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高鹽廢水處理技術進展

       我國的工業規模在幾年來不斷地擴大,用水量與廢水排放量不斷增加,加劇了水資源的緊缺狀況。出于可持續發展的工業發展戰略,各行各業試圖對廢水進行處理與回收,以減少廢水給周邊環境帶來的污染。文章針對高鹽廢水的處理技術進展進行了詳細的闡述,內容僅供參考。

高鹽廢水處理

     1高鹽廢水的生成

     1.1濃鹽廢水的形成。濃鹽廢水是指在高鹽廢水處理過程中,廢水內含化學成分不同,采取處理的工藝也不同,但都以回收利用淡水資源,降低廢水中COD含量為主要目的。在高鹽廢水的COD處理達標之后,企業會利用反滲透技術,回收淡水進行再次使用,此過程中預處理系統、水處理藥劑的使用以及淡水回收的過程,都會造成濃鹽廢水的產生。

工業廢水中一般含有大量有機混合污染物,該種廢水影響微生物的生存,降解難度較高。此種情況,需要采用物化預處理提高廢水的可降解性,廢水處理之后,廢水中的有毒物質,難降解物質降低,但化學添加劑的加入會使鹽濃度增加,形成濃鹽廢水。我國的廢水處理一般采用生物法,其具有成本低的特點,采用物化-生化耦合工藝技術進行處理生化性較差的廢水。

     1.2化工生產形成高鹽廢水。改革開放以來,隨著我國化工企業的發展,印染行業發展規模越來越大,染料的生產與使用越來越廣泛,導致含有高COD、高色度、高毒性、高鹽度、低B/C的工業廢水大量產生。據統計,我國的印染行業污水排放量已達到24.3億噸,超過紡織行業廢水排放量的80%。高鹽廢水危害極大,不僅污染土壤與水資源環境,還給地質結構造成極大的破壞,如何有效的處理高鹽廢水,一直是國家重視的問題。

工廠在化工生產中,會產生大量的高鹽廢水。據調查,我國的農藥生產形成的工業廢水,每年已達到47.6萬噸,全國的農藥工廠超過1600家。其過半的廠家主要生產有機磷農藥,該種有機磷農藥的工業廢水中,有機物含量高、毒性大、化學成分復雜、難降解、難處理。我國是工業發展大國,其他的工業生產中也會造成高鹽廢水。化工行業的生產,都會形成成分不同的高鹽廢水,對于高鹽廢水的處理,要對照其含有的化學物質,進行對應處理,才能達到廢水處理的效果。

     2高鹽廢水處理工藝

     2.1常規處理工藝

     2.1.1離子交換法

離子交換法的關鍵在于離子交換樹脂,它是一種帶有官能團,具有網狀結構與不溶性的高分子聚合物,這類聚合物中含有的氨基、羥基基團可以把高鹽廢水中的金屬離子鰲合、置換出來。離子交換法可以作為預處理工藝脫除各種金屬離子,達到有效除鹽的目的,它的缺點是廢水中的固體懸浮物會堵塞樹脂從而使離子交換樹脂失去效果。采用離子交換樹脂處理含Cr廢水,廢水中Cr的濃度由初始的1540mg/L降至處理后0.5mg/L,達到國家排放標準。

     2.1.2焚燒法

焚燒法是指將高鹽廢水呈霧狀噴入高溫焚燒爐中,廢水中的有毒有害物質經過高溫氧化分解轉化為水、氣體和無機鹽灰分。采用焚燒法處理高鹽廢水時需要防止霧化噴嘴堵塞,同時需要對焚燒過程中產生的污染性氣體進行后續凈化處理。采用焚燒法處理高濃度有機、含鹽廢水,證明了此方法的可行性,并且過程中產生的廢水、廢氣和固體廢棄物均能得到有效處理并達標排放。

