東道爾水處理:高鹽廢水的處理方法及工藝!

高鹽廢水處理是現階段工業發展面臨的重大環保問題。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重要路徑。高鹽廢水回用技術的應用是取得顯著經濟效益、環境效益和社會效益的重要保障。本文基於高鹽廢水處理現狀及研究進展展開論述。

現階段，規模化處理高鹽廢水仍然存在處理效率低、運行成本高的特點，還存在很多需要突破和解決的關鍵技術問題。例如，採用正滲透法處理高鹽廢水時，正滲透膜和汲取液等核心問題仍未很好解決；如何提高反滲透處理的水量，如何延長膜件的使用壽命，如何有效防止膜汙染等問題仍需函待解決。

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高鹽廢水簡介

高鹽廢水指來源於生活汙水和工業廢水的總含鹽量大於1%的排放廢水，含有較高的如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等無機離子，也含有如甘油、中低碳鏈的有機物。由於其成分複雜多樣，鹽分高，對微生物生長具有較強的抑制作用，因此該廢水處理技術難度遠比普通汙水處理要大得多。我國高鹽廢水產生數量在總廢水中達5%，每年仍以2％的速率增長。因此，高鹽廢水處理在汙水處理中有重要地位，是廢水處理研究的重點，也是難點。

目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發法、電解法、膜分離法、焚燒法和生物法等。高鹽廢水是指以NaCl含量計算的總鹽的質量分數大於等於1%的廢水。這類廢水除了含有有機汙染物外，還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性無機鹽離子，甚至含有放射性物質。

高鹽廢水主要來源以下幾個途徑：

1、海水：通常來源於沿海城市工業用水過程中的排水或冷卻循環水。

2、工業生產：高鹽廢水主要來源印染、煉化、採油、製藥和製鹽等企業生產過程中產生的排水。

3、含鹽生活汙水：主要來源於海水利用，將海水用於城市生活中的消防、衝灑道路、衝廁等不與人體直接接觸的生活雜用水。

4、含鹽量高的地下水：有些地區的地下水中含鹽量較高，總溶解性固體含量大，例如內蒙古河套部分地區、河北平原部分淺層地下水出現微鹹水和鹹水。

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高鹽廢水處理技術應用現狀及優缺點分析

一、高效蒸發技術

高鹽水的高效蒸發技術一般是針對鹽分含量在4萬mg/L以上的高鹽廢水，對於鹽含量在1%～4%的低濃度高鹽水來說，高效蒸發技術具體來說主要有：多效蒸發技術、機械式蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個串聯的蒸發，熱的蒸汽依次通過幾個蒸發，前一個蒸發的熱蒸汽再進入後一個蒸發，逐級蒸發，有效利用熱源，達到高鹽廢水除鹽的目的。

機械式蒸汽再壓縮技術簡稱MVR技術，是一種藉助蒸汽壓縮機進行熱源有效利用的工藝，通過蒸汽的再次壓縮獲得動力，並不斷往復，以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發的技術可以成功分離廢水中的鹽分和水分，然後再分別進行處理，是比較徹底的處理高鹽廢水的方法，所以，目前這種技術在煤化工和醫藥、農藥行業都有比較廣泛的應用。但是對於鹽水中的有機汙染物含量過高的鹽水，蒸發過程中非常容易產生泡沫造成衝料，同時還可能影響鹽的品質，導致出鹽夾帶過多有機物，還需要繼續處理。

二、生物法脫鹽

此工藝主要利用的微生物氧化分解有機物。微生物能處理吸附有害的有機汙染物，高鹽廢水通過它的降解後能夠轉化大量的有機物為無機物，廢水通過淨化而再次應用於工業領域，此工藝方法具有其他物理化學處理方法不同的優勢，環保且安全性更強。

微生物種類多種多樣、面對各種汙染廢水的環境能夠通過變異具有很強的適應性、且新陳代謝能力好，可以產生專一性的降解酶處理各類高鹽廢水，潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著抗毒、耐衝擊、微生物較為穩定、具有很強的容積負荷性、能夠保持汙泥齡的優勢，作為生物脫鹽技術來說十分常用。比常規的活性汙泥處理方法的水力停留時間更短。

例：兩段式接觸氧化工藝可以把廢水的含無機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下，能達到95%的COD去除率。厭氧技術及其改良工藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特殊的環境適應性達到降低鹽分的作用，他們能在高鹽的水域環境中維持體內的低水活度，從而達到降低高鹽廢水COD的目的。

據資料了解，若泥齡為18日左右，嗜鹽菌在SBR反應容器中能夠達到95%的COD處理率，高於61%的氨氮處理率。但目前我國對此方法的工藝技術還不完善，技術熟練度不高，但生物法脫鹽的環保性，經濟性將在未來高鹽廢水處理中擁有很好的前景。

