高濃度含鹽廢水處理方法與應用
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一、高濃度含鹽廢水的概念
高濃度含鹽廢水通常指含鹽量超過1%的廢水,這類廢水因含有大量無機鹽離子,對生態環境及廢水處理設施構成嚴峻挑戰。其高滲透壓特性不僅影響微生物活性,還易腐蝕處理設備,增加處理難度與成本。
二、高濃度含鹽廢水的來源
該類廢水主要產生于特定工業場景:
化工行業:如染料生產、農藥合成中產生的母液廢水;
制藥領域:抗生素等藥品結晶過程排放的洗濾廢水;
油氣開采:頁巖氣壓裂返排液含高濃度氯化鈉;
海水淡化:反滲透工藝產生的濃鹽水副產物。
三、高濃度含鹽廢水的特點及處理難點
1.特點:
鹽度梯度跨度大(1%-30%)
常伴生重金屬/有機物復合污染
極端鹽度下微生物代謝受抑
2.處理難點:
生物法受限:常規活性污泥法在鹽度>3%時處理效能驟降;
物化法成本高:蒸發結晶能耗占運行費用60%以上;
膜污染問題:高鹽環境加速膜孔堵塞,縮短膜壽命。
四、傳統處理方法及工程實踐
1. 氧化溝工藝
工藝流程:格柵→沉砂池→氧化溝→二沉池→消毒
流程說明:
格柵:去除廢水中較大的懸浮物和雜質。
沉砂池:去除廢水中的砂粒和無機顆粒物。
氧化溝:利用轉刷曝氣設備形成好氧/缺氧交替環境,實現同步脫氮除磷。
二沉池:進行泥水分離,確保出水水質。
消毒:對出水進行消毒處理,達到排放標準。
技術特點:通過轉刷曝氣形成好氧/缺氧交替環境,實現同步脫氮除磷。某城市污水處理廠采用T型氧化溝系統,日處理量達10萬m3,出水COD<50mg/L,NH?-N<5mg/L。
應用案例:江蘇某化工園區采用氧化溝處理含鹽量2%的混合廢水,通過調控溶解氧濃度梯度,使總氮去除率穩定在75%以上。
2. A/O生物脫氮工藝
工藝流程:調節池→水解酸化→A/O池→混凝沉淀→回用
流程說明:
調節池:調節廢水水質和水量,確保后續處理穩定。
水解酸化:將大分子有機物轉化為小分子,提高廢水可生化性。
A/O池:厭氧段進行反硝化脫氮,好氧段進行硝化反應,兩級A/O串聯工藝提高氨氮去除率。
混凝沉淀:去除廢水中的懸浮物和膠體物質。
回用:處理后的水回用于生產或排放。
技術特點:厭氧段反硝化脫氮,好氧段同步硝化,某稀土加工企業處理含鹽量8%的廢水,采用兩級A/O串聯工藝,氨氮去除率達92%。
應用案例:山東某制藥廠處理COD 5000mg/L、鹽度12%的廢水,通過投加耐鹽菌劑,系統穩定運行3年以上,年節水15萬噸。
3. 蒸發結晶技術
工藝流程:多效蒸發→離心分離→冷凝回用
流程說明:
多效蒸發:通過多效蒸發裝置將廢水中的鹽分結晶析出,三效蒸發系統提高熱能利用率。
冷凝回用:將蒸發產生的蒸汽冷凝后回用,降低能耗。
鹽回收:結晶析出的鹽類產品進行資源化利用。
技術特點:三效蒸發系統熱能利用率達85%,浙江某印染企業處理含鹽量20%的廢水,鹽回收率>90%,副產工業鹽純度≥98%。
應用案例:新疆某煤化工基地采用機械式蒸汽再壓縮(MVR)技術,處理TDS 45g/L的濃鹽水,噸水能耗降至18kW·h。
五、結語
高濃度含鹽廢水處理需遵循"分質處理、梯級利用"原則,通過工藝組合實現資源化目標。未來發展方向包括:耐鹽微生物菌種選育、低成本膜材料開發、熱能與物質流耦合優化等。