高盐废水处理现状及研究进展

高盐废水处理现状及研究进展

武华平

广州汉泰环境技术有限公司广东广州510610

摘要：目前，中国水资源总量位居世界第6位，但人均拥有量仅约为世界人均水平的1/4，居世界第109位。中国已被列入世界人均水资源13个贫水国家之一，近一半省（区、市）人均水资源量低于世界严重缺水线标准；且中国的水污染状况已达到警戒线。随着工业规模的不断扩展，工业水污染排放量不断增加，排放种类也日新月异，这都给污水处理技术带来了空前的挑战，需要针对各种废水的特征选择适宜的处理技术[1-3]。目前，高盐废水产生规模不断变大，主要来自纺织厂、纯碱厂、农药厂、抗生素药厂以及石油和天然气采集加工等过程，高盐废水若规模化处理时同时达到成本低廉和效果达标仍然存在一定的技术瓶颈。上个世纪50到80年代，处理高盐废水主要以多级闪蒸和低温多效蒸发等蒸馏法为主，不断开展电渗析、冷冻等技术进行产业化应用；到上个世纪末，高盐废水处理技术以蒸馏法和反渗透法为主，蒸馏法的应用范围大于反渗透技术，但随着高盐废水处理技术的快速发展，反渗透技术应用领域超过了蒸馏法技术。目前，膜法和蒸馏法成为高盐废水处理的主要技术。

关键词：高盐废水；处理工艺；研究进展

引言

着水处理技术的发展及国家政策对于大部分工业水利用率的要求提高，多数企业为满足生产需要，降低用水成本，采取了许多节水措施，提高重复利用率，使外排水的盐度及其他有机污染物浓度提高。同时近几年，我国环保要求逐渐提高，对外排水的含盐量提出要求，各地方相关政策也已出台，使高盐废水零排放的需求逐渐加强。

1不同行业高盐废水特点分析

1.1煤化工高盐废水

煤化工高含盐废水水质具有以下特点：①盐分高且成分复杂，杂质离子组分较多；②COD含量比较高；③含有一些容易结垢的离子，比如硬度及可溶性硅；④不同项目采用不同的主工艺，废水组分多变，水质不确定性比较大。

