高鹽廢水的處理方法及工藝(yì)!
來源:抖阴app成人環保 發布時間:2020-11-20
高(gāo)鹽廢水處理是現階段工業(yè)發展麵臨的重大環(huán)保問題。綜合利(lì)用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用技術的應(yīng)用是取(qǔ)得顯著經濟效益、環境效益和社會(huì)效(xiào)益的重(chóng)要保(bǎo)障。本文基(jī)於高鹽廢水處理現狀及研(yán)究進展展開論述。
現階段,規模化處(chù)理高鹽廢水仍(réng)然(rán)存在(zài)處理效率低、運行成本高的(de)特點,還存在很多需要突破和解決的關鍵技術問(wèn)題。例如,采用(yòng)正滲(shèn)透法(fǎ)處(chù)理高鹽廢(fèi)水時,正滲透膜和汲取(qǔ)液等核心問題仍未很好解(jiě)決;如何提高(gāo)反滲透處理的水量,如何延長膜件的使(shǐ)用壽命,如何(hé)有效防止膜汙染等問題(tí)仍需函(hán)待解決。
01、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,也含有如甘油、中低碳鏈的有機物。由於其成分複雜多樣,鹽分高,對微生物生長具有(yǒu)較強的抑製作用,因此該廢水處理技術難度遠比普(pǔ)通汙水(shuǐ)處理要大得多。我國高鹽廢水(shuǐ)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點,也是難點。
目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發(fā)法、電(diàn)解法(fǎ)、膜分離法、焚燒法和生物法等。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(de)廢水。這類廢水(shuǐ)除了含有有機汙染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯(lǜ)和硫酸(suān)根等大量可溶性無機鹽離子,甚至含有放射性物質。
高鹽廢水主要來源以下幾個(gè)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環水。
2、工(gōng)業生產:高鹽廢水主要來源印染、煉化、采油、製藥和製鹽等企(qǐ)業(yè)生產過程(chéng)中產生(shēng)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中的消防、衝灑道路、衝廁等不與(yǔ)人體直接接觸的生活雜用水。
4、含鹽量高(gāo)的地下水:有些地區的地(dì)下水中含鹽量較高,總溶解性固體含量大,例如內蒙古河套部分(fèn)地區、河北平原部分淺層地下水出現微鹹水和鹹水。
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
高鹽水的高(gāo)效蒸發技術一(yī)般是針對(duì)鹽分含量在4萬(wàn)mg/L以上的(de)高鹽(yán)廢(fèi)水,對於鹽含量在1%~4%的低濃度高鹽水來說,高效蒸發技術具體來說主要(yào)有:多(duō)效蒸發技術、機(jī)械式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同時使用(yòng)多個(gè)串(chuàn)聯的蒸發(fā),熱的蒸汽依(yī)次通過幾個(gè)蒸發,前一個蒸發的熱蒸汽再(zài)進(jìn)入後一(yī)個蒸發,逐級蒸(zhēng)發(fā),有效利用熱源,達到高鹽廢水除(chú)鹽的目的。
機械式蒸(zhēng)汽再壓縮技術簡稱MVR技術,是一種借助蒸汽壓縮機(jī)進行熱源有效(xiào)利(lì)用的工藝,通過蒸汽的再次壓縮獲得動力,並不斷往複,以(yǐ)提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發的技術(shù)可以成功分離廢水中(zhōng)的鹽分和水分,然後再(zài)分別進行處理,是比較徹底的處理高鹽廢水的(de)方法,所以,目前這(zhè)種(zhǒng)技術在煤化工和醫藥、農藥行業都有(yǒu)比較廣泛的應用。但是對於鹽(yán)水(shuǐ)中的有機汙染物(wù)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(tóng)時還可能影響鹽的品質,導致出鹽夾帶過多有機物(wù),還(hái)需要(yào)繼續處理。
二、生物法脫鹽(yán)
此工藝主要利(lì)用的微生物氧化分解有(yǒu)機物。微生物(wù)能處理吸附有害的有機汙染物,高鹽廢水通(tōng)過它的降解後能夠轉化大量的有機物為無機(jī)物,廢水通過淨(jìng)化而再次應用於工業領(lǐng)域,此工藝方法具有其他物理化學處理方法不同的優(yōu)勢,環保且安全性更強。
微生物種類(lèi)多種多樣、麵對各種(zhǒng)汙染廢水的環境能夠通過變異具有很強的適應性、且新陳代(dài)謝能力好,可以產生專(zhuān)一性的降解酶處理各類(lèi)高鹽(yán)廢水,潛力較大。如生物接(jiē)觸氧化工藝有著(zhe)抗毒、耐衝擊(jī)、微生物較為穩定、具有很(hěn)強的(de)容積負荷性、能夠保持汙泥齡的優勢,作為生物脫鹽技(jì)術來說十分常用。比常規的活性汙(wū)泥處理方法的水力停留時(shí)間(jiān)更短。
例(lì):兩段式接觸氧化工藝可以把廢水的含無機鹽濃(nóng)度降低到2.5*104mg/L以下,能達到95%的COD去除率。厭氧技術及其改良工藝利用厭氧菌、硝化細菌(jun1)、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特殊的環境適應性達到降低鹽分的作用,他們能在高鹽的(de)水域環境中(zhōng)維(wéi)持體內的低水活度,從而達到(dào)降低高鹽(yán)廢水COD的目的。
