高鹽(yan)廢水(shui)處理(li)與研(yan)究進展

近幾(ji)年(nian)隨(sui)著我國(guo)經濟(ji)的高(gao)速(su)發(fa)展(zhan)，化工行(xing)業的發(fa)展(zhan)同(tong)樣(yang)十分(fen)迅(xun)速，化工行(xing)業的出(chu)現，讓(rang)我國(guo)汙水(shui)處理(li)廠出(chu)現了大(da)量(liang)的高(gao)鹽(yan)有機廢水(shui)，高鹽(yan)有機廢水(shui)的排(pai)放量(liang)每年(nian)增加(jia)。分析(xi)了當(dang)前(qian)的科(ke)技發(fa)展(zhan)中，高(gao)鹽(yan)有機廢水(shui)的處(chu)理(li)方式(shi)及研(yan)究進度，並(bing)且(qie)選(xuan)取了不(bu)同(tong)的處(chu)理(li)方式(shi)。

現階(jie)段，規(gui)模(mo)化處理(li)高鹽(yan)廢水(shui)仍(reng)然存(cun)在(zai)處(chu)理(li)效(xiao)率低(di)、運(yun)行(xing)成(cheng)本高的特(te)點(dian)，還存(cun)在(zai)很(hen)多需(xu)要突破和解(jie)決的關(guan)鍵(jian)技術(shu)問題(ti)。例(li)如(ru)，采(cai)用反(fan)滲(shen)透法處(chu)理(li)高鹽(yan)廢水(shui)時，反滲(shen)透膜(mo)和汲(ji)取(qu)液(ye)等(deng)核(he)心(xin)問(wen)題(ti)仍(reng)未很(hen)好解(jie)決；如(ru)何提高(gao)反滲(shen)透處(chu)理(li)的水(shui)量，如(ru)何延長膜(mo)件(jian)的使(shi)用(yong)壽命(ming)，如(ru)何有效(xiao)防止(zhi)膜(mo)汙(wu)染(ran)等問(wen)題(ti)仍(reng)需(xu)函(han)待(dai)解(jie)決。

壹(yi)、高(gao)鹽(yan)廢水(shui)簡介

高鹽(yan)廢水(shui)是(shi)指總(zong)含(han)鹽(yan)質(zhi)量(liang)分數至(zhi)少1%的廢(fei)水(shui)。其主要來自(zi)化工廠及(ji)石油和天然氣(qi)的采(cai)集加(jia)工等(deng)。這(zhe)種廢水(shui)含(han)有多種物質(zhi)(包括鹽(yan)、油、有機重金屬和放射性物質(zhi))。

高(gao)含(han)鹽(yan)量有機廢水(shui)的有機物根(gen)據生產(chan)過程(cheng)不(bu)同(tong)，所(suo)含(han)有機物的種類及化學(xue)性質(zhi)差(cha)異較(jiao)大(da)，但(dan)所含(han)鹽(yan)類物質(zhi)多(duo)為(wei)Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、Ca²⁺等(deng)鹽(yan)類物質(zhi)。由(you)於(yu)其成(cheng)分(fen)復(fu)雜多(duo)樣(yang)，鹽(yan)分高，對微生(sheng)物生長具(ju)有較(jiao)強的抑制(zhi)和毒害(hai)作(zuo)用(yong)，因此(ci)該廢(fei)水(shui)處理(li)技術(shu)難度遠(yuan)比(bi)普(pu)通汙水(shui)處理(li)要大(da)得(de)多(duo)。含(han)鹽(yan)廢水(shui)的產(chan)生(sheng)途徑(jing)廣泛(fan)，水(shui)量也(ye)逐(zhu)年(nian)增加(jia)。因此(ci)，高(gao)鹽(yan)廢水(shui)處理(li)在(zai)汙(wu)水(shui)處理(li)中有重要地位(wei)，是(shi)廢水(shui)處理(li)研究(jiu)的重(zhong)點(dian)，也(ye)是(shi)難點(dian)。目(mu)前(qian)研(yan)究(jiu)和常用的高(gao)鹽(yan)廢水(shui)方法有蒸(zheng)發(fa)法、電(dian)解(jie)法、膜(mo)分(fen)離法、焚(fen)燒(shao)法和生物法等(deng)。高(gao)鹽(yan)廢水(shui)是(shi)指以(yi)NaCl含(han)量(liang)計(ji)算(suan)的總(zong)鹽(yan)的質(zhi)量(liang)分數大(da)於(yu)等(deng)於(yu)1%的廢(fei)水(shui)。這類廢水(shui)除了含(han)有有機汙染(ran)物外，還含(han)有鈣、鎂(mei)、鈉、氯(lv)和硫(liu)酸根(gen)等大(da)量(liang)可溶(rong)性無(wu)機鹽(yan)離子，甚至(zhi)含(han)有放射性物質(zhi)。

