高鹽廢水的處理技術(shù)進(jìn)展
2018-02-09
我國(guó)的印染行業(yè)以及農(nóng)藥生產(chǎn)行業(yè)，都會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，工業(yè)廢水的排放，會(huì)對(duì)周圍的土地以及湖泊造成嚴(yán)重污染。工藝焚燒技術(shù)、蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶技術(shù)、以及蒸發(fā)-熱結(jié)晶工藝技術(shù)，都能夠?qū)Ω啕}廢水進(jìn)行有效處理，并且回收利用，從根本上幫助我國(guó)提高工業(yè)廢水的處理力度。
1.高鹽廢水的生成
1.1化工生產(chǎn)形成高鹽廢水
改革開放以來(lái)，隨著我國(guó)化工企業(yè)的發(fā)展，印染行業(yè)發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，染料的生產(chǎn)與使用越來(lái)越廣泛，導(dǎo)致含有高COD、高色度、高毒性、高鹽度、低B/C的工業(yè)廢水大量產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的印染行業(yè)污水排放量已達(dá)到24.3億噸，超過紡織行業(yè)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(huán)境，還給地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成極大的破壞，如何有效的處理高鹽廢水，一直是國(guó)家重視的問題。工廠在化工生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量的高鹽廢水。據(jù)調(diào)查，我國(guó)的農(nóng)藥生產(chǎn)形成的工業(yè)廢水，每年已達(dá)到47.6萬(wàn)噸，全國(guó)的農(nóng)藥工廠超過1600家。
其過半的廠家主要生產(chǎn)有機(jī)磷農(nóng)藥，該種有機(jī)磷農(nóng)藥的工業(yè)廢水中，有機(jī)物含量高、毒性大、化學(xué)成分復(fù)雜、難降解、難處理。我國(guó)是工業(yè)發(fā)展大國(guó)，其他的工業(yè)生產(chǎn)中也會(huì)造成高鹽廢水。化工行業(yè)的生產(chǎn)，都會(huì)形成成分不同的高鹽廢水，對(duì)于高鹽廢水的處理，要對(duì)照其含有的化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理，才能達(dá)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(nèi)含化學(xué)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(dá)標(biāo)之后，企業(yè)會(huì)利用反滲透技術(shù)，回收淡水進(jìn)行再次使用，此過程中預(yù)處理系統(tǒng)、水處理藥劑的使用以及淡水回收的過程，都會(huì)造成濃鹽廢水的產(chǎn)生。
工業(yè)廢水中一般含有大量有機(jī)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(yù)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(zhì)，難降解物質(zhì)降低，但化學(xué)添加劑的加入會(huì)使鹽濃度增加，形成濃鹽廢水。我國(guó)的廢水處理一般采用生物法，其具有成本低的特點(diǎn)，采用物化-生化耦合工藝技術(shù)進(jìn)行處理生化性較差的廢水。
2.高鹽廢水低溫多效版式蒸發(fā)濃縮脫鹽
高鹽廢水使用低溫多效版式蒸發(fā)濃縮法進(jìn)行脫鹽處理，使用的是低溫多效版式蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是由多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)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(gè)蒸發(fā)器中，將該蒸發(fā)器中的料液加熱，使料液產(chǎn)生溫度比蒸汽稍低的一效等量蒸發(fā)蒸汽，再將等量蒸發(fā)蒸汽引入到二個(gè)蒸發(fā)器中，作為二效加熱蒸汽，繼續(xù)為其加熱，使其溫度稍低于一效，如此不斷在下一個(gè)蒸發(fā)器中重復(fù)，直至在最后一個(gè)蒸發(fā)器產(chǎn)生最后一效的蒸汽。其技術(shù)原理如下：