據資料了解,若泥齡為18日左右,嗜鹽(yán)菌在SBR反(fǎn)應容(róng)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(duì)此方法的工藝技(jì)術還不完善,技術熟(shú)練度不高,但生物法脫鹽的環(huán)保性,經濟性將在未來(lái)高鹽(yán)廢水處理中擁有很(hěn)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(qí)特點(diǎn)是(shì)無需加熱加壓,隻需要在常溫常壓的條件(jiàn)下進行處(chù)理(lǐ),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)體中所包含的(de)易揮(huī)發性物質所(suǒ)揮發形成的氣體,在處理膜兩側形成壓力(lì)差,並透過處理膜(mó),*終(zhōng)實現篩選分離的一種(zhǒng)處理(lǐ)技術。與傳統回收方法相比,該方法(fǎ)操作簡(jiǎn)單,一次性(xìng)投資少,回(huí)收濃水的效率非(fēi)常高(gāo)。
孫(sūn)項城研(yán)究表明,膜蒸餾技術處理穩定,脫鹽率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透(tòu)、高壓反滲透和超高壓反滲透作為高濃鹽水處理的核心工藝,並經美國(guó)陶氏ROSA軟件計算,確定了中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓(yā)反滲透單元的結構和膜元件類型。*終確定“調節池+高效沉澱池+汽水反(fǎn)衝濾池+超濾(lǜ)+高壓反滲透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝。采用此係統處理後(hòu),*終可將高濃鹽水轉化為回用(yòng)水、汙泥和鹽泥,實現係統零排放,係統每噸水的處理成本為23.243元。
美國哥倫比亞大(dà)學(xué)研發利用“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術對濃鹽水進(jìn)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(róng)液、合成海水、高鹽水通過該工藝組合,表現出很好的穩定性,相對於傳(chuán)統技術而言,出鹽(yán)品質很好,水的回(huí)收率可達到(dào)90%以上。
波蘭Marian Turek等(děng)人采用“電滲析(ED)+蒸發結(jié)晶”技術,該組合工(gōng)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降至500kW·h,節能效果明顯,該處理係統(tǒng)在ED膜和蒸發結晶(jīng)之前進行(háng)了預處理,投加氫氧化(huà)鈣,去除部分硬度(dù)和矽,以利於(yú)ED膜更好的工作。
03、高鹽有機(jī)廢(fèi)水(shuǐ)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,生物法占地麵積大等因素製約,尤其(qí)是含鹽量過高的高鹽廢水鹽度嚴重影響了(le)生物法(fǎ)在高鹽度廢水處理中的應用。因此未來高鹽有機廢水處理工藝(yì)研究(jiū),主要(yào)集中在高效快捷的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。機理研究主要集中在嗜鹽(yán)菌的降鹽機理和工藝條(tiáo)件。
高鹽廢水處理工藝對比:
目前,處理高鹽廢水的工藝有多效蒸發技術(shù)、生物法、SBR工藝、MBR工藝等。
多效蒸發結晶技術
在工業含鹽廢水的處理過程中,工業含鹽廢水進入低(dī)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(淡化水可能含有微量(liàng)低沸點有機物)和濃(nóng)縮晶(jīng)漿廢液;無機鹽和部(bù)分有(yǒu)機物可結晶分(fèn)離出(chū)來(lái),焚燒處理為無機鹽廢渣;不能結晶的有機物濃(nóng)縮廢液可采用滾筒蒸發器,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化水可返(fǎn)回生產係統替代軟化水(shuǐ)加(jiā)以利用。
低溫多效蒸發濃縮結晶係統不僅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(fèi)水的蒸發濃縮結(jié)晶處理過程中。
多效蒸發流程隻在*效(xiào)使用了蒸汽,故節約了蒸汽的需要量,有效(xiào)地利用了二次蒸汽中的熱量,降低了生產成本,提高了經濟效益。
生物法
生(shēng)物處理是目前廢水處理常用的方法之一,它(tā)具有應用範圍廣、適應(yīng)性強、經濟高效無害等特點。
一般(bān)情(qíng)況下,常用的生物法有傳統活性汙泥法和生物接觸氧化法兩種。
傳統活(huó)性汙泥法
活(huó)性汙泥法(fǎ)是一種汙水的好氧生物處理法,目前(qián)是處理城市汙水廣泛使用的方法(fǎ)。它能從汙水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能被活性汙(wū)泥吸附的懸浮固體和其他一(yī)些物質,同時也能去除一(yī)部分磷素和氮素。
活性汙(wū)泥法去除(chú)率高(gāo),適用於處理水質要求高而水質比較穩定的(de)廢水。但是 不(bú)善於適應水質的變化,供(gòng)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(jī)大。
生物接觸氧化法
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(de)微生物(即生物膜(mó))進行有機汙水(shuǐ)處理的方法。
生物接觸氧化法(fǎ)是一種(zhǒng)浸沒生物膜法,是生物濾池和曝(pù)氣池(chí)的綜合體,兼有活性汙泥法(fǎ)和生物膜法的(de)特點,在水處理過程中有很好(hǎo)的效果。
生物接觸氧化法有較高的容積負荷,對衝擊負荷有(yǒu)較強的適應能力;汙泥生成量少(shǎo),運行管理簡便,操(cāo)作簡單,耗能低,經濟(jì)高效;具有活性汙(wū)泥法的優點,生物活性(xìng)高,淨化效果好,處(chù)理(lǐ)效率高,處理時間短,出水水質好而(ér)穩定;能分(fèn)解其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(chù)理技術。