高鹽(yan)廢水(shui)主要來源以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)途(tu)徑：a、海水(shui)：通常來源於沿海城(cheng)市(shi)工業(ye)用(yong)水(shui)過程(cheng)中的排(pai)水(shui)或冷卻循環水(shui)。b、工業生產(chan)：高鹽(yan)廢水(shui)主要來源印(yin)染(ran)、煉化、采(cai)油、制(zhi)藥和制(zhi)鹽(yan)等企業生產(chan)過程(cheng)中產(chan)生(sheng)的排(pai)水(shui)。c、含(han)鹽(yan)生活汙水(shui)：主要來源於海水(shui)利(li)用(yong)，將海水(shui)用於城(cheng)市(shi)生活(huo)中的消(xiao)防(fang)、沖(chong)灑(sa)道(dao)路(lu)、沖(chong)廁等不(bu)與人(ren)體直接(jie)接觸(chu)的生(sheng)活(huo)雜用(yong)水(shui)。d、含(han)鹽(yan)量高的地(di)下(xia)水(shui)：有些地(di)區(qu)的地(di)下(xia)水(shui)中含(han)鹽(yan)量較(jiao)高，總(zong)溶(rong)解(jie)性固體含(han)量(liang)大(da)，例(li)如(ru)內(nei)蒙(meng)古河(he)套(tao)部(bu)分(fen)地(di)區(qu)、河(he)北平(ping)原(yuan)部(bu)分(fen)淺(qian)層(ceng)地下(xia)水(shui)出現微(wei)鹹(xian)水(shui)和鹹(xian)水(shui)。

二、高(gao)鹽(yan)廢水(shui)處理(li)技術(shu)應用現狀(zhuang)及優(you)缺點(dian)分(fen)析(xi)

1、高效(xiao)蒸(zheng)發(fa)技術(shu)

高鹽(yan)水(shui)的高(gao)效(xiao)蒸(zheng)發(fa)技術(shu)壹般是(shi)針對鹽(yan)分含(han)量(liang)在(zai)40000mg/L以(yi)上(shang)的高(gao)鹽(yan)廢水(shui)，對於鹽(yan)含(han)量(liang)在(zai)1%～4%的低(di)濃度高(gao)鹽(yan)水(shui)來說，高效(xiao)蒸(zheng)發(fa)技術(shu)具(ju)體(ti)來說主要有：多效(xiao)蒸(zheng)發(fa)技術(shu)、機械式(shi)蒸(zheng)汽(qi)再壓(ya)縮技術(shu)。多效(xiao)蒸(zheng)發(fa)技術(shu)指的是(shi)同(tong)時(shi)使用(yong)多(duo)個(ge)串聯(lian)的蒸(zheng)發(fa)，熱(re)的蒸(zheng)汽(qi)依次通過(guo)幾(ji)個(ge)蒸(zheng)發(fa)，前(qian)壹(yi)個(ge)蒸(zheng)發(fa)的熱(re)蒸(zheng)汽(qi)再進入後壹個(ge)蒸(zheng)發(fa)，逐(zhu)級(ji)蒸(zheng)發(fa)，有效(xiao)利(li)用(yong)熱源，達(da)到高(gao)鹽(yan)廢水(shui)除鹽(yan)的目(mu)的。機械式(shi)蒸(zheng)汽(qi)再壓(ya)縮技術(shu)簡稱MVR技術(shu)，是(shi)壹種借助(zhu)蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)縮機進行(xing)熱源有效(xiao)利(li)用(yong)的工(gong)藝(yi)，通(tong)過蒸(zheng)汽(qi)的再(zai)次壓(ya)縮獲得動力，並(bing)不(bu)斷往(wang)復(fu)，以(yi)提高(gao)蒸(zheng)汽(qi)的熱(re)利(li)用(yong)效(xiao)率。高(gao)效(xiao)蒸(zheng)發(fa)的技術(shu)可以(yi)成(cheng)功(gong)分(fen)離廢(fei)水(shui)中的鹽(yan)分和水(shui)分，然後(hou)再分(fen)別(bie)進行(xing)處理(li)，是(shi)比(bi)較(jiao)高效(xiao)優(you)質(zhi)的處(chu)理(li)高鹽(yan)廢水(shui)的方(fang)法，所(suo)以(yi)，目(mu)前(qian)這(zhe)種技術(shu)在(zai)煤(mei)化工和醫藥、農藥行(xing)業都有比(bi)較(jiao)廣泛(fan)的應用。但(dan)是(shi)對於鹽(yan)水(shui)中的有機汙染(ran)物含(han)量(liang)過(guo)高(gao)的鹽(yan)水(shui)，蒸(zheng)發(fa)過(guo)程(cheng)中非(fei)常(chang)容易(yi)產生泡沫造(zao)成(cheng)沖(chong)料(liao)，同(tong)時(shi)還可能影(ying)響鹽(yan)的品(pin)質(zhi)，導(dao)致出(chu)鹽(yan)夾(jia)帶過多(duo)有機物，還需(xu)要繼續(xu)處理(li)。

