高盐废水处理方法及工艺

1 高盐废水处理概述

高盐废水处理是现阶段工业发展面临的重大环保问题。综合利用是解决高盐废水瓶颈的重要路径。高盐废水回用技术的应用是取得显著经济效益、环境效益和社会效益的重要保障。本文基于高盐废水处理现状及研究进展展开论述。

现阶段，规模化处理高盐废水仍然存在处理效率低、运行成本高的特点，还存在很多需要突破和解决的关键技术问题。例如，采用正渗透法处理高盐废水时，正渗透膜和汲取液等核心问题仍未很好解决；如何提高反渗透处理的水量，如何延长膜件的使用寿命，如何有效防止膜污染等问题仍需函待解决。

1、高盐废水简介

高盐废水指来源于生活污水和工业废水的总含盐量大于1%的排放废水，含有较高的如Cl - ，SO 4 2- ，Na + ，Ca 2+ 等无机离子，也含有如甘油、中低碳链的有机物。由于其成分复杂多样，盐分高，对微生物生长具有较强的抑制作用，因此该废水处理技术难度远比普通污水处理要大得多。我国高盐废水产生数量在总废水中达5%，每年仍以2％的速率增长。因此，高盐废水处理在污水处理中有重要地位，是废水处理研究的重点，也是难点。目前研究和常用的高盐废水方法有蒸发法、电解法、膜分离法、焚烧法和生物法等。高盐废水是指以NaCl含量计算的总盐的质量分数大于等于1%的废水。这类废水除了含有有机污染物外，还含有钙、镁、钠、氯和硫酸根等大量可溶性无机盐离子，甚至含有放射性物质。

高盐废水主要来源以下几个途径：

（1）海水：通常来源于沿海城市工业用水过程中的排水或冷却循环水。

（2）工业生产：高盐废水主要来源印染、炼化、采油、制药和制盐等企业生产过程中产生的排水。

（3）含盐生活污水：主要来源于海水利用，将海水用于城市生活中的消防、冲洒道路、冲厕等不与人体直接接触的生活杂用水。

（4）含盐量高的地下水：有些地区的地下水中含盐量较高，总溶解性固体含量大，例如内蒙古河套部分地区、河北平原部分浅层地下水出现微咸水和咸水。

2、高盐废水处理技术应用现状及优缺点分析

2.1 蒸发技术

高盐水的蒸发技术一般是针对盐分含量在4万mg/L以上的高盐废水，对于盐含量在1%～4%的低浓度高盐水来说，蒸发技术具体来说主要有：多效蒸发技术、机械式蒸汽再压缩技术。多效蒸发技术指的是同时使用多个串联的蒸发，热的蒸汽依次通过几个蒸发，前一个蒸发的热蒸汽再进入后一个蒸发，逐级蒸发，有效利用热源，达到高盐废水除盐的目的。机械式蒸汽再压缩技术简称MVR技术，是一种借助蒸汽压缩机进行热源有效利用的工艺，通过蒸汽的再次压缩获得动力，并不断往复，以提高蒸汽的热利用效率。蒸发的技术可以成功分离废水中的盐分和水分，然后再分别进行处理，是比较彻底的处理高盐废水的方法，所以，目前这种技术在煤化工和医药、农药行业都有比较广泛的应用。但是对于盐水中的有机污染物含量过高的盐水，蒸发过程中非常容易产生泡沫造成冲料，同时还可能影响盐的品质，导致出盐夹带过多有机物，还需要继续处理。

2.2 生物法脱盐

此工艺主要利用的微生物氧化分解有机物。微生物能处理吸附有害的有机污染物，高盐废水通过它的降解后能够转化大量的有机物为无机物，废水通过净化而再次应用于工业领域，此工艺方法具有其他物理化学处理方法不同的优势，环保且安全性更强。微生物种类多种多样、面对各种污染废水的环境能够通过变异具有很强的适应性、且新陈代谢能力好，可以产生专一性的降解酶处理各类高盐废水，潜力较大。如生物接触氧化工艺有着抗毒、耐冲击、微生物较为稳定、具有很强的容积负荷性、能够保持污泥龄的优势，作为生物脱盐技术来说十分常用。比常规的活性污泥处理方法的水力停留时间更短。

2.3 膜处理技术

膜蒸馏是一种新型的水处理技术，其特点是无需加热加压，只需要在常温常压的条件下进行处理，其过滤材料是疏水微孔膜。采用膜蒸馏技术进行水处理时，利用被处理液体中所包含的易挥发性物质所挥发形成的气体，在处理膜两侧形成压力差，并透过处理膜，实现筛选分离的一种处理技术。与传统回收方法相比，该方法操作简单，一次性投资少，回收浓水的效率非常高。孙项城研究表明，膜蒸馏技术处理稳定，脱盐率高达99%。聂莹莹等选择中压反渗透、高压反渗透和超高压反渗透作为高浓盐水处理的核心工艺，并经美国陶氏ROSA软件计算，确定了中压反渗透、高压反渗透和超高压反渗透单元的结构和膜元件类型。确定“调节池沉淀池+汽水反冲滤池+超滤+高压反渗透+DTRO+蒸发结晶”的处理工艺。

采用此系统处理后，可将高浓盐水转化为回用水、污泥和盐泥，实现系统零排放，系统每吨水的处理成本为23.243元。美国哥伦比亚大学研发利用“反渗透+膜蒸馏（MD）”技术对浓盐水进行处理用以盐的回收利用，该方案现处于实验研究阶段，分别将NaCl溶液、合成海水、高盐水通过该工艺组合，表现出很好的稳定性，相对于传统技术而言，出盐品质很好，水的回收率可达到90%以上。波兰Marian Turek等人采用“电渗析（ED）+蒸发结晶”技术，该组合工艺相对于单一的蒸发浓缩和结晶，结晶出一吨盐的电耗从970kW·h降至500kW·h，节能效果明显，该处理系统在ED膜和蒸发结晶之前进行了预处理，投加氢氧化钙，去除部分硬度和硅，以利于ED膜更好的工作。