摘要:随着工业化进程的进行和国民经济的发展,在化工､制药等工业生产过程中产生了大量的高盐废水,对环境和人体健康造成了严重的危害,其治理刻不容缓｡本文首先简要介绍了高盐废水的来源和特点,然后详细介绍了生物法､电化学法､萃取法､离子交换法､焚烧法､膜分离法､蒸发法和高级氧化法等高盐废水处理技术的研究进展,并对其优缺点和发展趋势进行了总结｡ 关键词:高盐废水;蒸发法;膜分离法保温碗
随着国家对水环境管理与保护的不断加强,对工业高盐废水的处理往往要求达到“零排放”｡目前,工业高盐废水“零排放”处理工艺的基本思路是使盐和水分离,得到回用水和结晶盐,但分离出的结晶盐是含有多种无机盐的杂盐,属于危险废弃物的范畴,其处理成本较高,且处置不当会造成环境的污染｡因此,如何将高盐废水中的盐以单质盐的形式回收并进行资源化利用,成为工业高盐废水处理研究中的重点与难点｡手写触摸屏
1高盐废水的来源及特点
目前,关于高盐废水的定义尚无统一标准,部分学者认为“以氯化钠含量计总含盐量不低于1%的
废水”为高盐废水;也有部分研究人员认为“有机物和总溶解性固体物质量分数不小于3.5%的废水”为高盐废水｡高盐废水来源广泛,一是在化工､制药等多种工业生产中,会排放大量含有高浓度有机污染物和Ca2+､Na+､Cl-､SO2-4等离子的废水;二是为节约水资源,很多沿海城市直接利用海水作为工业生产用水,甚至用于消防及冲洗厕所和道路,所产生废水不仅水量大,而且含盐量高,比较难处理;三是某些特殊地区地下水异常,如华北平原､内蒙古等地,出现浅层地下水为苦咸水､咸水或微咸水的现象,另有海水渗透进入污水管道所产生的高盐废水,如天津等沿海地区｡根据定义,高盐废水中都含有高浓度有机污染物和溶解性盐类物质,但由于生产工艺的不同,有机污染物的种类及理化性质也有较大差异,而盐类物质则基本相同,多为Na+､Cl-､Ca2+､SO2-4等物质｡这些离子盐分为微生物生长所必需的物质,不仅促进微生物生长,还可以调节细胞渗透压和维持膜平衡,但若浓度过高,则会对微生物产生毒害和胁迫作用｡高盐废水的高盐浓度和高渗透压,会引起微生物细胞脱水,降低细胞活性｡另外高浓度氯离子对细菌具有一定的毒害作用,不利于微生物生长,会导致生物系统的处理效果不佳｡当高盐废水未经处理进入地下水体后,会导致地下水的硬度增加,并且长期饮用高盐度的水,会损坏牙齿,甚至会导致肾结石等疾病｡因此,随着环保法规的日趋严格,高盐废水的处理愈加迫在眉睫｡
2高盐废水处理方法
2.1膜蒸馏法
采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程,当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时,由于膜的疏水性,两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一侧,但由于暖侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧,水蒸汽就会透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝｡优点:①设备简单､操作方便;②蒸馏出来的液体十分干净,很少有其他杂质;③无需将溶液加热至沸点,节约能源｡ 2.2自然蒸发法
通过阳光暴晒蒸发水分,浓缩水中盐分及其他有害物质,进而减少废水排放规模｡缺点:①只适合在阳光充足,气候干燥降雨量较少的地区｡②需要较大的占地面积｡③处理周期较长｡优点:减少设备投资,节约资源的使用,降低企业处理成本｡
2.3机械蒸汽再压缩蒸发法
机械压缩机将蒸发器产生的二次蒸气强制压缩,提高二次蒸汽的压力和温度,增加二次蒸汽的热焓,然后全部回送到蒸发器的加热室作为加热料液的热源,使料液始终维持在一个高温状态,并不断蒸发浓缩｡加热蒸汽本身经换热后冷凝成水排出｡料液蒸发的蒸汽再次作为二次蒸汽进入机械压缩机,提高热焓品质,再次作为蒸发器的热源,如此循环往复,周而复始。缺点:①对设备材质要求较高;②运行过程中会消耗大量的热量;③运行费用较高,增加企业运行成本｡此法很好的利用了自身产生的二次蒸汽能量,能源利用率几乎接近100%,大幅度地降低了新蒸汽的消耗｡据研究,能耗仅为单效蒸发能耗的23.8%｡
