化工高鹽度廢水治理技術分析

宋青松

（靖江市青鳥科技有限公司 江蘇靖江 214500）

引言

我國一些工業行業生產的過程中會產生大量廢水，如農藥行業、印染業以及化工行業等，這些廢水中的含鹽量一般處于15%-25%的范圍內，給環境帶來了較為嚴重的污染?，F階段，我國高鹽度廢水的排放量不斷在上升，國家出具了一系列政策，提高了對工業廢水排放的要求，需要在滿足資源利用要求的基礎上，符合生態環保標準。因此，必須要加強對高鹽度廢水處理技術的研究，以實現廢水“零排放”的目標。

1 高鹽度廢水概述

1.1 高鹽度廢水特點

在生產化工產品的過程中，由于高鹽度廢水的產生過程不同，導致其化學特性存在一定差異，并且其中含有的有機物質也不同。在高鹽度廢水中，溶解了大量鹽類物質，若這些物質濃度不是很高，對水中微生物的生長具有促進作用，為其提供營養物質。同時，也能夠促進酶反應。但如果其濃度較高，不僅會抑制微生物的生長，還會對水生態平衡產生不利影響。主要由于鹽類物質含量的增加，會導致微生物出現細胞脫水的情況，使其細胞原生質分離。同時，受到鹽析作用的影響，還會降低脫氫酶的活性。在鹽類物質含量增加的情況下，還會提高廢水濃度，導致浮力增加，進而使得水中的活性污泥上浮，對微生物細胞質膜產生不良影響，導致微生物不再生長，甚至直接死亡[1]。在這種情況下，也會對生化系統產生限制作用，不能直接對高鹽度廢水進行排放。根據相關調查顯示，在全球范圍內高鹽度廢水的排放量都在不斷增長，在這種背景下，如果不加大處理技術的研究力度，會導致整體生態環境受到嚴重破壞。

1.2 高鹽度廢水來源

（1）高污染行業。隨著社會經濟的發展，人們的生活條件越來越好，對各類化工產品的需求日益多樣化，在生產這些化工產品的過程中，產生了大量的高鹽度廢水，給環境造成了巨大的壓力。化工行業具有較強的綜合性，主要包含基礎化工、環保、能源以及農藥等，在生產的過程中也會產生不同類型的廢水。在煤化工行業生產的過程中，產生的高鹽廢水成本比較復雜，隨著社會整體對綠色環保發展的重視，煤化工企業也要注重高鹽廢水的有效處理。在實際操作的過程中，主要使用反滲透法，不僅具有良好的除鹽效果，成本也比較低。該方法主要是分離廢水中的溶劑和溶質，并且能夠水資源的浪費[2]。另外，冶煉廢水也會產生高鹽廢水。在對其進行處理時，需要采用組合處理工藝。隨著科技的發展，制藥行業也加大了對新興藥品的研究，在其不斷試驗研究的過程中，會產生大量的高鹽度廢水。近年來，紡織工業也得到了一定發展，在其生產的過程中，需要使用大量染料，這些染料會產生含鹽度非常高的有害物質，一旦將其排放到水中，就會形成高鹽度廢水。并且由于染料的性質和種類存在差異，再加上生產工藝的影響，難以對這種廢水進行有效處理。在滿足生態環境安全的同時，也要保障染料的正常使用。

（2）海水資源利用。相對來說，水資源屬于一種稀缺資源，為了提高水資源的循環利用率，很多企業都會增加水資源的使用環節。在我國沿海城市進行工業生產的過程中，由于具有充足的海水資源，所以會將其利用在消防和道路等方面，但在其發揮相應作用的同時，也會產生污水，在處理時，具有較大的難度，一旦操作不當，很容易產生有毒物質，導致生態環境遭到污染。

