摘要：由于高鹽廢水的特點，不能簡單地進行生化處理，物理化學處理過程復雜，處理成本高，這是廢水處理行業(yè)公認的高難度。蒸發(fā)法是處理高鹽廢水的最傳統(tǒng)的方法，具有較高的運行成本。一般采用多效蒸發(fā)器。結(jié)構簡單，操作方便，淡水水質(zhì)良好。在此基礎上，對高鹽廢水進行了總結(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用。

關鍵詞：高含鹽廢水；處理技術；三效蒸發(fā)；應用

引言

高鹽廢水的處理方法包括物理化學處理、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。一般來說，高鹽廢水的處理是減少廢水中的COD和鹽含量，從而達到排放目標。

一、高含鹽廢水概述

高鹽廢水是指含鹽量超過總含鹽量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污染物外，還含有大量的無機鹽，如Cl-、SO3 2-、SO4 2-等離子。這些高鹽、高有機物廢水，若未經(jīng)處理直接排放，勢必會對水體生物、生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大危害。

該類濃廢水的共同特點是：不能簡單地用生化處理，且物化處理過程較復雜，處理費用較高，是污水處理行業(yè)公認的高難度處理廢水。

二、高鹽有機廢水處理技術研究

1.馴化污泥處理高鹽有機廢水

世界上許多先進的國家投入大量的資金去研究高含鹽有機廢水的生物處理方法，研究的重點主要放在了污泥的馴化方式與機制，同時取得了一定的進展。在研究處理方法的過程中，他們以有機物去除率、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)容積負荷等一系列指標為基準，對馴化污泥處理技術和高鹽有機廢水生化處理工藝設計參數(shù)進行了細致的研究。

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廢水的條件，而且這種方法是處理高鹽有機廢水最普及的一種，人們通常稱這種方法為傳統(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，具有較強的靈活性與抗負荷能力，它的許多優(yōu)勢是許多方法不能夠相提并論的，這種方法通常稱為序批式活性污泥法（SBR）。

張華與張學洪在研究高鹽度采油廢水處理工藝的調(diào)試與運行時采用了先進的ABR+SBR組合的方法。這種方法的優(yōu)點在于出水的質(zhì)量比污水綜合排放標準（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，鹽度也會相應地提高，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，它有利于對污泥齡的維持，同時對生物的穩(wěn)定也有積極作用，這種方法被稱為生物膜法。

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

三、高鹽廢水處理技術分析

1、物理化學處理技術。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率，使電化學降解高礦化度廢水成為可能。在電解過程中，有機物電解質(zhì)溶液可以發(fā)生一系列氧化還原反應從而降低COD。這種方法處理與有機物和無機鹽的種類也有關，Cl-存在時可在陽極放電，生成ClO-降解COD，也有實驗表明苯酚廢水通過電解法處理只改變了COD的存在形式并沒有減少TOC的存在總量。

（2）膜分離過程。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離子，反滲透能夠截留一價離子，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研制的“NANO”膜。膜蒸餾工藝利用疏水膜的疏水性使水蒸氣通過膜而隔離其他物質(zhì)，從而保證出水潔凈，膜蒸餾工藝同樣存在膜結(jié)垢問題，且疏水膜的研制還不能滿足大規(guī)模應用的要求。其結(jié)合反滲透和膜蒸餾的工藝特點，抗污染能力強，截留能力強，有良好的發(fā)展前景。

（3）吸附工藝。活性炭晶格結(jié)構獨特，表面有很多含氧官能團，可吸附大量無機物和有機物在表面，同時一些有機物進入活性炭內(nèi)部微孔形成螯合物，從而凈化水質(zhì)。Fenton氧化工藝可產(chǎn)生強氧化自由基，自由基可使有機物裂解，從而提高生化活性或去除有機物?；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。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標，生物處理重點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)境下生長并生活在高鹽環(huán)境下的細菌。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)境中成長成為優(yōu)勢菌種后可廢水COD進行降解，使排放水達標。目前嗜鹽菌的研究還在試驗中，由于生物法無二次污染，成本低廉的特點，這種技術可以廣泛應用于工程實踐。生物法的目的是降解水體中的有機污染物，對于高含鹽廢水中的無機離子還需要與物化方法配合進行深度處理。

四、三效蒸發(fā)器在高鹽廢水處理中的應用分析

為了使高含鹽廢水達標排放，可以通過合理應用三效蒸發(fā)器達到目的，具體應用表現(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，或為溶質(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)將廢液中的無機鹽通過蒸發(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)，這個過程一直重復到最后一效。第一效凝水返回熱源處，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出。同時，高含鹽廢水經(jīng)過由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達到過飽和而結(jié)晶析出，由此實現(xiàn)鹽分與廢水的固液分離。含鹽廢水進入三效濃縮結(jié)晶裝置，經(jīng)過三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過程，分離為淡化水和濃縮晶漿廢液，無機鹽和部分有機物可結(jié)晶分離出來進行焚燒處理，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、鹽分離器和輔助設備等組成。三組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運行，組成三效蒸發(fā)器。

（2）三效蒸發(fā)器應用范圍。三效蒸發(fā)器可應用于處理化工生產(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)器的應用原理。三效蒸發(fā)器蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進料、連續(xù)出料的生產(chǎn)方式。高含鹽廢水首先進入一效強制循環(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，對廢水進行加熱。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壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結(jié)晶蒸發(fā)室后，廢水的壓力迅速下降導致部分廢水閃蒸，或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進入二效強制循環(huán)蒸發(fā)器作為動力蒸氣對二效蒸發(fā)器進行加熱。一效、二效、三效強制循環(huán)蒸發(fā)器之間通過平衡管相通，在負壓的作用下，高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷地被蒸發(fā)，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀態(tài)時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發(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)的鹽被分離進入儲鹽池，分離后的廢水進入二效強制循環(huán)蒸發(fā)器加熱，整個過程周而復始，實現(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)器保持負壓狀態(tài)，提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負壓的作用下，三效強制循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產(chǎn)生的二次蒸氣自動進入冷凝器，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

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，在我國具有廣闊的發(fā)展前景。三效蒸發(fā)器雖然具有加工成本高、設備使用壽命短、蒸汽量大等缺點，但隨著技術的進一步發(fā)展，其在高鹽廢水處理領域的應用也將進一步擴大。

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