2.4多效蒸发法
让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发,由前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源,并冷凝成为淡水｡优点:①对材料要求不高,节约成本;②节能,耗能低;③传热效率高｡缺点:①体积大;②设备投入高;③易结垢和腐蚀｡
2.5多级闪蒸法
将高盐废水加热到一定温度后引入闪蒸室,由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所
自制室内单杠
对应的饱和蒸汽压的条件下,热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室,进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化,逐级蒸发降温,同时盐水浓度也逐级增加,所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水｡优点:①设备简单可靠;②运行安全性高;③防垢性能好;④对产生的热能和废热可二次利用,节约资源｡缺点:①适合于大型和超大型淡化装置;②主要在海湾国家使用,内陆地区不方便｡
2.6适盐生物法
利用耐盐微生物对高盐废水进行生物处理｡优点:①运行成本低;②处理效果好;③无二次污染｡缺点:要培养多种微生物筛选出耐高盐微生物｡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[19]｡从太平洋深海水中分离出来的新型耐盐细菌,非素细菌(KMM1406)具有好氧､革兰氏阴性､非发酵性和棒状等生态特征｡
2.7膜分离技术
石材磨光机
膜分离技术是在某种推动力的作用下,通过溶质､溶剂和膜之间的尺寸排阻､电荷排斥和物理
化学作用实现的分离技术｡废水处理中所用的膜根据孔径大小可分为微滤(MF)膜､超滤(UF)膜､纳滤(NF)膜､反渗透(RO)膜等｡目前,高盐废水处理中常用的是纳滤膜和反渗透膜｡李琨等[11]运用以纳滤与蒸发结晶为核心的TMC热耦合工业盐分离技术对煤化工浓盐水做中试处理｡结果表明,该工艺能够有效截留水中的SO42-,其截留率为92%~94%,不仅实现了浓盐水脱盐,同时实现了氯盐与硫酸盐的有效分离｡
膜分离技术能耗低､选择性强､操作简单､效率高,但过滤膜易被废水中的物质堵塞,需要经常清洗或更换｡膜分离技术处理高盐废水过程中,在产生回用水的同时还会产生大量浓水｡浓水中含有大量无机盐,也可能含有有机污染物,需进一步处理｡目前,中国的膜分离技术产生的浓水的处理方式主要有回流法､回用作生产用水､资源化利用､蒸馏浓缩,但缺少高效经济的处理工艺来同时解决浓水高盐度和高COD这2个问题｡
2.8焚烧法
焚烧法是指将高盐废水呈雾状喷入800~1000℃的高温焚烧炉中,利用高温对废水中的污染物排放进行氧化,将其彻底分解为水､气体和无机盐灰分｡欧美等国的一些学者认为,对于热值>4.1868×2.5MJ/kg､COD>10万mg/L或有机物质量分数高于10%的高盐有机废水,采用焚烧
法处理比其他方法更合理更经济,也被认为是最佳处理方法｡焚烧法处理高盐废水的优点是工艺流程简单､占地面积小､处理彻底､可进行余热再利用等｡当然,采用焚烧法处理高盐废水也存在一些不足,一是设备材质要求更高,不仅需要耐高温,而且需要防止雾化喷嘴堵塞和设备腐蚀或结垢,二是需要对焚烧过程中产生的气态污染物进行净化处理,增加投资费用｡
3结语
综上所述,由于生产工艺的不同,高盐废水种类多样,在实际应用中应从高盐废水的进出水水质指标､工艺流程长短､占地面积大小､有无二次污染､投资运行成本高低､操作难易程度､资源化可行性等多角度多维度多方面综合考虑选取合适的工艺方案,实现高盐废水的最优最佳处理｡
参考文献
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miad530[2]李凤娟,徐菲,李小龙,等.高盐度废水处理技术研究进展[J].环境科学与管理,2014,39(2):4.
[3]陈浩,张枫,王中正,等.高盐废水处理技术研究进展[J].广州化工,2017,45(22):3.
