高(gāo)鹽(yán)廢水的處理(lǐ)方法及工藝!
來源:科柏盛環保 發布時間:2020-11-20
高(gāo)鹽廢水處理是現階段工(gōng)業發展麵臨的重大環保問題。綜合利用是解決高(gāo)鹽廢水瓶(píng)頸的重要路徑。高鹽廢水回(huí)用技術的應用是取得顯著經濟效(xiào)益、環境(jìng)效益和社會效益的重要保障。本(běn)文基(jī)於高鹽廢水處理(lǐ)現狀及研究進展展開論述(shù)。
現階段,規模化處理高(gāo)鹽廢水仍然存在處理效率(lǜ)低、運行成本高的(de)特點,還存在很(hěn)多需要突破和解決的關鍵技術問題。例如,采用正滲透法處理高鹽廢水時,正滲透膜和汲取液等(děng)核心問題仍未很好解決;如何提高反滲透處理的水量,如何延長膜(mó)件的使用壽命,如(rú)何有效防止膜汙染(rǎn)等問題仍需函待解決。
01、高鹽廢(fèi)水(shuǐ)簡介
高鹽廢水(shuǐ)指來源於生活汙水和工業(yè)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+等無機離子,也含有如(rú)甘油、中低碳鏈的有機物。由於(yú)其成分複雜多(duō)樣(yàng),鹽分高,對微生物生長具有較強的抑製作用,因此該廢水處理技術難度(dù)遠比普通汙水處理要大得多。我國高鹽廢水產生數量在(zài)總廢水中達(dá)5%,每年仍以2%的速率增長。因此,高鹽廢水(shuǐ)處理在汙水處理中有重要地位,是廢水處理研究的重點,也是難點(diǎn)。
目前研究和常用的(de)高鹽廢水方(fāng)法有蒸發法、電解(jiě)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(yú)等於1%的廢(fèi)水。這類廢(fèi)水除了含有有機汙染物外,還含有鈣、鎂(měi)、鈉、氯和硫(liú)酸根(gēn)等大量(liàng)可溶性無機鹽離子,甚至含有放射性物質。
高鹽廢水主要來源以下幾個途徑(jìng):
1、海水:通常來源於沿海城市工業用水過程中的排水或(huò)冷卻循環水。
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(yè)生產過程中產(chǎn)生的排水。
3、含鹽生活汙(wū)水(shuǐ):主要來源於海(hǎi)水利用,將海水(shuǐ)用於城市生活中的消(xiāo)防、衝灑道路、衝廁等不與人體直(zhí)接接(jiē)觸的生活雜用水。
4、含(hán)鹽量高的地下水:有些地區的地下(xià)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(shuǐ)出現微鹹水和鹹(xián)水(shuǐ)。
02、高鹽廢水處理技術(shù)應用現狀及優缺點分析
一、高效蒸發技術
高鹽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(yán)廢水,對於鹽含量在1%~4%的低濃(nóng)度高鹽水來說,高(gāo)效蒸(zhēng)發技術具體(tǐ)來說主要有:多效蒸發技(jì)術(shù)、機械式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發(fā)技術指(zhǐ)的是同時使用多(duō)個串聯的蒸發,熱的蒸汽依次(cì)通過幾個蒸發,前一個蒸發的熱蒸(zhēng)汽再進入後一個蒸發(fā),逐級蒸發,有效利(lì)用熱(rè)源,達到高鹽廢水除鹽的目的(de)。
機械(xiè)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藝,通過蒸汽的再次壓縮獲(huò)得動力,並不斷往複,以提高蒸汽的熱(rè)利用效率。高效蒸發的技術可以(yǐ)成功分離廢水中的(de)鹽分(fèn)和水分,然後再分別進行處理,是比較徹底的處理高鹽廢水的方法,所以,目前這種技術在煤化(huà)工和醫藥、農藥行業都有比較廣泛的應用。但(dàn)是對於鹽水中的有機汙染物含(hán)量過(guò)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,導致出鹽夾帶過多有機物,還需(xū)要繼續處理。
二、生物法脫鹽
此工藝主要利用的微生物氧化分解有機物。微生物能處理吸附有害的(de)有機汙染物,高鹽(yán)廢水通(tōng)過它的降解後(hòu)能夠轉化大量的有機物為(wéi)無機物,廢水通過(guò)淨化而(ér)再次應用於工業領域,此工藝方法具有其他物理化學處理方法不同的優勢(shì),環保且安全性更強。
微生物種類多種多樣、麵對各種(zhǒng)汙染廢水的環境(jìng)能夠通過變異具有很強的適應性、且新陳代謝能力好,可以產生專一性的降解酶處理各類(lèi)高鹽廢水(shuǐ),潛力較大。如生物接觸氧化(huà)工藝有(yǒu)著抗毒(dú)、耐衝擊、微生物較為穩定、具有很(hěn)強的容積負荷性、能夠保持汙泥齡的優勢,作為生物(wù)脫鹽技術來說(shuō)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把廢水的含無機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下,能(néng)達到95%的COD去(qù)除率。厭氧技術及其改良工藝利用厭(yàn)氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微(wēi)生物對高鹽廢水特殊的環境適應性(xìng)達到降低鹽分的作用,他們能在高鹽的水(shuǐ)域環(huán)境中維持體內的低水活度,從而達到(dào)降低高(gāo)鹽廢(fèi)水COD的目的。
據資料了解,若泥齡為18日左右,嗜鹽菌(jun1)在SBR反應容器中能(néng)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(wán)善,技術熟練度不高,但生物法脫鹽的環(huán)保性,經濟性將在未來高鹽廢水處理中擁(yōng)有很好的前景。
