜元(yuán)件類型。*終確定“調節池+高(gāo)效沉澱(diàn)池+汽水反衝濾池+超濾+高壓(yā)反滲透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝(yì)。采用此係(xì)統處理後,*終可將高濃鹽水(shuǐ)轉(zhuǎn)化為回用水、汙泥和鹽泥,實現係統零排放,係(xì)統每噸水(shuǐ)的處理成本為23.243元。美國哥倫比亞大學研發利用“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(chéng)海水(shuǐ)、高鹽水通(tōng)過該工藝組合,表現出很好的穩(wěn)定性,相對(duì)於傳統技術而言,出鹽品質很好,水(shuǐ)的回收率(lǜ)可達到90%以上(shàng)。波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸發結晶”技術,該組合工(gōng)藝相對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(lǐ)係統在(zài)ED膜和蒸發(fā)結晶之前進行(háng)了預處理,投(tóu)加氫氧化鈣,去(qù)除部分硬度和矽,以利於ED膜更好的工作(zuò)。
三、高鹽有機廢水未來處理技術展望
高(gāo)鹽有機廢水(shuǐ)處(chù)理主要存(cún)在物理化學法處理成本高,生物法占地麵積(jī)大等因素製約,尤其是(shì)含鹽量過高的高鹽廢水鹽度嚴重影響了生物法在高鹽度廢水(shuǐ)處理中的應用。因此未來高鹽有機廢水處理工藝研究,主要集中在高(gāo)效快捷的高鹽有(yǒu)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(jī)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(liàng)呈現急劇上升趨勢(shì),然而,日益嚴重的水體汙染,不斷(duàn)惡化的水質,使可用的水資源日漸匱乏。*實施了一係列保護水資源的法律法規,嚴(yán)格(gé)控製汙水的排放,因此,尋找(zhǎo)更為經濟有效(xiào)的汙水處理技術成為社會持續健康發展的一項亟(jí)待解決(jué)的問題。