高鹽廢水的處理技術進展
2018-02-09
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。
1.高鹽廢水的生成
1.1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。
1.2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。
2.高鹽廢水低溫多效版式蒸發濃縮脫鹽
高鹽廢水使用低溫多效版式蒸發濃縮法進行脫鹽處理，使用的是低溫多效版式蒸發濃縮結晶系統，這個系統是由多個蒸發器串聯而成，其操作流程為：首先將90℃左右的低溫加熱蒸汽引入到一個蒸發器中，將該蒸發器中的料液加熱，使料液產生溫度比蒸汽稍低的一效等量蒸發蒸汽，再將等量蒸發蒸汽引入到二個蒸發器中，作為二效加熱蒸汽，繼續為其加熱，使其溫度稍低于一效，如此不斷在下一個蒸發器中重復，直至在最后一個蒸發器產生最后一效的蒸汽。其技術原理如下：
①一個蒸發器的凝水返回熱源，其他蒸發器的凝水匯集到一起，輸出為淡化水，一份蒸汽投入，蒸發出更多的水，而料液經過多次濃縮在最后一個蒸發器中過飽和，析出結晶，經過固液分離便可獲得最終可供再利用的回收料液。
②高鹽廢水在進入低溫蒸發濃縮結晶系統中，在5~8次的處理后可以產生淡化水、濃縮晶漿廢液，其中含有的所有無機鹽與少部分有機物可以結晶濃縮出來，無機鹽廢渣作菲少處理，有機物廢液雖然無法結晶，但是可以使用滾筒蒸發器將其制作為固態廢渣，同樣作焚燒處理。固液分離后的淡化水可以引導回生產系統，作為軟化水的替代再次進行利用。
3.生物法脫鹽處理構建
生物法處理高鹽廢水，主要是利用自然界中的各種微生物來氧化、分解以及吸附廢水中的有機物，是一種凈化工藝。經過生物降解的高鹽廢水，其中大部分有機物可以被轉化為無機物，一些有毒有害的有機污染物被微生物吸附，經過凈化的廢水可以再次進行工業利用。
相較于其他物理、化學處理方法，生物處理工藝具有環保、安全的特點，微生物本身個體較小、表面積大，具有較快的代謝速率，其種類繁多，對各類污染物具有專一性較強的降解酶，同時微生物變異性較強，可以適應各種變化，對任何物質均具有巨大的降解、轉化潛力。
生物接觸氧化工藝是一種常見的生物脫鹽技術，生物膜法抗毒性強、耐沖擊，可以保持充分的污泥齡，其生物相比較穩定，容積負荷能力強，與常規的活性污泥處理法相比，其水力停留時間更短。例如L.An以兩段式接觸氧化工藝來處理高鹽廢水，結果表明廢水含鹽度可以降低到2.5*104mg/L甚至更低的水平，其COD去除率高達95%左右。
厭氧技術及其改良工藝也是常見的生物脫鹽技術，這種技術利用厭氧菌、嗜鹽菌、硝化細菌對高鹽環境的適應性來發揮脫鹽作用。水體環境中的含鹽度在2%~5%之間，能在這樣環境中良好生存，即為耐鹽菌；水體環境中的含鹽度在3%~15%之間，能在這樣環境中良好生存，即為中度嗜鹽菌；水體環境中的含鹽度在15%~30%之間，能在這樣環境中良好生存，即為嗜鹽菌，又名古細菌，這類細菌在高鹽度環境下依然可以維持體內低水活度，依然具有酶活性，將其放入廢水中可以降解COD。
據調查，將嗜鹽菌放入SBR反應器中，若泥齡為18日，則COD去除率高達95%，氨氮去除率不低于61%。當然，我國對嗜鹽菌的利用尚處于試驗階段，技術尚未成熟，但是相信隨著該技術的不斷成熟，生物法將會憑借其成本低、無法二次污染的優勢而在工業高鹽廢水的處理中大放光彩。
4.SBRr工藝處理高鹽廢水
SBR法即序批式活性污泥法，通過間歇性曝氣來使活性污泥具有凈化高鹽廢水的功效。作為一種新型污水處理技術，SBR在運行上具有鮮明的有序性，在操作上具有間歇性，此技術的核心為SBR反應池，既能生物降解，還能用于初沉與二沉，更能集均化等功能為一體。
對于廢水排放量有較大變化和存在間歇排放特點的工廠，尤其地適用。SBR技術可分為傳統型和改良型兩種，后者比前者結構形式更加簡單、運行的方式更加靈活，即使沖擊負荷較大也能有效抵抗，是連續流系統所無法媲美的。
Class借助SBR反應器來處理高鹽高氨氮廢水，處理的結果是原本pH值為9、硝酸氮濃度為0.8*104mg/L、溶解性固體占18%的廢水，經過污泥馴化過程后完全脫氮，未被馴化的污泥在硝酸氮濃度達到0.5*104mg/L時反硝化反應便已經完全停止。楊健等人使用SBR技術為石油發酵工業的高鹽廢水進行處理，原來廢水中的溶解性固體含量為5*104mg/L，經過馴化后廢水中溶解性固體的含量降低到0.6*104mg/L，廢水中的其他物質諸如COD與BOD，去除率也達到了90%和95%。
