摘要：由于高鹽廢水的特點(diǎn)，不能簡(jiǎn)單地進(jìn)行生化處理，物理化學(xué)處理過(guò)程復(fù)雜，處理成本高，這是廢水處理行業(yè)公認(rèn)的高難度。蒸發(fā)法是處理高鹽廢水的最傳統(tǒng)的方法，具有較高的運(yùn)行成本。一般采用多效蒸發(fā)器。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，淡水水質(zhì)良好。在此基礎(chǔ)上，對(duì)高鹽廢水進(jìn)行了總結(jié)，探討了高鹽廢水處理工藝及三效蒸發(fā)器在高鹽廢水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高含鹽廢水；處理技術(shù)；三效蒸發(fā)；應(yīng)用

引言

高鹽廢水的處理方法包括物理化學(xué)處理、生物處理和蒸汽處理。根據(jù)不同的廢水性質(zhì)和不同的用途和水質(zhì)要求，處理方法不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，高鹽廢水的處理是減少?gòu)U水中的COD和鹽含量，從而達(dá)到排放目標(biāo)。

一、高含鹽廢水概述

高鹽廢水是指含鹽量超過(guò)總含鹽量1%的含鹽廢水，包括高鹽生活廢水和高鹽工業(yè)廢水。其主要來(lái)源于直接利用海水的工業(yè)生產(chǎn)、生活污水和食品加工廠、制藥廠、化工廠等。這些廢水中除了含有有機(jī)污染物外，還含有大量的無(wú)機(jī)鹽，如Cl-、SO3 2-、SO4 2-等離子。這些高鹽、高有機(jī)物廢水，若未經(jīng)處理直接排放，勢(shì)必會(huì)對(duì)水體生物、生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大危害。

該類(lèi)濃廢水的共同特點(diǎn)是：不能簡(jiǎn)單地用生化處理，且物化處理過(guò)程較復(fù)雜，處理費(fèi)用較高，是污水處理行業(yè)公認(rèn)的高難度處理廢水。

二、高鹽有機(jī)廢水處理技術(shù)研究

1.馴化污泥處理高鹽有機(jī)廢水

世界上許多先進(jìn)的國(guó)家投入大量的資金去研究高含鹽有機(jī)廢水的生物處理方法，研究的重點(diǎn)主要放在了污泥的馴化方式與機(jī)制，同時(shí)取得了一定的進(jìn)展。在研究處理方法的過(guò)程中，他們以有機(jī)物去除率、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)容積負(fù)荷等一系列指標(biāo)為基準(zhǔn)，對(duì)馴化污泥處理技術(shù)和高鹽有機(jī)廢水生化處理工藝設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致的研究。

2.1 傳統(tǒng)活性污泥法

在許多處理方法中，有一種方法是培養(yǎng)出一種微生物去處理，這種微生物是經(jīng)過(guò)了活性污泥的馴化，具有良好的降解性與耐鹽性。培養(yǎng)這種微生物不僅是有效處理高鹽有機(jī)廢水的條件，而且這種方法是處理高鹽有機(jī)廢水最普及的一種，人們通常稱(chēng)這種方法為傳統(tǒng)活性污泥法。

2.2 SBR及其改良工藝

另一種處理方法以及它的改良工藝完全優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法，具有較強(qiáng)的靈活性與抗負(fù)荷能力，它的許多優(yōu)勢(shì)是許多方法不能夠相提并論的，這種方法通常稱(chēng)為序批式活性污泥法（SBR）。

張華與張學(xué)洪在研究高鹽度采油廢水處理工藝的調(diào)試與運(yùn)行時(shí)采用了先進(jìn)的ABR+SBR組合的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于出水的質(zhì)量比污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）要優(yōu)，它的工作原理是在污泥的培養(yǎng)馴化期間，有效控制水的比例（污水于清水）。隨著清水的減少，鹽度也會(huì)相應(yīng)地提高，最終其鹽度與污水相同。污泥中篩選出的耐鹽菌可以在污水中生存，生物處理系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。

2.3 生物膜法

還有一種較為節(jié)省時(shí)間的方法，這種方法的抗毒性與抗沖擊性較前兩種方法都有比較大的提高，它有利于對(duì)污泥齡的維持，同時(shí)對(duì)生物的穩(wěn)定也有積極作用，這種方法被稱(chēng)為生物膜法。

