高鹽廢水的處理方法及工藝

高鹽廢水處理是現階段工業(yè)發(fā)展面臨的重大環(huán)保問(wèn)題。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用技術(shù)的應用是取得顯著(zhù)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會(huì )效益的重要保障。本文基于高鹽廢水處理現狀及研究進(jìn)展展開(kāi)論述。

現階段，規模化處理高鹽廢水仍然存在處理效率低、運行成本高的特點(diǎn)，還存在很多需要突破和解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。例如，采用正滲透法處理高鹽廢水時(shí)，正滲透膜和汲取液等核心問(wèn)題仍未很好解決；如何提高反滲透處理的水量，如何延長(cháng)膜件的使用壽命，如何有效防止膜污染等問(wèn)題仍需函待解決。

01高鹽廢水簡(jiǎn)介

高鹽廢水指來(lái)源于生活污水和工業(yè)廢水的總含鹽量大于1%的排放廢水，含有較高的如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等無(wú)機離子，也含有如甘油、中低碳鏈的有機物。由于其成分復雜多樣，鹽分高，對微生物生長(cháng)具有較強的抑制作用，因此該廢水處理技術(shù)難度遠比普通污水處理要大得多。我國高鹽廢水產(chǎn)生數量在總廢水中達5%，每年仍以2％的速率增長(cháng)。因此，高鹽廢水處理在污水處理中有重要地位，是廢水處理研究的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發(fā)法、電解法、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(zhì)量分數大于等于1%的廢水。這類(lèi)廢水除了含有有機污染物外，還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性無(wú)機鹽離子，甚至含有放射性物質(zhì)。

高鹽廢水主要來(lái)源以下幾個(gè)途徑：

1、海水：通常來(lái)源于沿海城市工業(yè)用水過(guò)程中的排水或冷卻循環(huán)水。

2、工業(yè)生產(chǎn)：高鹽廢水主要來(lái)源印染、煉化、采油、制藥和制鹽等企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的排水。

3、含鹽生活污水：主要來(lái)源于海水利用，將海水用于城市生活中的消防、沖灑道路、沖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鹽量較高，總溶解性固體含量大，例如內蒙古河套部分地區、河北平原部分淺層地下水出現微咸水和咸水。

02高鹽廢水處理技術(shù)應用現狀及優(yōu)缺點(diǎn)分析

一、高效蒸發(fā)技術(shù)

高鹽水的高效蒸發(fā)技術(shù)一般是針對鹽分含量在4萬(wàn)mg/L以上的高鹽廢水，對于鹽含量在1%～4%的低濃度高鹽水來(lái)說(shuō)，高效蒸發(fā)技術(shù)具體來(lái)說(shuō)主要有：多效蒸發(fā)技術(shù)、機械式蒸汽再壓縮技術(shù)。多效蒸發(fā)技術(shù)指的是同時(shí)使用多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)，熱的蒸汽依次通過(guò)幾個(gè)蒸發(fā)，前一個(gè)蒸發(fā)的熱蒸汽再進(jìn)入后一個(gè)蒸發(fā)，逐級蒸發(fā)，有效利用熱源，達到高鹽廢水除鹽的目的。

機械式蒸汽再壓縮技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)MVR技術(shù)，是一種借助蒸汽壓縮機進(jìn)行熱源有效利用的工藝，通過(guò)蒸汽的再次壓縮獲得動(dòng)力，并不斷往復，以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發(fā)的技術(shù)可以成功分離廢水中的鹽分和水分，然后再分別進(jìn)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(shù)在煤化工和醫藥、農藥行業(yè)都有比較廣泛的應用。但是對于鹽水中的有機污染物含量過(guò)高的鹽水，蒸發(fā)過(guò)程中非常容易產(chǎn)生泡沫造成沖料，同時(shí)還可能影響鹽的品質(zhì)，導致出鹽夾帶過(guò)多有機物，還需要繼續處理。

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有機污染物，高鹽廢水通過(guò)它的降解后能夠轉化大量的有機物為無(wú)機物，廢水通過(guò)凈化而再次應用于工業(yè)領(lǐng)域，此工藝方法具有其他物理化學(xué)處理方法不同的優(yōu)勢，環(huán)保且安全性更強。

微生物種類(lèi)多種多樣、面對各種污染廢水的環(huán)境能夠通過(guò)變異具有很強的適應性、且新陳代謝能力好，可以產(chǎn)生專(zhuān)一性的降解酶處理各類(lèi)高鹽廢水，潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著(zhù)抗毒、耐沖擊、微生物較為穩定、具有很強的容積負荷性、能夠保持污泥齡的優(yōu)勢，作為生物脫鹽技術(shù)來(lái)說(shuō)十分常用。比常規的活性污泥處理方法的水力停留時(shí)間更短。

例：兩段式接觸氧化工藝可以把廢水的含無(wú)機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下，能達到95%的COD去除率。厭氧技術(shù)及其改良工藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特殊的環(huán)境適應性達到降低鹽分的作用，他們能在高鹽的水域環(huán)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，嗜鹽菌在SBR反應容器中能夠達到95%的COD處理率，高于61%的氨氮處理率。但目前我國對此方法的工藝技術(shù)還不完善，技術(shù)熟練度不高，但生物法脫鹽的環(huán)保性，經(jīng)濟性將在未來(lái)高鹽廢水處理中擁有很好的前景。