三、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(cháng)壓的條件下進行處理,其過濾材料是疏水微孔膜。采(cǎi)用膜蒸餾技術進行水處理時,利用被處理液體中所包含的易揮發性物質所揮發形成的氣(qì)體,在處理膜兩(liǎng)側形成(chéng)壓力差,並透過處理膜,*終實現篩選分離的一種處理技術。與傳統回收方法(fǎ)相比,該方法操作簡單,一次性投資少,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(tuō)鹽率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲(shèn)透和超高壓反(fǎn)滲透作為(wéi)高濃鹽水處理的核心(xīn)工藝,並經美(měi)國陶氏ROSA軟件(jiàn)計算,確定了(le)中壓反滲透、高壓反滲透(tòu)和超高壓反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(yā)反滲透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝。采(cǎi)用此(cǐ)係統處(chù)理後,*終可將高濃鹽水轉化為回用水、汙泥和鹽泥,實現係統零(líng)排放,係統每(měi)噸水的處理成本為23.243元。
美國(guó)哥倫比(bǐ)亞大學研(yán)發利用“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術(shù)對濃(nóng)鹽水進行處理用以鹽的回收利用,該(gāi)方案現處於實驗研究階段,分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該(gāi)工藝組合,表現出很(hěn)好的(de)穩定性(xìng),相對於傳統技術而言,出鹽品質很好,水的回(huí)收率可達到90%以上。
波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸發結晶”技術,該組(zǔ)合(hé)工藝相對於單(dān)一(yī)的蒸發濃縮和結晶,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(zhēng)發結晶之(zhī)前進(jìn)行了預處理,投加氫氧化鈣,去除部分硬度和矽,以(yǐ)利(lì)於ED膜更好的工作。
03、高鹽有機(jī)廢水未(wèi)來處理技術展望
高鹽有機廢水(shuǐ)處理主要存在物理化學(xué)法處理成(chéng)本高,生物法占地(dì)麵積大等(děng)因素製約,尤其是含鹽量過(guò)高的高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。因此未來高鹽有(yǒu)機廢水處理(lǐ)工(gōng)藝研究,主要集中在高效快捷(jié)的高鹽有機廢水處理的生物反應器及(jí)其多種方法的組合工藝。機理(lǐ)研究主要集中在嗜鹽菌的降鹽機理和工藝條件。
高鹽廢水處理工藝對比(bǐ):
目前,處理高鹽(yán)廢水的工藝有多效蒸發技術、生物法、SBR工藝、MBR工藝等。
多效蒸發結晶技(jì)術
在工業含鹽廢水的處理過(guò)程中,工業含鹽廢水進入(rù)低溫(wēn)多效濃縮結晶裝(zhuāng)置,經過5-8效蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化水可能含有微量低沸點有機物(wù))和濃縮晶漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離(lí)出來(lái),焚燒處(chù)理為無機鹽廢渣;不(bú)能結晶的有機物濃縮廢液可采(cǎi)用滾筒蒸發器,形成固(gù)態廢渣,焚燒處(chù)理;淡化水可返回生(shēng)產(chǎn)係統替(tì)代軟化水加以利用。
低溫多效蒸發濃縮結晶係統不僅可以應用於化(huà)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(suō)結晶處理過程中。
多效蒸發流程隻在*效使用了蒸汽,故節約了蒸汽的需(xū)要量,有效地利用了二次蒸汽中的熱(rè)量,降低了生產(chǎn)成本,提高了經濟效益。
生物法
生(shēng)物處(chù)理是目前廢水處理常用的方法之(zhī)一,它具有應用範圍廣、適應性強(qiáng)、經濟高效無(wú)害等特點(diǎn)。
一般情況下,常用的生物法有傳(chuán)統活性汙泥法和生物(wù)接觸(chù)氧化(huà)法兩種。
傳統活性汙(wū)泥法
活性汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法,目前是處理城市汙(wū)水廣泛使用的方法。它(tā)能從汙(wū)水中去除溶解性的和膠體狀態的可(kě)生化有機物以及能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些物質,同時也(yě)能去除一部分磷素和氮素。
活性汙泥法去除(chú)率高,適用於處理水質要求高(gāo)而水(shuǐ)質比較穩定的廢水。但是 不善於適應水(shuǐ)質的(de)變(biàn)化,供氧不能得到充分利用;空氣供應沿池水平均分布,造成前段氧量不足後段氧量過剩;曝氣結構龐大,占地麵積大(dà)。
生物接觸氧化法
生物接(jiē)觸氧化法是主要利用(yòng)附著生長於(yú)某些固體物(wù)表(biǎo)麵的微生物(即生物膜)進行有機汙水處理的方法。
生物接觸(chù)氧化法是一種浸沒生物膜法,是生物濾池和曝氣池(chí)的綜合體,兼有活性汙泥法和生物膜法的特點,在水(shuǐ)處理過程中有很好的效果。
生物接觸氧化法有較高的容積負荷,對衝擊負荷有較強的適(shì)應能力(lì);汙泥生成量少(shǎo),運(yùn)行管理簡便,操作簡單,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,處理效率高,處理時間短,出水水質好而穩定;能分解(jiě)其它生物處理難分解的物質,具有脫氧(yǎng)除磷的作(zuò)用,可作為三級處理技術。