2、生物法脫(tuo)鹽(yan)

此(ci)工(gong)藝(yi)主要利(li)用(yong)的微(wei)生(sheng)物氧化分解(jie)有機物。微生(sheng)物能處(chu)理(li)吸附有害(hai)的有機汙染(ran)物，高鹽(yan)廢水(shui)通過它的降(jiang)解(jie)後能夠(gou)轉(zhuan)化大(da)量(liang)的有機物為(wei)無機物，廢水(shui)通過凈化而再(zai)次應用於(yu)工(gong)業領域，此(ci)工(gong)藝(yi)方(fang)法具(ju)有其他(ta)物理(li)化學(xue)處理(li)方法不(bu)同(tong)的優(you)勢(shi)，環(huan)保(bao)且安全性更(geng)強。微生物種類多種多樣(yang)、面對(dui)各種汙染(ran)廢水(shui)的環(huan)境能夠(gou)通過(guo)變異具(ju)有很強的適(shi)應性、且(qie)新陳代謝(xie)能力好，可以(yi)產(chan)生(sheng)專壹性的降(jiang)解(jie)酶(mei)處(chu)理(li)各類高鹽(yan)廢水(shui)，潛力較(jiao)大(da)。如(ru)生(sheng)物接觸(chu)氧(yang)化工藝(yi)有著抗(kang)毒、耐(nai)沖(chong)擊(ji)、微(wei)生(sheng)物較(jiao)為(wei)穩定(ding)、具(ju)有很強的容(rong)積(ji)負荷(he)性、能夠(gou)保(bao)持汙泥(ni)齡(ling)的優(you)勢(shi)，作(zuo)為(wei)生物脫鹽(yan)技術(shu)來說十分常(chang)用(yong)。比(bi)常(chang)規(gui)的活(huo)性汙(wu)泥處理(li)方法的水(shui)力停留時間(jian)更(geng)短(duan)。

