高鹽廢水處理技術概述
來源:久久国产av環保 發布(bù)時間:2021-06-17
高鹽廢水處理是現階段工業發展麵臨的重大環保問題。綜合利用是解(jiě)決高(gāo)鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用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保障。本文基於(yú)高鹽廢水處理現狀及研究進展展(zhǎn)開論述。
現階段,規模化處理高鹽廢(fèi)水仍然存在處理效率低(dī)、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,采用正滲透(tòu)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解決;如何提高反滲透處理的(de)水量,如何延長膜件的使用壽命,如(rú)何(hé)有效防(fáng)止膜汙染(rǎn)等問(wèn)題(tí)仍(réng)需函待解決。
一、高鹽廢水簡介
高鹽廢水指來源於生活汙水和工業廢水的總含鹽量大於1%的排(pái)放廢水,含有較高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機離子,也含有如甘油、中低碳鏈的有機物。由(yóu)於其成分複雜多樣,鹽分高,對微生物生長(zhǎng)具有較強的抑製作用,因此該(gāi)廢水處理技術難(nán)度遠(yuǎn)比普通汙水處理要大得多。我國高鹽廢水產生數量在總(zǒng)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(shuǐ)處理研究的重點(diǎn),也是難點。目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發法、電解法(fǎ)、膜分離法、焚燒法(fǎ)和(hé)生(shēng)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(de)廢水。這類廢水除了含有有機汙染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等(děng)大量可溶性無機(jī)鹽離子,甚至含有放射性(xìng)物質。
高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(shuǐ)或冷卻(què)循環水。(2)工業生產:高鹽(yán)廢水主要來源印染(rǎn)、煉化、采(cǎi)油、製藥和製鹽等(děng)企業(yè)生產過(guò)程中產生的排水。(3)含鹽生活汙水:主要來源(yuán)於海水利用,將海水用於城市生活中的消防、衝灑道路、衝廁等不與人體直接接觸的生活雜用水。(4)含鹽量高的地下水:有些地區的地下水中含(hán)鹽(yán)量較高,總溶解性固體含量大,例如內蒙古河套部分地區、河北平原部分淺(qiǎn)層地下水出現微鹹水(shuǐ)和鹹水。
二、高鹽廢(fèi)水處理技術應(yīng)用現狀及優缺點分(fèn)析
1、高效蒸發(fā)技術(shù)
高鹽水的高效蒸發技(jì)術一般是針對鹽分含量在4萬mg/L以上的高鹽廢水,對於鹽含量在1%~4%的低濃度高鹽水(shuǐ)來說,高效蒸發技術具(jù)體來說主要有:多效蒸發技術、機(jī)械式蒸汽再壓縮(suō)技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個串(chuàn)聯的蒸(zhēng)發,熱的蒸汽依次通過幾個蒸發,前一個蒸發的熱蒸汽再進入後一個蒸(zhēng)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(suō)技(jì)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藝,通過蒸汽的再次壓縮獲得動力,並不斷往複(fù),以(yǐ)提高蒸(zhēng)汽的熱利用效率。高效蒸發的技術可以成功(gōng)分離廢水中的鹽分和水分,然後再分別進行(háng)處理,是比較徹(chè)底的處理高鹽廢水的方(fāng)法,所以(yǐ),目前這種技術在煤化工和醫藥、農藥行業都有比較廣泛的應用。但是對於鹽水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(chǎn)生泡沫造成衝(chōng)料,同時還可能影響鹽的品(pǐn)質,導致出(chū)鹽夾帶過多有機(jī)物,還需要繼續處理。
2、生物法脫鹽