三、膜處理技術(shù)

膜蒸餾是一種新型的水處理技術(shù)，其特點(diǎn)是無(wú)需加熱加壓，只需要在常溫常壓的條件下進(jìn)行處理，其過(guò)濾材料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾技術(shù)進(jìn)行水處理時(shí)，利用被處理液體中所包含的易揮發(fā)性物質(zhì)所揮發(fā)形成的氣體，在處理膜兩側形成壓力差，并透過(guò)處理膜，最終實(shí)現篩選分離的一種處理技術(shù)。與傳統回收方法相比，該方法操作簡(jiǎn)單，一次性投資少，回收濃水的效率非常高。

孫項城研究表明，膜蒸餾技術(shù)處理穩定，脫鹽率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透作為高濃鹽水處理的核心工藝，并經(jīng)美國陶氏ROSA軟件計算，確定了中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透單元的結構和膜元件類(lèi)型。最終確定“調節池+高效沉淀池+汽水反沖濾池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發(fā)結晶”的處理工藝。采用此系統處理后，最終可將高濃鹽水轉化為回用水、污泥和鹽泥，實(shí)現系統零排放，系統每噸水的處理成本為23.243元。

美國哥倫比亞大學(xué)研發(fā)利用“反滲透+膜蒸餾（MD）”技術(shù)對濃鹽水進(jìn)行處理用以鹽的回收利用，該方案現處于實(shí)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，相對于傳統技術(shù)而言，出鹽品質(zhì)很好，水的回收率可達到90%以上。

波蘭Marian Turek等人采用“電滲析（ED）+蒸發(fā)結晶”技術(shù)，該組合工藝相對于單一的蒸發(fā)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，該處理系統在ED膜和蒸發(fā)結晶之前進(jìn)行了預處理，投加氫氧化鈣，去除部分硬度和硅，以利于ED膜更好的工作。

03高鹽有機廢水未來(lái)處理技術(shù)展望

高鹽有機廢水處理主要存在物理化學(xué)法處理成本高，生物法占地面積大等因素制約，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用。因此未來(lái)高鹽有機廢水處理工藝研究，主要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菌的降鹽機理和工藝條件。

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(fā)技術(shù)、生物法、SBR工藝、MBR工藝等。

多效蒸發(fā)結晶技術(shù)

在工業(yè)含鹽廢水的處理過(guò)程中，工業(yè)含鹽廢水進(jìn)入低溫多效濃縮結晶裝置，經(jīng)過(guò)5-8效蒸發(fā)冷凝的濃縮結晶過(guò)程，分離為淡化水（淡化水可能含有微量低沸點(diǎn)有機物）和濃縮晶漿廢液；無(wú)機鹽和部分有機物可結晶分離出來(lái)，焚燒處理為無(wú)機鹽廢渣；不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器，形成固態(tài)廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產(chǎn)系統替代軟化水加以利用。

低溫多效蒸發(fā)濃縮結晶系統不僅可以應用于化工生產(chǎn)的濃縮過(guò)程和結晶過(guò)程，還可以應用于工業(yè)含鹽廢水的蒸發(fā)濃縮結晶處理過(guò)程中。

多效蒸發(fā)流程只在第一效使用了蒸汽，故節約了蒸汽的需要量，有效地利用了二次蒸汽中的熱量，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。

生物法

生物處理是目前廢水處理常用的方法之一，它具有應用范圍廣、適應性強、經(jīng)濟高效無(wú)害等特點(diǎn)。

一般情況下，常用的生物法有傳統活性污泥法和生物接觸氧化法兩種。

傳統活性污泥法

活性污泥法是一種污水的好氧生物處理法，目前是處理城市污水廣泛使用的方法。它能從污水中去除溶解性的和膠體狀態(tài)的可生化有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，同時(shí)也能去除一部分磷素和氮素。

活性污泥法去除率高，適用于處理水質(zhì)要求高而水質(zhì)比較穩定的廢水。但是 不善于適應水質(zhì)的變化，供氧不能得到充分利用；空氣供應沿池水平均分布，造成前段氧量不足后段氧量過(guò)剩；曝氣結構龐大，占地面積大。

生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是主要利用附著(zhù)生長(cháng)于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機污水處理的方法。

生物接觸氧化法是一種浸沒(méi)生物膜法，是生物濾池和曝氣池的綜合體，兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)，在水處理過(guò)程中有很好的效果。

生物接觸氧化法有較高的容積負荷，對沖擊負荷有較強的適應能力；污泥生成量少，運行管理簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，耗能低，經(jīng)濟高效；具有活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，生物活性高，凈化效果好，處理效率高，處理時(shí)間短，出水水質(zhì)好而穩定；能分解其它生物處理難分解的物質(zhì)，具有脫氧除磷的作用，可作為三級處理技術(shù)。