高鹽廢水處理技術現狀及優缺點!
來源:久久国产av(shèng)環保 發布時間:2023-03-14
高鹽廢水處理是現階段工業(yè)發展麵臨的重(chóng)大環保問題。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回(huí)用技(jì)術的應用是取得顯著經濟效益、環境效益和社會效益的重要保障(zhàng)。本文基於高鹽廢水處理現狀及研究進展展開論述。
現階段,規模化處理高鹽廢水仍然存在處理(lǐ)效率低、運行成本高(gāo)的特點,還(hái)存在很多需要突破和解(jiě)決的關鍵技術(shù)問題。例如,采用正滲透法(fǎ)處理(lǐ)高鹽廢水時,正(zhèng)滲透膜和(hé)汲取液等核(hé)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,如何有效防止膜汙(wū)染等問題仍需函待解決。
一、高鹽廢水簡(jiǎn)介(jiè)
高鹽廢水指來(lái)源於生活汙水和工業(yè)廢水(shuǐ)的總含(hán)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(dī)碳鏈的有機物。由(yóu)於(yú)其成分複雜多樣,鹽分高,對微(wēi)生物生長具有較強的(de)抑製作用,因此該廢(fèi)水處理技術難度遠比普(pǔ)通汙水處理要(yào)大得多。我國高鹽廢水產生數量在(zài)總廢水中達5%,每年仍以2%的速率增長。因此,高鹽廢水處(chù)理在(zài)汙水處理中有重要(yào)地位(wèi),是廢水處(chù)理研究的重(chóng)點,也是難(nán)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(zhì)量分數大於等於1%的廢水。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(lái)源以下幾個途徑(jìng):
(1)海水:通常來源(yuán)於沿海城市工業用(yòng)水過程中的排水(shuǐ)或冷(lěng)卻循環水。
(2)工業生產:高鹽廢水主要來(lái)源(yuán)印(yìn)染、煉化、采油、製藥和製鹽等企業生產過程中產生的排水。
(3)含鹽生活汙水:主要來源於海水利用,將海水用於城市(shì)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(yòng)水。
(4)含鹽量(liàng)高的地下水:有些(xiē)地區的地(dì)下水中含(hán)鹽量(liàng)較高,總溶解(jiě)性固體含量大,例如內蒙古河套部分地區、河北(běi)平(píng)原部分淺層地下水出現微鹹水和(hé)鹹水。
二、高鹽(yán)廢水處理技術應用現狀及(jí)優(yōu)缺點分析
1、高效蒸發技術
高鹽水的高效蒸發技術一般是(shì)針對鹽分含(hán)量在4萬mg/L以上的高(gāo)鹽廢水,對於鹽含量(liàng)在1%~4%的低濃度高鹽水來說,高效蒸發技術具體來(lái)說主要(yào)有:多效蒸發技術、機械式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發(fā)技術指的是同時使用多個串聯的蒸發,熱的(de)蒸汽依次通過幾個蒸發,前一個蒸發的熱蒸汽再進(jìn)入後(hòu)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(yā)縮技術簡稱MVR技術,是(shì)一種借助蒸汽(qì)壓縮(suō)機進行熱源有效利用的工藝,通過蒸汽的再次壓縮(suō)獲得動(dòng)力,並不斷往(wǎng)複,以提高蒸汽的熱利用(yòng)效率。高效蒸(zhēng)發的(de)技(jì)術可以成功分離廢水中的(de)鹽分和水分,然後再分別進行處理(lǐ),是比較徹底的處理(lǐ)高鹽廢水的方法,所以,目前這種技術在(zài)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(liàng)過(guò)高的鹽水,蒸發過程中非常容易產生泡(pào)沫造成衝料,同時還可能影響鹽的(de)品質,導致出鹽夾(jiá)帶過多有機物,還需要繼(jì)續處(chù)理。
2、生物法脫鹽