此工藝主要利用的微生物氧化分(fèn)解有機物。微生物能處理吸附(fù)有害的有機汙染物,高鹽廢(fèi)水通過它的降解後能夠(gòu)轉化大量的有機(jī)物為無機物,廢水通過淨化而再次應(yīng)用(yòng)於工業領域,此工藝方法具有其他物(wù)理化學處理方(fāng)法不同(tóng)的優勢,環保(bǎo)且安全性更強。微生(shēng)物種類多種多樣、麵對(duì)各種汙染廢水的環境能夠通(tōng)過變異具有(yǒu)很強的適應性、且新(xīn)陳代謝能力好,可以產生專(zhuān)一性的降解酶處理各類高(gāo)鹽廢水,潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著(zhe)抗毒、耐衝擊、微生物較為穩定、具(jù)有很強的容(róng)積負荷性、能夠保持汙泥齡的優勢(shì),作為(wéi)生物脫鹽技術來說十分常用。比(bǐ)常(cháng)規的活性汙泥處理方法的水力停留時間更(gèng)短。
例:兩段式接觸氧化工藝可(kě)以把廢水的含無機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下,能達到95%的COD去除率(lǜ)。厭氧技術及(jí)其改良工藝利用厭(yàn)氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢(fèi)水(shuǐ)特殊的環境適應性達到降低鹽分(fèn)的作用,他們能在高鹽的(de)水域環境中維(wéi)持(chí)體(tǐ)內的低水活度,從而達到降(jiàng)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反應容器中能夠達到95%的COD處理率(lǜ),高於61%的氨氮處理率。但目前我國對(duì)此方(fāng)法(fǎ)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(xìng),經濟性將在未(wèi)來(lái)高鹽廢水處理中擁有很好的前景(jǐng)。
3、膜處理技術
膜蒸餾是一種新型的水處理技術,其特點(diǎn)是(shì)無需加(jiā)熱加壓,隻需要在常溫常壓的條件下進行處理,其過濾材料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾技術進(jìn)行水(shuǐ)處理時,利用被處理液(yè)體中所包含的易揮發性物質所揮(huī)發形成的氣體,在處理膜兩側(cè)形成壓力差(chà),並透過處(chù)理(lǐ)膜,*終實現篩選分離的一種處理技術。
與(yǔ)傳統回收(shōu)方法相比,該方法(fǎ)操作簡單,一次性投資少,回收濃水的效率(lǜ)非(fēi)常(cháng)高。孫項城(chéng)研究表明(míng),膜(mó)蒸餾技(jì)術處理穩定,脫鹽率高達99%。聶瑩(yíng)瑩等選擇中壓反滲透、高(gāo)壓反滲透和超高壓(yā)反滲透作為高濃(nóng)鹽水處理的(de)核心工藝,並(bìng)經美國陶氏ROSA軟件計算,確定了中壓反滲透(tòu)、高壓反滲透和超高壓反滲透單元的(de)結構和(hé)膜元件類型。*終確定(dìng)“調節池+高效沉澱池+汽水反衝(chōng)濾池+超濾(lǜ)+高壓反(fǎn)滲透+DTRO+蒸發(fā)結晶”的處理工藝。采用此(cǐ)係統處理後,*終(zhōng)可將高濃鹽水轉化為回用水、汙泥和鹽泥,實現係統零排放(fàng),係統每(měi)噸水的處理成本為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(yàn)研究階段,分(fèn)別將(jiāng)NaCl溶液、合成海水、高鹽(yán)水通過該工藝組合(hé),表現出很好的穩定性,相(xiàng)對於傳統技術而言,出鹽品質很好,水的回收率可達到90%以上。波蘭(lán)Marian Turek等人采用“電(diàn)滲析(ED)+蒸發結晶”技(jì)術,該組合工藝相(xiàng)對於單一的蒸發濃縮和結晶,結晶出一噸鹽的電耗從970kW·h降(jiàng)至500kW·h,節能效果明顯,該處理係統在ED膜和蒸發結(jié)晶之前(qián)進行了(le)預處理,投加氫(qīng)氧化鈣,去除部分硬度和矽,以利於ED膜更好的工(gōng)作。
三、高鹽有機廢水未來處理(lǐ)技(jì)術展(zhǎn)望
高鹽有機廢水處理主要存(cún)在物理化學法處理成本(běn)高,生物法占地麵積大等因素製約,尤其是含鹽量過高的高鹽廢水鹽度嚴重影(yǐng)響(xiǎng)了生物(wù)法在高鹽度廢水處理中的應用。因此(cǐ)未來高鹽有機廢水處理工藝(yì)研究,主要集中在高效快捷的高鹽有機廢水處理的生物(wù)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(de)降(jiàng)鹽機理和工藝條件。
隨著人口的增長和社會經濟的(de)發展,水的需求量(liàng)呈現急劇(jù)上升趨勢,然而,日益嚴重的水體汙染,不斷惡化的水質,使可用的水資源(yuán)日漸匱乏(fá)。*實施了一係列保護水資源的法律法規,嚴格控製汙水的排放,因此,尋找更為經濟有效的汙水處理技術成為社會(huì)持續健康發展的一項亟待解決的問題。