例(li)：兩(liang)段式接(jie)觸氧(yang)化工藝(yi)可以(yi)把(ba)廢(fei)水(shui)的含(han)無(wu)機鹽(yan)濃度降(jiang)低(di)到2.5*104mg/L以(yi)下(xia)，能達(da)到95%的COD去(qu)除率。厭氧技術(shu)及其改良工藝(yi)利(li)用(yong)厭氧菌(jun)、硝化細菌(jun)、嗜鹽(yan)菌等微生物對高(gao)鹽(yan)廢水(shui)特殊的環(huan)境適(shi)應性達(da)到降(jiang)低(di)鹽(yan)分的作(zuo)用(yong)，他(ta)們(men)能在(zai)高(gao)鹽(yan)的水(shui)域環境中維(wei)持體內(nei)的低(di)水(shui)活度，從而(er)達(da)到降(jiang)低(di)高鹽(yan)廢水(shui)COD的目(mu)的。據資料(liao)了解(jie)，若泥齡(ling)為(wei)18日左(zuo)右，嗜鹽(yan)菌在(zai)SBR反(fan)應容器(qi)中能夠(gou)達(da)到95%的COD處(chu)理(li)率，高(gao)於(yu)61%的氨(an)氮(dan)處理(li)率。但(dan)目前(qian)我國(guo)對此(ci)方(fang)法的工(gong)藝(yi)技術(shu)還不(bu)完善(shan)，技術(shu)熟練度不(bu)高，但(dan)生物法脫(tuo)鹽(yan)的環(huan)保(bao)性，經(jing)濟(ji)性將(jiang)在(zai)未(wei)來高鹽(yan)廢水(shui)處理(li)中擁(yong)有很好的前(qian)景(jing)。

3、膜(mo)處(chu)理(li)技術(shu)

膜(mo)蒸(zheng)餾是(shi)壹種新型的水(shui)處理(li)技術(shu)，其特(te)點(dian)是(shi)無需(xu)加(jia)熱加(jia)壓(ya)，只需(xu)要在(zai)常(chang)溫(wen)常壓(ya)的條(tiao)件(jian)下(xia)進行(xing)處理(li)，其過(guo)濾(lv)材料(liao)是(shi)疏水(shui)微孔膜(mo)。采(cai)用膜(mo)蒸(zheng)餾技術(shu)進行(xing)水(shui)處理(li)時，利(li)用(yong)被處理(li)液體(ti)中所(suo)包含(han)的易(yi)揮(hui)發(fa)性物質(zhi)所(suo)揮(hui)發(fa)形(xing)成(cheng)的氣(qi)體(ti)，在(zai)處(chu)理(li)膜(mo)兩(liang)側(ce)形(xing)成(cheng)壓(ya)力差，並(bing)透過(guo)處(chu)理(li)膜(mo)，最(zui)終實(shi)現篩(shai)選(xuan)分離的壹(yi)種處理(li)技術(shu)。與傳(chuan)統(tong)回收(shou)方(fang)法相(xiang)比(bi)，該方(fang)法操(cao)作(zuo)簡單，壹(yi)次性投資(zi)少，回收(shou)濃水(shui)的效(xiao)率非(fei)常(chang)高(gao)。研究表明，膜(mo)蒸(zheng)餾技術(shu)處理(li)穩定(ding)，脫鹽(yan)率高(gao)達(da)99%。選擇(ze)中壓(ya)反滲(shen)透、高(gao)壓(ya)反滲(shen)透和超(chao)高(gao)壓(ya)反滲(shen)透作(zuo)為(wei)高濃鹽(yan)水(shui)處理(li)的核(he)心(xin)工(gong)藝(yi)，並(bing)經(jing)美(mei)國(guo)陶氏ROSA軟(ruan)件(jian)計(ji)算(suan)，確(que)定(ding)了中壓(ya)反滲(shen)透、高(gao)壓(ya)反滲(shen)透和超(chao)高(gao)壓(ya)反滲(shen)透單元(yuan)的結(jie)構(gou)和膜(mo)元(yuan)件(jian)類型。最終確定(ding)“調(tiao)節池(chi)+高(gao)效(xiao)沈澱(dian)池(chi)+汽(qi)水(shui)反沖(chong)濾(lv)池+超(chao)濾(lv)+高壓(ya)反滲(shen)透+DTRO+蒸(zheng)發(fa)結(jie)晶"的處(chu)理(li)工藝(yi)。采(cai)用此(ci)系(xi)統(tong)處(chu)理(li)後，最(zui)終可將(jiang)高濃鹽(yan)水(shui)轉(zhuan)化為(wei)回用(yong)水(shui)、汙泥和鹽(yan)泥，實(shi)現系(xi)統“零"排(pai)放，系(xi)統每噸(dun)水(shui)的處(chu)理(li)成(cheng)本為(wei)23.243元(yuan)。

