一、高盐废水的简介
高盐废水指来源于生活污水和工业废水的总含盐量大于1%的排放废水,含有较高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等无机离子,也含有如甘油、中低碳链的有机物。
由于其成分复杂多样,盐分高,对微生物生长具有较强的抑制作用,因此该废水处理技术难度远比普通污水处理要大得多。我国高盐废水产生数量在总废水中达5%,每年仍以2%的速率增长。因此,高盐废水处理在污水处理中有重要地位,是废水处理研究的重点,也是难点。
目前研究和常用的高盐废水方法有蒸发法、电解法、膜分离法、焚烧法和生物法等。高盐废水是指以NaCl含量计算的总盐的质量分数大于等于1%的废水。这类废水除了含有有机污染物外,还含有钙、镁、钠、氯和硫酸根等大量可溶性无机盐离子,甚至含有放射性物质。
二、高盐废水产生的途径
2.1海水代用排放的废水
所谓海水代用就是将海水不进行淡化处理而直接替代某些场合使用的淡水资源。
在工业上,海水可以广泛的用作锅炉冷却水,应用到热电、核电、石化、冶金、钢铁厂等行业上。发达国家年海水冷却水用量已经超过了1000亿m3。目前我国海水的年利用量为60多亿m3。青岛电厂1936年就开始将海水作为工业冷却水,至今已经有60多年的历史。目前,青岛市电力、化工、纺织等行业的12家临海企业,年用海水8.37亿m3。天津年利用海水达到18亿m3。此外,秦皇岛热电厂、黄道热电厂和上海石化总厂等70多家临海火力发电、核电、化工、石化等企业均已不同的方式直接利用海水。对于印染、建材、制碱、橡胶以及海产品加工等行业,海水还可以作为工业的生产用水。
城市生活用水。在城市生活中,海水可以替代淡水作为冲厕水。目前香港海水冲厕的普及率高达70%以上,未来计划普及率提高到100%,并因此成为世界上好以海水作为冲厕水的城市。而在大连、天津、青岛、烟台等城市的个别单位,也有采用海水冲厕的实践,但规模较小。
2.2工业生产的废水
一些行业,如印染、造纸、化工和好等,在生产中产生高含盐量的有机废水。
2.3其他高盐废水:
(1)船舶压舱水
(2)废水最小化生产中产生的污水
(3)大型船舰上产生的生活污水
(来源:环保小蜜蜂)
三、高盐废水技术应用现状及优缺点分析
3.1高效蒸发技术
高盐水的高效蒸发技术一般是针对盐分含量在4万mg/L以上的高盐废水,对于盐含量在1%~4%的低浓度高盐水来说,高效蒸发技术具体来说主要有:多效蒸发技术、机械式蒸汽再压缩技术。多效蒸发技术指的是同时使用多个串联的蒸发,热的蒸汽依次通过几个蒸发,前一个蒸发的热蒸汽再进入后一个蒸发,逐级蒸发,有效利用热源,达到高盐废水除盐的目的。
机械式蒸汽再压缩技术简称MVR技术,是一种借助蒸汽压缩机进行热源有效利用的工艺,通过蒸汽的再次压缩获得动力,并不断往复,以提高蒸汽的热利用效率。高效蒸发的技术可以成功分离废水中的盐分和水分,然后再分别进行处理,是比较彻底的处理高盐废水的方法,所以,目前这种技术在煤化工和医药、农药行业都有比较广泛的应用。但是对于盐水中的有机污染物含量过高的盐水,蒸发过程中非常容易产生泡沫造成冲料,同时还可能影响盐的品质,导致出盐夹带过多有机物,还需要继续处理。
3.2生物法脱盐
此工艺主要利用的微生物氧化分解有机物。微生物能处理吸附有害的有机污染物,高盐废水通过它的降解后能够转化大量的有机物为无机物,废水通过净化而再次应用于工业领域,此工艺方法具有其他物理化学处理方法不同的优势,环保且安全性更强。微生物种类多种多样、面对各种污染废水的环境能够通过变异具有很强的适应性、且新陈代谢能力好,可以产生专一性的降解酶处理各类高盐废水,潜力较大。如生物接触氧化工艺有着抗毒、耐冲击、微生物较为稳定、具有很强的容积负荷性、能够保持污泥龄的优势,作为生物脱盐技术来说十分常用。比常规的活性污泥处理方法的水力停留时间更短。
例:两段式接触氧化工艺可以把废水的含无机盐浓度降低到2.5*104mg/L以下,能达到95%的COD去除率。厌氧技术及其改良工艺利用厌氧菌、硝化细菌、嗜盐菌等微生物对高盐废水特殊的环境适应性达到降低盐分的作用,他们能在高盐的水域环境中维持体内的低水活度,从而达到降低高盐废水COD的目的。据资料了解,若泥龄为18日左右,嗜盐菌在SBR反应容器中能够达到95%的COD处理率,高于61%的氨氮处理率。但目前我国对此方法的工艺技术还不完善,技术熟练度不高,但生物法脱盐的环保性,经济性将在未来高盐废水处理中拥有很好的前景。
3.3膜处理技术
膜蒸馏是一种新型的水处理技术,其特点是无需加热加压,只需要在常温常压的条件下进行处理,其过滤材料是疏水微孔膜。采用膜蒸馏技术进行水处理时,利用被处理液体中所包含的易挥发性物质所挥发形成的气体,在处理膜两侧形成压力差,并透过处理膜,最终实现筛选分离的一种处理技术。
与传统回收方法相比,该方法操作简单,一次性投资少,回收浓水的效率非常高。孙项城研究表明,膜蒸馏技术处理稳定,脱盐率高达99%。聂莹莹等选择中压反渗透、高压反渗透和超高压反渗透作为高浓盐水处理的核心工艺,并经美国陶氏ROSA软件计算,确定了中压反渗透、高压反渗透和超高压反渗透单元的结构和膜元件类型。
最终确定“调节池+高效沉淀池+汽水反冲滤池+超滤+高压反渗透+DTRO+蒸发结晶”的处理工艺。采用此系统处理后,最终可将高浓盐水转化为回用水、污泥和盐泥,实现系统零排放,系统每吨水的处理成本为23.243元。
美国哥伦比亚大学研发利用“反渗透+膜蒸馏(MD)”技术对浓盐水进行处理用以盐的回收利用,该方案现处于实验研究阶段,分别将NaCl溶液、合成海水、高盐水通过该工艺组合,表现出很好的稳定性,相对于传统技术而言,出盐品质很好,水的回收率可达到90%以上。波兰Marian Turek等人采用“电渗析(ED)+蒸发结晶”技术,该组合工艺相对于单一的蒸发浓缩和结晶,结晶出一吨盐的电耗从970kW·h降至500kW·h,节能效果明显,该处理系统在ED膜和蒸发结晶之前进行了预处理,投加氢氧化钙,去除部分硬度和硅,以利于ED膜更好的工作。
(来源:环保水处理)