高鹽有機廢水處理工藝研究

陳澤海

摘要：提高鹽有機廢水具有鹽度高、有機物濃度高的特點，因鹽度高抑制了生物對有機物的降解速率，成為一種難處理污水。本文闡明國內外高鹽廢水的物化法、生物法和組合工藝的特點與研究進展，并對高鹽有機廢水處理作了技術展望。

關鍵詞：高鹽有機廢水；處理工藝

引言

高鹽有機廢水具有成分復雜、鹽度高、有機物濃度高、毒性大等特點，尤其是有機污染物含量高和鹽度高，COD高達10甚至幾百g/L，含鹽量通常在5%以上，甚至達到20%；另外還有色度高，甚至發出刺鼻惡臭。國內對處理高鹽有機廢水的研究主要集中在物理化學法、生物法和組合工藝，本文對其進行了分析總結。

1 物理化學法

高鹽有機廢水中的高濃度可溶性無機鹽對生物處理過程有抑制作用，因此人們寄希望于物理化學方法對其進行處理，以除去其中的有機物和無機鹽。高鹽有機廢水處理技術主要有高級氧化法，蒸發、濃縮、結晶、焚燒、反滲透、超濾及其組合工藝。

1.1 焚燒法

焚燒法是指廢水中的有機物在800-1000℃的高溫條件下與空氣中的氧進行劇烈的化學反應，釋放能量并產生高溫燃燒氣和性質穩定的固體殘渣。焚燒法處理江蘇某廠醫藥廢水，廢水中有機物濃度較高，COD大于40000mg/L，鹽分質量分數大于5%。焚燒過程產生的除塵廢水COD降為150mg/L，經沉淀處理后可達標排放。經濟效益分析表明，焚燒法的運行費用為318元/噸廢水，低于常規生化+物化處理的422元/噸廢水和高效蒸餾濃縮的390元/噸廢水，且在處理廢水的同時實現能源回收。侯鳳云等提出一種含鹽有機廢水的處理方法和裝置，其輔助燃料或廢氣和一次助燃風在燃室內發生反應產生高溫煙氣；高溫煙氣在二燃室內與廢水逆流混合發生反應，廢水中的有機物被氧化降解，產生的煙氣進入噴淋蒸發室；無機鹽呈顆粒狀沉積下來后從二燃室底部流出；在噴淋蒸發室內，煙氣與廢水逆流混合冷卻后排出。焚燒法可以保證廢水中有機物完全分解，并可提取出工業純的無機鹽回用，廢水產生的能量可以用于原料的加熱等，節約能量，實現廢物再利用；但此工藝容易產生氮氧化物、二噁英等有毒物質，同時廢水中的鹽類對裝置的腐蝕嚴重。

1.2 深度氧化法

深度氧化法以生成氧化白由基為主體，利用自由基引發鏈式氧化反應迅速破壞有機物的分了結構，達到氧化降解有機物的目的。根據產生白由基的方式和條件的不同，深度氧化法可分為濕式氧化法、超臨界水氧化法、光化學氧化法以及其它的催化氧化法。楊世迎等人提出：在250mL金橙印染廢水（濃度250-1000mg/L）中加入活化過硫酸鹽和催化劑（包括活性炭、硫化物、金屬氧化物、鐵氧體或碳化硅），然后置于頻率2450MHz、功率800W的微波發生器輻射2^-8min，隨著降解時問的延長、催化劑加入量的增加，有機物的降解率逐漸增加。該方法處理時問短，加熱均勻，無二次污染，啟動和停止加熱非常迅速，無需復雜設備，對難生化廢水（BODS/COD小于0.2可達到較好的處理效果。艾智慧等將過渡金屬、過渡金屬氧化物或過渡金屬/過渡金屬氧化物復合材料作為異相芬頓試劑，代替活性炭。由于過渡金屬和過渡金屬氧化物可以緩慢釋放金屬離子，從而保證過硫酸鹽芬頓催化氧化水處理方法持久高效地凈化水中的有機物。王俊芳等對z高級氧化技術在難降解有機廢水處理中的應用進行了評述，劉春明等綜述了超臨界水氧化技術在工業廢水處理中的進展，提出該技術目前還處于研究階段，走向工業化還存在腐蝕、鹽沉積、高能耗等問題。

