高鹽廢水的處理技術(shù)進展
2018-02-09
我國的印染行業(yè)以及農(nóng)藥生產(chǎn)行業(yè),都會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水,工業(yè)廢水的排放,會對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}廢水進行有效處理,并且回收利用,從根本上幫助我國提高工業(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,隨著我國化工企業(yè)的發(fā)展,印染行業(yè)發(fā)展規(guī)模越來越大,染料的生產(chǎn)與使用越來越廣泛,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,我國的印染行業(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,一直是國家重視的問題。工廠在化工生產(chǎn)中,會產(chǎn)生大量的高鹽廢水。據(jù)調(diào)查,我國的農(nóng)藥生產(chǎn)形成的工業(yè)廢水,每年已達(dá)到47.6萬噸,全國的農(nóng)藥工廠超過1600家。
其過半的廠家主要生產(chǎn)有機磷農(nóng)藥,該種有機磷農(nóng)藥的工業(yè)廢水中,有機物含量高、毒性大、化學(xué)成分復(fù)雜、難降解、難處理。我國是工業(yè)發(fā)展大國,其他的工業(yè)生產(chǎn)中也會造成高鹽廢水?;ば袠I(yè)的生產(chǎn),都會形成成分不同的高鹽廢水,對于高鹽廢水的處理,要對照其含有的化學(xué)物質(zhì),進行對應(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)會利用反滲透技術(shù),回收淡水進行再次使用,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,都會造成濃鹽廢水的產(chǎn)生。
工業(yè)廢水中一般含有大量有機混合污染物,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)添加劑的加入會使鹽濃度增加,形成濃鹽廢水。我國的廢水處理一般采用生物法,其具有成本低的特點,采用物化-生化耦合工藝技術(shù)進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),這個系統(tǒng)是由多個蒸發(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,如此不斷在下一個蒸發(fā)器中重復(fù),直至在最后一個蒸發(fā)器產(chǎn)生最后一效的蒸汽。其技術(shù)原理如下:
①一個蒸發(fā)器的凝水返回?zé)嵩矗渌舭l(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,其中含有的所有無機鹽與少部分有機物可以結(jié)晶濃縮出來,無機鹽廢渣作菲少處理,有機物廢液雖然無法結(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氧化、分解以及吸附廢水中的有機物,是一種凈化工藝。經(jīng)過生物降解的高鹽廢水,其中大部分有機物可以被轉(zhuǎn)化為無機物,一些有毒有害的有機污染物被微生物吸附,經(jīng)過凈化的廢水可以再次進行工業(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,微生物本身個體較小、表面積大,具有較快的代謝速率,其種類繁多,對各類污染物具有專一性較強的降解酶,同時微生物變異性較強,可以適應(yīng)各種變化,對任何物質(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、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,與常規(guī)的活性污泥處理法相比,其水力停留時間更短。例如L.An以兩段式接觸氧化工藝來處理高鹽廢水,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)菌對高鹽環(huán)境的適應(yīng)性來發(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,我國對嗜鹽菌的利用尚處于試驗階段,技術(shù)尚未成熟,但是相信隨著該技術(shù)的不斷成熟,生物法將會憑借其成本低、無法二次污染的優(yōu)勢而在工業(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。
對于廢水排放量有較大變化和存在間歇排放特點的工廠,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)形式更加簡單、運行的方式更加靈活,即使沖擊負(fù)荷較大也能有效抵抗,是連續(xù)流系統(tǒng)所無法媲美的。
Class借助SBR反應(yīng)器來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)的高鹽廢水進行處理,原來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%。