張明生與齊永紅在處理高含鹽度廢水時(shí)采用了生物接觸氧化法。它的目的是為了研究當(dāng)鹽濃度升高時(shí)，系統(tǒng)是否對(duì)COD去除率和抗沖擊力產(chǎn)生較大的影響。經(jīng)研究得知，當(dāng)進(jìn)水硫代硫酸鈉濃度、出水COD濃度、COD去除率分別保持在573”—”14812mg/L、500mg/L、91～95%時(shí)，抗沖擊能力以及恢復(fù)程度較好。

三、高鹽廢水處理技術(shù)分析

1、物理化學(xué)處理技術(shù)。主要有：

（1）電解法。高礦化度廢水由于其高礦化度而具有較高的電導(dǎo)率，使電化學(xué)降解高礦化度廢水成為可能。在電解過(guò)程中，有機(jī)物電解質(zhì)溶液可以發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)從而降低COD。這種方法處理與有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽的種類(lèi)也有關(guān)，Cl-存在時(shí)可在陽(yáng)極放電，生成ClO-降解COD，也有實(shí)驗(yàn)表明苯酚廢水通過(guò)電解法處理只改變了COD的存在形式并沒(méi)有減少TOC的存在總量。

（2）膜分離過(guò)程。目前較成熟的常用的膜分離工藝有微濾、超濾、納濾、反滲透四種，微濾和超濾所用膜的孔徑較大，對(duì)于COD和懸浮物的截留作用較好，但不能截留大部分溶解性物質(zhì)，納濾可以截留大部分二價(jià)離子，反滲透能夠截留一價(jià)離子，所以根據(jù)要求的不同可以選擇不同的膜分離工藝進(jìn)行處理，膜分離工藝處理效果好于一般工藝，成本較高，且膜污染問(wèn)題較突出，因此受到了一定限制。目前還有一些新型膜分離工藝，如膜蒸餾工藝和清華大學(xué)研制的“NANO”膜。膜蒸餾工藝?yán)檬杷さ氖杷允顾魵馔ㄟ^(guò)膜而隔離其他物質(zhì)，從而保證出水潔凈，膜蒸餾工藝同樣存在膜結(jié)垢問(wèn)題，且疏水膜的研制還不能滿(mǎn)足大規(guī)模應(yīng)用的要求。其結(jié)合反滲透和膜蒸餾的工藝特點(diǎn)，抗污染能力強(qiáng)，截留能力強(qiáng)，有良好的發(fā)展前景。

（3）吸附工藝?；钚蕴烤Ц窠Y(jié)構(gòu)獨(dú)特，表面有很多含氧官能團(tuán)，可吸附大量無(wú)機(jī)物和有機(jī)物在表面，同時(shí)一些有機(jī)物進(jìn)入活性炭?jī)?nèi)部微孔形成螯合物，從而凈化水質(zhì)。Fenton氧化工藝可產(chǎn)生強(qiáng)氧化自由基，自由基可使有機(jī)物裂解，從而提高生化活性或去除有機(jī)物?；钚蕴课?Fenton氧化工藝在Fenton試劑體系中引入了活性炭，由于活性炭的高效吸附作用，提高了氧化基附近的有機(jī)物濃度，從而提高氧化效率，并且可以避免二次污染。

2、生物處理技術(shù)。由于高鹽廢水的高鹽度抑制了微生物的代謝功能，高鹽廢水的生化處理效果不達(dá)標(biāo)，生物處理重點(diǎn)是利用嗜鹽菌提高高鹽廢水的生化處理效果。嗜鹽菌是一種在高鹽環(huán)境下生長(zhǎng)并生活在高鹽環(huán)境下的細(xì)菌。一般在含鹽度為2%-5%的水體環(huán)境下能夠良好生存的菌稱(chēng)為耐鹽菌，3%-15%鹽度環(huán)境下可生存的菌為中度嗜鹽菌，一般為真菌，15%-30%可生存者成為極端嗜鹽菌，一般為古細(xì)菌。它們可以在高鹽度條件下維持體內(nèi)的低水活度，保持酶活性，高含鹽廢水環(huán)境中成長(zhǎng)成為優(yōu)勢(shì)菌種后可廢水COD進(jìn)行降解，使排放水達(dá)標(biāo)。目前嗜鹽菌的研究還在試驗(yàn)中，由于生物法無(wú)二次污染，成本低廉的特點(diǎn)，這種技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐。生物法的目的是降解水體中的有機(jī)污染物，對(duì)于高含鹽廢水中的無(wú)機(jī)離子還需要與物化方法配合進(jìn)行深度處理。