1.2电厂脱硫废水

火电厂脱硫废水主要来源于湿法脱硫(FGD)工艺产生的废水，主要特点是高悬浮物，高盐度(高氯根、高硫酸根)高腐蚀性、高硬度、及含有部分重金属，且水质波动大。

1.3炼油及石化行业废水

炼油及石化行业废水属于难处理废水，其水质特点是高COD、高氨氮，高无机盐，部分油脂、酚类、硫化物及部分含汞废水。

1.4制药行业废水

废水特点：成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，难处理。

2高盐废水处理工艺

2.1物理法

物理法处理高盐废水主要有自然蒸发、机械压缩蒸发、多效蒸发等几种方法和技术[6-7]。自然蒸发是通过阳光暴晒的低成本技术蒸发水分，浓缩废水中盐分及其他有害物质，进而减少废水排放规模，具有耗能低、工艺简单等特点。机械压缩蒸发主要靠机械作功把热量从低温热源送到高温热源中，从而实现潜热持续循环使用的节能技术，实际上是热泵蒸发的一种形式。机械压缩蒸发处理工艺主要包括蒸发器、蒸汽压缩机、换热器、循环泵和汽水分离器等环节。与多效蒸发相比，机械压缩蒸发具有节能降成本等优势，还体现了自动化程度高、公用工程配套少、降低冷凝水用量、运行稳定、蒸发温度低等优点。多效蒸发主要利用蒸汽加热，蒸发高盐废水中的水分，达到浓缩盐分及其他物质的目的。多效蒸发一般分为1～5效蒸发，串联一起，首个蒸发器利用蒸汽直接加热，后面的多个蒸发器依次利用紧前蒸发器多余的蒸汽作为紧后蒸发器的热源，依次类推，即为多效蒸发。多效蒸发系统运行过程中体现的优点为预处理简单、操作空间大、动力消耗低、热效率高，可以利用低品位热能和废热；缺点为加热蒸汽和蒸汽冷凝水成本较高、结垢较严重。多效蒸发系统的优劣主要体现在蒸发器的设计、蒸汽冷凝模式（膜状冷凝、滴状冷凝）、沸点升高对有效传热温差的影响等多个方面。目前，多效蒸发关键工艺及核心技术主要表现为多效蒸发器传热表面防腐研究，多效蒸发器换热材料与结构优化研究，低温多效蒸发技术工艺优化及其影响因素研究，低温多效蒸发真空维护技术研究等多个方面。多级闪蒸技术研究始于20世纪70年代，多级闪蒸将高盐废水加热到一定温度后引入闪蒸室成为过热水而迅速地部分汽化，从而降低热盐水自身的温度，使热盐水依次流经多个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时废水含量逐渐增加，冷凝后的蒸汽为淡化水，该方法适合于大型和超大型海水淡化系统。我国的多级闪蒸工艺具有设备简单、安全性高、防垢性能好等优势。单纯的膜分离技术也是一种物理处理方法，是利用膜对高盐废水中混合物组分透过性能的差异进行分离、提纯和浓缩目标物的一种技术。膜分离技术根据滤膜孔径的大小可依次分为微滤（MF）膜、超滤（UF）膜、纳滤（NF）膜和反渗透（RO）膜等。微滤和超滤因孔径较大，可有效拦截悬浮物及较大胶体颗粒，不会有效去除盐分；反渗透技术脱盐效果较好，甚至能够去除某些溶解性有机物，但需压力高、耗能大。膜分离技术具有适应性强、选择性好等优势，但膜容易发生堵塞和腐蚀，需经常更换，成本高。正渗透膜和反渗透膜技术可根据是否增加外部压力来区别，水中离子的渗透压是正渗透的驱动力，导致低浓水向高浓方向运移，反渗透是通过外部压力，使得高浓水体向低浓方向运移。

2.2生物处理法

生物处理法一般包括传统活性污泥法、厌氧处理法、序批式反应系统、好氧颗粒污泥和从盐湖沼中汲取菌种，然后培养驯化耐盐菌和嗜盐菌。活性污泥法是以活性污泥内的微生物为处理主体的技术，微生物经过活性污泥的驯化后具有降解和耐盐的特性。使用曝气的手段使得活性污泥与废水充分接触，进而对废水中的有机物进行微生物的合成、分解。由于盐度对微生物活性影响较大，因此，驯化培养耐盐微生物是处理高盐废水的重要前提。厌氧处理法采用的工艺主要包括厌氧滤池、上流式厌氧污泥床（UASB）和厌氧接触等。为了提高处理效果，往往先对厌氧微生物进行驯化，以提高对氯离子的承受程度。序批式反应系统，简称SBR，是一种按间歇曝气方式来运行的污水处理技术。该工艺建设运行费较低、结构简单、抗冲击负荷能力强[25]。好氧颗粒污泥工艺是好氧絮状污泥在一定条件下实现好氧颗粒化，好氧颗粒活性污泥培养条件苛刻、运行复杂、成本很高。因此，可将好氧、厌氧和兼氧微生物进行组合交替进行污水处理。生物技术是应用最广泛的技术，普通微生物一般适宜盐的质量分数低于1.5%的环境，高盐废水盐盐的质量分数通常在5%以上，甚至超过20%，普通微生物难以适应此环境，在一定程度上限制了传统生物法在高盐废水中的应用。因此，需要探究新型生物技术在高盐废水处理中的应用。目前，最有探索前景的高盐废水生物处理技术是主要从自然界高盐环境中分离出耐盐菌和嗜盐菌，或从实验室培养驯化耐盐菌和嗜盐菌应用于实际处理系统，例如脱氮硫杆菌、硝化球菌、生枝动胶菌和鳗孤菌等。有时为了提高在高盐条件下的处理效果，将不同菌种进行混合进行生物强化，以此达到增强处理效果的目的。

结语

高盐废水处理是现阶段工业发展面临的重大环保问题。综合利用是解决高盐废水瓶颈的重要路径。高盐废水回用技术的应用是取得显著经济效益、环境效益和社会效益的重要保障。

参考文献

[1]毛彦霞．机械蒸汽再压缩技术处理含盐废水试验研究[D]．重庆：重庆交通大学，2014．

[2]王丹，蒋道利．蒸发结晶技术在高含盐废水零排放领域的应用[J]．中国盐业，2015，9：38-41．