高鹽廢水處理是現(xiàn)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(yīng)用是取得顯著經(jīng)濟(jì)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(xiàn)狀及研究進(jìn)展展開(kāi)論述。現(xiàn)階段,規(guī)模化處理高鹽廢水仍然存在處理效率低、運(yùn)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(zhǎng)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。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(jī)離子,也含有如甘油、中低碳鏈的有機(jī)物。由于其成分復(fù)雜多樣,鹽分高,對(duì)微生物生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的抑制作用,因此該廢水處理技術(shù)難度遠(yuǎn)比普通污水處理要大得多。我國(guó)高鹽廢水產(chǎn)生數(shù)量在總廢水中達(dá)5%,每年仍以2%的速率增長(zhǎng)。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(jì)算的總鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于1%的廢水。這類(lèi)廢水除了含有有機(jī)污染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性無(wú)機(jī)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(qū)的地下水中含鹽量較高,總?cè)芙庑怨腆w含量大,例如內(nèi)蒙古河套部分地區(qū)、河北平原部分淺層地下水出現(xiàn)微咸水和咸水。2、高鹽廢水處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)分析
高鹽水的高效蒸發(fā)技術(shù)一般是針對(duì)鹽分含量在4萬(wàn)mg/L以上的高鹽廢水,對(duì)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(jī)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(jí)蒸發(fā),有效利用熱源,達(dá)到高鹽廢水除鹽的目的。機(jī)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(jī)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(fù),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(yī)藥、農(nóng)藥行業(yè)都有比較廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)于鹽水中的有機(jī)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(dǎo)致出鹽夾帶過(guò)多有機(jī)物,還需要繼續(xù)處理。此工藝主要利用的微生物氧化分解有機(jī)物。微生物能處理吸附有害的有機(jī)污染物,高鹽廢水通過(guò)它的降解后能夠轉(zhuǎn)化大量的有機(jī)物為無(wú)機(jī)物,廢水通過(guò)凈化而再次應(yīng)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(shì),環(huán)保且安全性更強(qiáng)。微生物種類(lèi)多種多樣、面對(duì)各種污染廢水的環(huán)境能夠通過(guò)變異具有很強(qiáng)的適應(yīng)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抗毒、耐沖擊、微生物較為穩(wěn)定、具有很強(qiáng)的容積負(fù)荷性、能夠保持污泥齡的優(yōu)勢(shì),作為生物脫鹽技術(shù)來(lái)說(shuō)十分常用。比常規(guī)的活性污泥處理方法的水力停留時(shí)間更短。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(cè)形成壓力差,并透過(guò)處理膜,最終實(shí)現(xiàn)篩選分離的一種處理技術(shù)。與傳統(tǒng)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(xiàng)城研究表明,膜蒸餾技術(shù)處理穩(wěn)定,脫鹽率高達(dá)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(guó)陶氏ROSA軟件計(jì)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(jié)構(gòu)和膜元件類(lèi)型。最終確定“調(diào)節(jié)池+高效沉淀池+汽水反沖濾池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發(fā)結(jié)晶”的處理工藝。采用此系統(tǒng)處理后,最終可將高濃鹽水轉(zhuǎn)化為回用水、污泥和鹽泥,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)零排放,系統(tǒng)每噸水的處理成本為23.243元。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)研發(fā)利用“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術(shù)對(duì)濃鹽水進(jìn)行處理用以鹽的回收利用,該方案現(xiàn)處于實(shí)驗(yàn)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(xiàn)出很好的穩(wěn)定性,相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)而言,出鹽品質(zhì)很好,水的回收率可達(dá)到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸發(fā)結(jié)晶”技術(shù),該組合工藝相對(duì)于單一的蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶,結(jié)晶出一噸鹽的電耗從970kW·h降至500kW·h,節(jié)能效果明顯,該處理系統(tǒng)在ED膜和蒸發(fā)結(jié)晶之前進(jìn)行了預(yù)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。3、高鹽有機(jī)廢水未來(lái)處理技術(shù)展望
高鹽有機(jī)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(yán)重影響了生物法在高鹽度廢水處理中的應(yīng)用。因此未來(lái)高鹽有機(jī)廢水處理工藝研究,主要集中在高效快捷的高鹽有機(jī)廢水處理的生物反應(yīng)器及其多種方法的組合工藝。機(jī)理研究主要集中在嗜鹽菌的降鹽機(jī)理和工藝條件。隨著人口的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水的需求量呈現(xiàn)急劇上升趨勢(shì),然而,日益嚴(yán)重的水體污染,不斷惡化的水質(zhì),使可用的水資源日漸匱乏。國(guó)家實(shí)施了一系列保護(hù)水資源的法律法規(guī),嚴(yán)格控制污水的排放,因此,尋找更為經(jīng)濟(jì)有效的污水處理技術(shù)成為社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展的一項(xiàng)亟待解決的問(wèn)題。