美(mei)國(guo)哥倫比(bi)亞(ya)大(da)學(xue)研發(fa)利(li)用(yong)“反滲(shen)透+膜(mo)蒸(zheng)餾（MD）"技術(shu)對濃鹽(yan)水(shui)進行(xing)處理(li)用以(yi)鹽(yan)的回收(shou)利(li)用(yong)，該方(fang)案(an)現處(chu)於實(shi)驗(yan)研(yan)究階(jie)段，分別(bie)將(jiang)NaCl溶(rong)液、合(he)成(cheng)海水(shui)、高鹽(yan)水(shui)通過該工(gong)藝(yi)組(zu)合(he)，表現出(chu)很好的穩定(ding)性，相(xiang)對於傳(chuan)統(tong)技術(shu)而言(yan)，出鹽(yan)品質(zhi)很(hen)好，水(shui)的回收(shou)率可達(da)到90%以(yi)上(shang)。波(bo)蘭(lan)Marian Turek等(deng)人采(cai)用“電(dian)滲(shen)析(xi)（ED）+蒸(zheng)發(fa)結(jie)晶"技術(shu)，該組(zu)合(he)工藝(yi)相(xiang)對於單壹(yi)的蒸(zheng)發(fa)濃縮和結晶，結(jie)晶出(chu)壹噸鹽(yan)的電(dian)耗從970kW·h降(jiang)至(zhi)500kW·h，節能效(xiao)果明(ming)顯，該處(chu)理(li)系統(tong)在(zai)ED膜(mo)和蒸(zheng)發(fa)結(jie)晶之(zhi)前(qian)進行(xing)了預(yu)處理(li)，投加(jia)氫氧(yang)化鈣，去(qu)除部(bu)分(fen)硬(ying)度(du)和矽(gui)，以(yi)利(li)於(yu)ED膜(mo)更(geng)好的工(gong)作(zuo)。

三、高鹽(yan)有機廢水(shui)未來處理(li)技術(shu)展望

高鹽(yan)有機廢水(shui)處理(li)主要存(cun)在(zai)物理(li)化學(xue)法處(chu)理(li)成(cheng)本高，生物法占地面積(ji)大(da)等(deng)因素制(zhi)約，尤其是(shi)含(han)鹽(yan)量過高的高(gao)鹽(yan)廢水(shui)鹽(yan)度嚴重影響了生(sheng)物法在(zai)高(gao)鹽(yan)度廢水(shui)處理(li)中的應用。因此(ci)未(wei)來高鹽(yan)有機廢水(shui)處理(li)工藝(yi)研(yan)究，主要集中在(zai)高(gao)效(xiao)快捷(jie)的高(gao)鹽(yan)有機廢水(shui)處理(li)的生(sheng)物反應器(qi)及(ji)其多(duo)種方法的組(zu)合(he)工藝(yi)。機理(li)研究(jiu)主要集中在(zai)嗜(shi)鹽(yan)菌的降(jiang)鹽(yan)機理(li)和工藝(yi)條(tiao)件(jian)。

結(jie)束(shu)語

隨著人(ren)口(kou)的增長和社會經(jing)濟(ji)的發(fa)展(zhan)，水(shui)的需(xu)求(qiu)量(liang)呈(cheng)現急(ji)劇上(shang)升趨勢(shi)，然而(er)，日益(yi)嚴(yan)重的水(shui)體汙染(ran)，不(bu)斷惡(e)化的水(shui)質(zhi)，使(shi)可用(yong)的水(shui)資源日漸(jian)匱(kui)乏。國(guo)家(jia)實(shi)施(shi)了壹(yi)系(xi)列保(bao)護(hu)水(shui)資源的法律(lv)法規(gui)，嚴(yan)格控(kong)制(zhi)汙水(shui)的排(pai)放，因此(ci)，尋(xun)找(zhao)更(geng)為(wei)經濟(ji)有效(xiao)的汙(wu)水(shui)處理(li)技術(shu)成(cheng)為(wei)社會持續健(jian)康發(fa)展(zhan)的壹(yi)項亟(ji)待(dai)解(jie)決的問(wen)題(ti)。