四、三效蒸發(fā)器在高鹽廢水處理中的應(yīng)用分析

為了使高含鹽廢水達(dá)標(biāo)排放，可以通過(guò)合理應(yīng)用三效蒸發(fā)器達(dá)到目的，具體應(yīng)用表現(xiàn)為：

1、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器脫鹽法。蒸發(fā)是現(xiàn)代化工單元操作之一，即用加熱的方法使溶液中的部分溶劑汽化并去除，以提高溶液的濃度，或?yàn)槿苜|(zhì)析出創(chuàng)造條件。三效蒸發(fā)器脫鹽法是利用濃縮結(jié)晶系統(tǒng)將廢液中的無(wú)機(jī)鹽通過(guò)蒸發(fā)的方式加以去除的方法。三效蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的三個(gè)蒸發(fā)器組成，高溫（120℃左右）加熱蒸汽被引入第一效，加熱其中的廢液，產(chǎn)生的蒸氣被引入第二效作為加熱蒸氣，使第二效的廢液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)，這個(gè)過(guò)程一直重復(fù)到最后一效。第一效凝水返回?zé)嵩刺?，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出。同時(shí)，高含鹽廢水經(jīng)過(guò)由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達(dá)到過(guò)飽和而結(jié)晶析出，由此實(shí)現(xiàn)鹽分與廢水的固液分離。含鹽廢水進(jìn)入三效濃縮結(jié)晶裝置，經(jīng)過(guò)三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過(guò)程，分離為淡化水和濃縮晶漿廢液，無(wú)機(jī)鹽和部分有機(jī)物可結(jié)晶分離出來(lái)進(jìn)行焚燒處理，淡化水可返回生產(chǎn)系統(tǒng)替代軟化水加以利用。

2、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器應(yīng)用分析。

主要表現(xiàn)為：

（1）三效蒸發(fā)器組成。三效蒸發(fā)器主要由相互串聯(lián)的三組蒸發(fā)器、冷凝器、鹽分離器和輔助設(shè)備等組成。三組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運(yùn)行，組成三效蒸發(fā)器。

（2）三效蒸發(fā)器應(yīng)用范圍。三效蒸發(fā)器可應(yīng)用于處理化工生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)等企業(yè)在工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5 %～25 %（質(zhì)量百分比），COD濃度為2000 ppm～10000 ppm。

（3）三效蒸發(fā)器的應(yīng)用原理。三效蒸發(fā)器蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的生產(chǎn)方式。高含鹽廢水首先進(jìn)入一效強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶蒸發(fā)器，結(jié)晶蒸發(fā)器配有循環(huán)泵，將廢水打入蒸發(fā)換熱室，在蒸發(fā)換熱室內(nèi)，外接蒸氣液化產(chǎn)生汽化潛熱，對(duì)廢水進(jìn)行加熱。由于蒸發(fā)換熱室內(nèi)壓力較大，廢水在蒸發(fā)換熱室中在高于正常液體沸點(diǎn)壓力下加熱至過(guò)熱。加熱后的液體進(jìn)入結(jié)晶蒸發(fā)室后，廢水的壓力迅速下降導(dǎo)致部分廢水閃蒸，或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器作為動(dòng)力蒸氣對(duì)二效蒸發(fā)器進(jìn)行加熱。一效、二效、三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器之間通過(guò)平衡管相通，在負(fù)壓的作用下，高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動(dòng)，廢水不斷地被蒸發(fā)，廢水中鹽的濃度越來(lái)越高，當(dāng)廢水中的鹽分超過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，水中鹽分就會(huì)不斷地析出，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶室的下部的集鹽室。吸鹽泵不斷將含鹽的廢水送至旋渦鹽分離器，在旋渦鹽分離器內(nèi)，固態(tài)的鹽被分離進(jìn)入儲(chǔ)鹽池，分離后的廢水進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱，整個(gè)過(guò)程周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)水與鹽的最終分離。并且冷凝器連接有真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)抽掉蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發(fā)器保持負(fù)壓狀態(tài)，提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負(fù)壓的作用下，三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產(chǎn)生的二次蒸氣自動(dòng)進(jìn)入冷凝器，在循環(huán)冷卻水的冷卻下，廢水產(chǎn)生的二次蒸氣迅速轉(zhuǎn)變成冷凝水。冷凝水可采用連續(xù)出水的方式，回收至回用水池。

結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的廢水處理方法不適合處理高鹽廢水。在許多高鹽廢水處理技術(shù)中，三效蒸發(fā)器脫鹽法具有工藝成熟、可處理廢水范圍廣、面積小、處理速度快、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)具有廣闊的發(fā)展前景。三效蒸發(fā)器雖然具有加工成本高、設(shè)備使用壽命短、蒸汽量大等缺點(diǎn)，但隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其在高鹽廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用也將進(jìn)一步擴(kuò)大。

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