一、高鹽廢水的簡介
高鹽廢水指來源于生活污水和工業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,對微生物生長具有較強的抑制作用,因此該廢水處理技術難度遠比普通污水處理要大得多。我國高鹽廢水產生數量在總廢水中達5%,每年仍以2%的速率增長。因此,高鹽廢水處理在污水處理中有重要地位,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量分數大于等于1%的廢水。這類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機鹽離子,甚至含有放射性物質。
二、高鹽廢水產生的途徑
2.1海水代用排放的廢水
所謂海水代用就是將海水不進行淡化處理而直接替代某些場合使用的淡水資源。
在工業上,海水可以廣泛的用作鍋爐冷卻水,應用到熱電、核電、石化、冶金、鋼鐵廠等行業上。發達國家年海水冷卻水用量已經超過了1000億m3。目前我國海水的年利用量為60多億m3。青島電廠1936年就開始將海水作為工業冷卻水,至今已經有60多年的歷史。目前,青島市電力、化工、紡織等行業的12家臨海企業,年用海水8.37億m3。天津年利用海水達到18億m3。此外,秦皇島熱電廠、黃道熱電廠和上海石化總廠等70多家臨海火力發電、核電、化工、石化等企業均已不同的方式直接利用海水。對于印染、建材、制堿、橡膠以及海產品加工等行業,海水還可以作為工業的生產用水。
城市生活用水。在城市生活中,海水可以替代淡水作為沖廁水。目前香港海水沖廁的普及率高達70%以上,未來計劃普及率提高到100%,并因此成為世界上好以海水作為沖廁水的城市。而在大連、天津、青島、煙臺等城市的個別單位,也有采用海水沖廁的實踐,但規模較小。
2.2工業生產的廢水
一些行業,如印染、造紙、化工和好等,在生產中產生高含鹽量的有機廢水。
2.3其他高鹽廢水:
(1)船舶壓艙水
(2)廢水最小化生產中產生的污水
(3)大型船艦上產生的生活污水
(來源:環保小蜜蜂)
三、高鹽廢水技術應用現狀及優缺點分析
3.1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以上的高鹽廢水,對于鹽含量在1%~4%的低濃度高鹽水來說,高效蒸發技術具體來說主要有:多效蒸發技術、機械式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個串聯的蒸發,熱的蒸汽依次通過幾個蒸發,前一個蒸發的熱蒸汽再進入后一個蒸發,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得動力,并不斷往復,以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發的技術可以成功分離廢水中的鹽分和水分,然后再分別進行處理,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工和醫藥、農藥行業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高的鹽水,蒸發過程中非常容易產生泡沫造成沖料,同時還可能影響鹽的品質,導致出鹽夾帶過多有機物,還需要繼續處理。
3.2生物法脫鹽
此工藝主要利用的微生物氧化分解有機物。微生物能處理吸附有害的有機污染物,高鹽廢水通過它的降解后能夠轉化大量的有機物為無機物,廢水通過凈化而再次應用于工業領域,此工藝方法具有其他物理化學處理方法不同的優勢,環保且安全性更強。微生物種類多種多樣、面對各種污染廢水的環境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高鹽廢水,潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著抗毒、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勢,作為生物脫鹽技術來說十分常用。比常規的活性污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、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,他們能在高鹽的水域環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還不完善,技術熟練度不高,但生物法脫鹽的環保性,經濟性將在未來高鹽廢水處理中擁有很好的前景。
3.3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,只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體,在處理膜兩側形成壓力差,并透過處理膜,最終實現篩選分離的一種處理技術。
與傳統回收方法相比,該方法操作簡單,一次性投資少,回收濃水的效率非常高。孫項城研究表明,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、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,該方案現處于實驗研究階段,分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該工藝組合,表現出很好的穩定性,相對于傳統技術而言,出鹽品質很好,水的回收率可達到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸發結晶”技術,該組合工藝相對于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,該處理系統在ED膜和蒸發結晶之前進行了預處理,投加氫氧化鈣,去除部分硬度和硅,以利于ED膜更好的工作。
(來源:環保水處理)