①一個(gè)蒸發(fā)器的凝水返回?zé)嵩?，其他蒸發(fā)器的凝水匯集到一起，輸出為淡化水，一份蒸汽投入，蒸發(fā)出更多的水，而料液經(jīng)過多次濃縮在最后一個(gè)蒸發(fā)器中過飽和，析出結(jié)晶，經(jīng)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(jìn)入低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)中，在5~8次的處理后可以產(chǎn)生淡化水、濃縮晶漿廢液，其中含有的所有無(wú)機(jī)鹽與少部分有機(jī)物可以結(jié)晶濃縮出來(lái)，無(wú)機(jī)鹽廢渣作菲少處理，有機(jī)物廢液雖然無(wú)法結(jié)晶，但是可以使用滾筒蒸發(fā)器將其制作為固態(tài)廢渣，同樣作焚燒處理。固液分離后的淡化水可以引導(dǎo)回生產(chǎn)系統(tǒng)，作為軟化水的替代再次進(jìn)行利用。
3.生物法脫鹽處理構(gòu)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(lái)氧化、分解以及吸附廢水中的有機(jī)物，是一種凈化工藝。經(jīng)過生物降解的高鹽廢水，其中大部分有機(jī)物可以被轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，一些有毒有害的有機(jī)污染物被微生物吸附，經(jīng)過凈化的廢水可以再次進(jìn)行工業(yè)利用。
相較于其他物理、化學(xué)處理方法，生物處理工藝具有環(huán)保、安全的特點(diǎn)，微生物本身個(gè)體較小、表面積大，具有較快的代謝速率，其種類繁多，對(duì)各類污染物具有專一性較強(qiáng)的降解酶，同時(shí)微生物變異性較強(qiáng)，可以適應(yīng)各種變化，對(duì)任何物質(zhì)均具有巨大的降解、轉(zhuǎn)化潛力。
生物接觸氧化工藝是一種常見的生物脫鹽技術(shù)，生物膜法抗毒性強(qiáng)、耐沖擊，可以保持充分的污泥齡，其生物相比較穩(wěn)定，容積負(fù)荷能力強(qiáng)，與常規(guī)的活性污泥處理法相比，其水力停留時(shí)間更短。例如L.An以兩段式接觸氧化工藝來(lái)處理高鹽廢水，結(jié)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(dá)95%左右。
厭氧技術(shù)及其改良工藝也是常見的生物脫鹽技術(shù)，這種技術(shù)利用厭氧菌、嗜鹽菌、硝化細(xì)菌對(duì)高鹽環(huán)境的適應(yīng)性來(lái)發(fā)揮脫鹽作用。水體環(huán)境中的含鹽度在2%~5%之間，能在這樣環(huán)境中良好生存，即為耐鹽菌；水體環(huán)境中的含鹽度在3%~15%之間，能在這樣環(huán)境中良好生存，即為中度嗜鹽菌；水體環(huán)境中的含鹽度在15%~30%之間，能在這樣環(huán)境中良好生存，即為嗜鹽菌，又名古細(xì)菌，這類細(xì)菌在高鹽度環(huán)境下依然可以維持體內(nèi)低水活度，依然具有酶活性，將其放入廢水中可以降解COD。
據(jù)調(diào)查，將嗜鹽菌放入SBR反應(yīng)器中，若泥齡為18日，則COD去除率高達(dá)95%，氨氮去除率不低于61%。當(dāng)然，我國(guó)對(duì)嗜鹽菌的利用尚處于試驗(yàn)階段，技術(shù)尚未成熟，但是相信隨著該技術(shù)的不斷成熟，生物法將會(huì)憑借其成本低、無(wú)法二次污染的優(yōu)勢(shì)而在工業(yè)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(lái)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(shù)，SBR在運(yùn)行上具有鮮明的有序性，在操作上具有間歇性，此技術(shù)的核心為SBR反應(yīng)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(duì)于廢水排放量有較大變化和存在間歇排放特點(diǎn)的工廠，尤其地適用。SBR技術(shù)可分為傳統(tǒng)型和改良型兩種，后者比前者結(jié)構(gòu)形式更加簡(jiǎn)單、運(yùn)行的方式更加靈活，即使沖擊負(fù)荷較大也能有效抵抗，是連續(xù)流系統(tǒng)所無(wú)法媲美的。
Class借助SBR反應(yīng)器來(lái)處理高鹽高氨氮廢水，處理的結(jié)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(jīng)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(dá)到0.5*104mg/L時(shí)反硝化反應(yīng)便已經(jīng)完全停止。楊健等人使用SBR技術(shù)為石油發(fā)酵工業(yè)的高鹽廢水進(jìn)行處理，原來(lái)廢水中的溶解性固體含量為5*104mg/L，經(jīng)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(zhì)諸如COD與BOD，去除率也達(dá)到了90%和95%。