此工藝主要利用(yòng)的微生物氧化分解有機物。微生物能處理吸附(fù)有害的有機汙染物,高鹽廢水通過它的降(jiàng)解後能夠轉化大量的有機物為無機物,廢水通過淨化而再次應用於工業領域,此工(gōng)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(wēi)生物種類多種多樣、麵(miàn)對各種汙染廢水的環境能夠(gòu)通過變異具(jù)有很強的適應性、且新(xīn)陳代謝能力好,可以產生專(zhuān)一性的降解(jiě)酶處理各類高(gāo)鹽廢水,潛力(lì)較大。如生物接觸氧化工藝有著抗毒(dú)、耐衝(chōng)擊、微生物(wù)較為穩定、具有很強的容積負荷(hé)性、能夠保持汙泥齡的優勢,作為生物脫鹽技術來說十分常用(yòng)。比常規(guī)的活性汙泥處理方(fāng)法的水力停留時間(jiān)更短。
例:兩(liǎng)段式接觸氧化(huà)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(dá)到95%的COD去除率。厭(yàn)氧技術及其改良工藝利用厭(yàn)氧菌、硝(xiāo)化細(xì)菌(jun1)、嗜鹽菌等微生物對高(gāo)鹽廢水特殊(shū)的環(huán)境適應性達到降低鹽(yán)分的作用,他們能在高鹽的水域環境中維持體內的低(dī)水活度,從而(ér)達到降低高鹽(yán)廢水COD的目的。據資料了解,若泥齡為18日左右,嗜鹽菌在SBR反應容器中能夠達到95%的(de)COD處理率,高於61%的氨氮(dàn)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,但生物法脫鹽的環保性,經濟(jì)性將在未來高鹽廢水處理中擁有很好的前景(jǐng)。
3、膜處理技術
膜蒸(zhēng)餾是一種新型的水處理技術,其特(tè)點是無需加熱加壓,隻需要(yào)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(cǎi)用膜蒸餾技術(shù)進行水處理時,利(lì)用被處理液體中所包含的易揮發性物質(zhì)所揮(huī)發(fā)形成的氣體,在處理膜兩側形成壓力差(chà),並透過處理膜,*終實現篩選分(fèn)離的一種處理技術。
與傳統回收方法相比(bǐ),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(jì)術處理穩定,脫鹽率高達(dá)99%。聶(niè)瑩瑩等(děng)選擇中壓(yā)反滲透(tòu)、高壓反滲透和超高壓(yā)反滲透作(zuò)為高(gāo)濃鹽水處理的核心工藝,並經美國陶氏ROSA軟件計算,確定了中壓(yā)反滲透、高(gāo)壓反滲(shèn)透和超高壓反滲透單元的結(jié)構和膜元件類型。*終確(què)定“調節池+高效沉(chén)澱池+汽水反衝濾池+超濾(lǜ)+高壓反滲透(tòu)+DTRO+蒸(zhēng)發結晶”的處理工藝。采用此係統處理後,*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,係統(tǒng)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(duì)濃鹽(yán)水(shuǐ)進行處理用以(yǐ)鹽的回收利用,該方案現處於實驗研究階段,分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽(yán)水通(tōng)過該工藝組合,表現出很好的穩定性(xìng),相(xiàng)對於傳統技術而言,出(chū)鹽品質很(hěn)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,該組合工藝相對於單一的(de)蒸發濃縮和結晶,結晶出(chū)一噸鹽的電耗從970kW·h降至500kW·h,節(jiē)能效果明顯,該處理係統在ED膜和蒸發結(jié)晶之前(qián)進行了預處理,投加氫氧(yǎng)化鈣,去除部分硬度和矽,以利於(yú)ED膜更好(hǎo)的工作。
三、高鹽有機廢(fèi)水(shuǐ)未來處理技術展(zhǎn)望
高鹽有機廢水處理主(zhǔ)要存在物理化學法(fǎ)處理成本高,生物(wù)法(fǎ)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(chóng)影響了生物法(fǎ)在高鹽度廢水處理中的(de)應用。因此(cǐ)未來高鹽有機廢水處理工(gōng)藝研究,主要(yào)集中在高(gāo)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降鹽機理(lǐ)和工藝(yì)條(tiáo)件。
隨著人口的增長和社會經濟的發(fā)展,水的需求量(liàng)呈現急劇上升(shēng)趨勢,然而,日(rì)益嚴重的水體汙染,不斷惡化的水質,使可用的水資源日漸匱乏。*實施了一係列保護水資源的法律法規,嚴格控製汙水的(de)排放,因此,尋找更為經(jīng)濟有效的汙水處理技術成為社會持續健康發展的一項亟待解決的問題。