1.3 膜分離法

膜分離技術是采用半透膜，在分了水平上對不同分子的混合物進行選擇性分離的技術。半透膜又稱分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔。常用的液體膜分離過程主要包括微濾、超濾、納濾、電滲析、反滲透、膜蒸餾和滲透汽化。以上方法在高鹽有機廢水的處理中都有所應用，膜材料和組件的開發是決定膜分離法大規模應用的關鍵。

（1）微濾、超濾和納濾

新興的超濾膜分離技術可以用來去除廢水中的微生物、懸浮物和膠體等雜質，顯著降低廢水色度，并去除廢水的部分COD。納濾膜分離工藝可有效降低廢水中可溶性無機鹽的濃度。孫楊等以聚合氯化鋁為絮凝劑，結合雜蔡聯苯聚芳醚颯酮（PPESK）超濾膜技術處理高濃度含鹽含酸有機廢水，考察了絮凝劑最佳投藥量和膜的清洗恢復情況，確定了最佳的膜清洗方法。該課題組在前述研究的基礎之上進一步提出：引入納濾工藝處理二元酸生產廠高濃度含鹽含酸有機廢水，考察了不同溫度下膜對廢水的處理效果，結果表明：在高溫下操作，膜的滲透通量較高，對廢水處理效果良好。

（2）電滲析和反滲透

為了除去廢水中的可溶性無機鹽，除納濾外，還經常用到電滲析和反滲透膜分離技術。在電滲析過程中，廢水在交替放置的陰離子交換膜和陽離子交換膜組成的室內流動，直流電流為離了在膜間的移動提供動力，實現一些室內流體的含鹽量降低，其它室內流體中的無機鹽得到濃縮。反滲透是將高于滲透壓的壓力作用于半滲透膜，實現水和溶解于其中的無機鹽分離的過程，高效且適用范圍廣泛。周明發明了一種電滲析與反滲透集成應用的有機溶液除鹽方法，該方法將電滲析濃縮室要排放的含鹽水經過反滲透作用生成反滲透淡水，再用反滲透淡水重新進入電滲析裝置濃縮室進行循環利用，可以有效降低濃縮室的鹽濃度和水耗，提高廢液的脫鹽率。由于廢水中的有機物對反滲透膜的污染嚴重，往往需要在反滲透前對廢水進行超濾預處理。

2 生物法

高鹽有機廢水因其高鹽、酸性或者堿性環境下，微生物生長受到抑制，降低微生物存活率從而降低處理效率，因此在19世紀初國內外大多環保專業人士探尋馴化傳統活性污泥處理高鹽有機廢水。即從污水廠接種活性污泥培養其耐鹽度，最后馴化出適應高鹽環境并且處理水質效果較好的耐鹽菌。目前這類高鹽處理技術中依然存在這許多技術難題。例如，經過高鹽環境馴化的微生物種類與數量會大幅度減少，從而影響到微生物所在生物系統的穩定性；微生物馴化技術并不是很成熟，面臨著周期長、種類多、難存活等一系列技術難關。由于培養耐鹽活性污泥的難度，早在2012年時國內便有譚淞文等人研究新型活性污泥的培養與對高鹽有機廢水處理效果。在好氧反應器中，將海泥通過海水和營養物質培養成新型的活性污泥，在處理含鹽廢水時有較好的活性和沉降性能。對這種新型的活性污泥我們稱其為海洋活性污泥。雖然海泥處理COD效果很好，但處理氨氮效果一般；如果針對一些高氨氮行業的高鹽有機廢水顯然海泥不能適用。在國內外沒有大型推廣這類活性污泥，主要還是受此類污泥的特殊性限制，海泥獲取成本高，只能針對一些靠海工業區，如果對于偏遠內地城市培養海泥成本更加昂貴。

3 結語

高鹽有機廢水處理主要存在物理化學法處理成本高，生物法占地面積大等因素制約，尤其是含鹽量過高的高鹽廢水鹽度嚴重影響了生物法在高鹽度廢水處理中的應用。因此未來高鹽有機廢水處理工藝研究，主要集中在高效快捷的高鹽有機廢水處理的生物反應器及其多種方法的組合工藝。機理研究主要集中在嗜鹽菌的降鹽機理和工藝條件，膜生物反應器是目前的研究熱點；在單一技術研發的基礎上，采用多種技術的組合工藝是未來高鹽有機廢水處理的發展方向。

參考文獻

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（作者單位：天津泰研科技發展有限公司）