     2.1.3生化處理法

生化處理法是指利用自然界廣泛存在的微生物對廢水中的有機物進行氧化、分解、吸附從而達到凈化水體的目的。生化處理法具有經濟、高效、無害的優點,但是高鹽廢水中的無機鹽對微生物有強烈的抑制作用,因此馴化出耐鹽微生物是生化處理法的重點和難點。從山東省威海市路道口鹽場曬鹽池鹽水中分離出一種中度嗜鹽菌,然后利用此微生物對含鹽9.3%,CODCr為1738mg/L的高鹽制革廢水進行處理,經過216h后,CODCr的脫除率高達98%。

     2.1.4電解法

高鹽廢水具有較高的導電性,因此可以通過電解法即在陰、陽兩級間產生強電流使有毒有害物質發生氧化還原反應從而去除水中污染物,電解法能有效地降低廢水中的COD,對污水適應性強,去除效果好,缺點是運行費用較高。王宏等[6]采用電解絮凝法處理紫膠合成樹脂生產過程中排放出的高鹽度有機廢水,不但能有效降低廢水中的COD,增加透明度,同時對BOD,TP和TN都有較高的去除率。

     2.2高鹽廢水濃縮技術

由于高鹽廢水處理成本高,耗能大。因此對高鹽廢水進行減量化處理(增大含鹽量,提高濃度,減小處理水量)不僅可以降低處理成本,同時有利于高鹽廢水中鹽分回收利用。高鹽廢水濃縮技術包括:膜分離工藝,加熱蒸發工藝等。

     2.2.1膜分離工藝

膜分離工藝是指利用膜對高鹽廢水中不同混合物組分的選擇透過性來分離、提純和濃縮廢水的分離技術。膜分離技術的關鍵在于選擇合適的濾膜,根據膜孔徑的大小可以分為:微濾膜(MF),超濾膜(UF),納濾膜(NF),反滲透膜(RO)等。

根據是否增加外部壓力可以分為:正滲透膜技術和反滲透膜技術。膜分離技術具有能耗低、適應性強、選擇性好等優勢,但是過濾膜容易被高鹽廢水中的物質堵塞和腐蝕,需要經常更換。在實際工業應用中,反滲透膜可以循環利用高達60%的淡水,經過處理后高鹽廢水的濃度可以提高一倍。

     2.2.2加熱蒸發工藝

加熱蒸發工藝是指利用加熱的方法,使高鹽廢水中的水汽化從而達到提高含鹽濃度的目的。工業廢水處理過程中常采用多效蒸發裝置,即將多個蒸發器單元串聯運行。多效蒸發工藝的濃縮效果會受到傳熱溫度差,加熱蒸汽壓力等多種因素的影響。采用多效蒸發技術對油田污水進行集中脫鹽處理,濃縮后廢水中含鹽量可達8%以上。

     2.3高鹽廢水零排放技術

經過濃縮處理后的高鹽廢水含鹽量更高,處理更困難,排放之后對環境影響更惡劣。因此需要采用零排放技術從根本上解決高鹽廢水處理問題。零排放技術的關鍵在于結晶,即將高鹽廢水中的可溶性鹽類物質分離出來形成結晶鹽類化合物。結晶技術包括冷卻結晶和熱結晶。

冷卻結晶工藝中會對母液進行多次蒸發、濃縮處理,工藝流程長,能耗高,效率較低。而熱結晶技術會對濃縮母液進行繼續加熱形成過飽和溶液,然后再進行冷卻結晶,可以實現鹽類物質100%分離。

結束語

     綜上所述,我國的印染行業以及農藥生產行業,都會產生大量的工業廢水,工業廢水的排放,會對周圍的土地以及湖泊造成嚴重污染。工藝焚燒技術、蒸發濃縮-冷卻結晶技術、以及蒸發-熱結晶工藝技術,都能夠對高鹽廢水進行有效處理,并且回收利用,從根本上幫助我國提高工業廢水的處理力度。

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