三、膜處理技術

膜蒸餾是一種新型的水處理技術，其特點是無需加熱加壓，只需要在常溫常壓的條件下進行處理，其過濾材料是疏水微孔膜。採用膜蒸餾技術進行水處理時，利用被處理液體中所包含的易揮發性物質所揮發形成的氣體，在處理膜兩側形成壓力差，並透過處理膜，最終實現篩選分離的一種處理技術。與傳統回收方法相比，該方法操作簡單，一次性投資少，回收濃水的效率非常高。

孫項城研究表明，膜蒸餾技術處理穩定，脫鹽率高達99%。聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透作為高濃鹽水處理的核心工藝，並經美國陶氏ROSA軟體計算，確定了中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透單元的結構和膜元件類型。最終確定「調節池+高效沉澱池+汽水反衝濾池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸髮結晶」的處理工藝。採用此系統處理後，最終可將高濃鹽水轉化為回用水、汙泥和鹽泥，實現系統零排放，系統每噸水的處理成本為23.243元。

美國哥倫比亞大學研發利用「反滲透+膜蒸餾（MD）」技術對濃鹽水進行處理用以鹽的回收利用，該方案現處於實驗研究階段，分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該工藝組合，表現出很好的穩定性，相對於傳統技術而言，出鹽品質很好，水的回收率可達到90%以上。

波蘭Marian Turek等人採用「電滲析（ED）+蒸髮結晶」技術，該組合工藝相對於單一的蒸發濃縮和結晶，結晶出一噸鹽的電耗從970kW·h降至500kW·h，節能效果明顯，該處理系統在ED膜和蒸髮結晶之前進行了預處理，投加氫氧化鈣，去除部分硬度和矽，以利於ED膜更好的工作。

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高鹽有機廢水未來處理技術展望

高鹽有機廢水處理主要存在物理化學法處理成本高，生物法佔地面積大等因素制約，尤其是含鹽量過高的高鹽廢水鹽度嚴重影響了生物法在高鹽度廢水處理中的應用。因此未來高鹽有機廢水處理工藝研究，主要集中在高效快捷的高鹽有機廢水處理的生物反應器及其多種方法的組合工藝。機理研究主要集中在嗜鹽菌的降鹽機理和工藝條件。

高鹽廢水處理工藝對比：

目前，處理高鹽廢水的工藝有多效蒸發技術、生物法、SBR工藝、MBR工藝等。

多效蒸髮結晶技術

在工業含鹽廢水的處理過程中，工業含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置，經過5-8效蒸發冷凝的濃縮結晶過程，分離為淡化水（淡化水可能含有微量低沸點有機物）和濃縮晶漿廢液；無機鹽和部分有機物可結晶分離出來，焚燒處理為無機鹽廢渣；不能結晶的有機物濃縮廢液可採用滾筒蒸發器，形成固態廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產系統替代軟化水加以利用。

低溫多效蒸發濃縮結晶系統不僅可以應用於化工生產的濃縮過程和結晶過程，還可以應用於工業含鹽廢水的蒸發濃縮結晶處理過程中。

多效蒸發流程只在第一效使用了蒸汽，故節約了蒸汽的需要量，有效地利用了二次蒸汽中的熱量，降低了生產成本，提高了經濟效益。

生物法

生物處理是目前廢水處理常用的方法之一，它具有應用範圍廣、適應性強、經濟高效無害等特點。

一般情況下，常用的生物法有傳統活性汙泥法和生物接觸氧化法兩種。

傳統活性汙泥法

活性汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法，目前是處理城市汙水廣泛使用的方法。它能從汙水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些物質，同時也能去除一部分磷素和氮素。

活性汙泥法去除率高，適用於處理水質要求高而水質比較穩定的廢水。但是 不善於適應水質的變化，供氧不能得到充分利用；空氣供應沿池水平均分布，造成前段氧量不足後段氧量過剩；曝氣結構龐大，佔地面積大。

生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是主要利用附著生長於某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機汙水處理的方法。

生物接觸氧化法是一種浸沒生物膜法，是生物濾池和曝氣池的綜合體，兼有活性汙泥法和生物膜法的特點，在水處理過程中有很好的效果。

生物接觸氧化法有較高的容積負荷，對衝擊負荷有較強的適應能力；汙泥生成量少，運行管理簡便，操作簡單，耗能低，經濟高效；具有活性汙泥法的優點，生物活性高，淨化效果好，處理效率高，處理時間短，出水水質好而穩定；能分解其它生物處理難分解的物質，具有脫氧除磷的作用，可作為三級處理技術。