（3）二次污染。隨著人們對環保的重視，以及深度認識到廢水的危害后，提高了對企業廢水處理的要求。在對廢水處理的過程中，一般都會選擇在其中添加水處理劑的方式，通過產生化學反應，以及物理沉淀，來實現消除有害污染物質的目的。另外，為了對鹽度較低的水進行回收，會產生濃縮液，進而產生更多高鹽度廢水。相較于生產過程中產生的高鹽度廢水，這種含鹽廢水具有更強的破壞性，嚴重威脅環境安全。

2 高鹽度廢水處理現狀

現階段，在對高鹽廢水進行處理時，有很多可以選擇的方法，但由于對廢水原料存在較高的要求，導致很多工藝不能得到應用。以生物法為例，在使用該方法去除高鹽廢水中的有機物時，隨著鹽度的增大，COD和總氮會降低，并且馴化后的活性污泥耐鹽度也比較低。在使用反滲透等膜技術處理高鹽度廢水時，所以能夠提高水回收率，但由于廢水中含有高濃度的鹽類離子，會嚴重腐蝕膜。并且隨著濃縮液濃度的增加，廢水中含有的易結垢離子會導致膜孔堵塞，對其產生嚴重的損害。當前，通常會在對有機物含量較少的含鹽廢水處理中使用膜技術。如在對達到排放標準的含鹽廢水進行處理時，通過相應脫鹽處理，廢水回收率高達85%。在使用電滲析技術對高鹽度廢水進行處理時，經常出現膜污染的情況。在對電力和化工等高鹽廢水進行處理時，由于廢水組成比較復雜，所以一般采用加熱蒸發工藝，對于鹽度超過8%的廢水濃縮處理具有良好的效果。在不斷蒸發濃縮的過程中，能夠將高鹽廢水中的固相鹽分析出，并且溶劑可以循環使用[3]。加熱蒸發有多種不同的形式，其中多效蒸發使用的較為廣泛，并且可以將其與膜分離技術結合使用。但該工藝也存在一定的限制因素，在加熱蒸發的過程中，廢水中的易揮發物質會排入空氣中，從而產生二次污染。

3 高鹽度廢水治理技術

3.1 生物治理法

（1）微生物燃燒電池。該技術主要利用微生物作為催化劑進行發電，在傳統的廢水治理中，往往都是耗能，而該技術的出現，使其轉為產能。在實際應用該技術的過程中，將微生物作為催化劑，通過氧化反應獲得能量，進而發電，實現廢水產能。在其反應的過程中，不會產生有害物質，造成二次污染。在普通廢水中，該技術主要通過廢水中有機物與微生物的氧化反應產生電子，并在其影響下，使得污染物產生還原反應，進而形成完整的電路。在高鹽度廢水中，廢水具有較強的導電性，可以大幅提升發電效率。但在微生物活動時，高鹽度廢水會對其產生影響，所以廢水的鹽度直接影響著發電效率，若鹽度較高，則會對發電產生不利影響。但在實際操作中，已經能夠實現對中高鹽度廢水的發電，并且能夠有效去除污染物。該技術主要利用微生物和污染物進行發電，成本較低，不會產生二次污染，具有進一步推廣應用的價值。

（2）嗜鹽菌治理技術。在對化工高鹽度廢水進行治理的過程中，生物法之所以難以提高其效率，主要由于在高鹽環境下會對微生物的正?；顒赢a生不利影響。因此，要想有效治理高鹽度廢水，需要選擇能夠在該環境下生存活動的微生物。即嗜鹽菌，其可以在各種高鹽環境下獲取，如腌制品和海洋等，并對其進行培養和馴化，才能確保其滿足治理需求，制取具有耐鹽性能的活性污泥。現階段，主要有兩種馴化耐鹽性活性污泥的方法，一種在普通活性污泥中加入嗜鹽菌，還有一種是通過不斷提高環境中鹽度的方式，逐漸馴化活性污泥。通過實踐應用發現，前者具有更好的效果，能夠得到更為理想的治理成效。如鹽度處于3.5%時，通過投加嗜鹽菌，獲得相應的耐鹽活性污泥，能夠去除廢水中97%的COD，而通過另外一種方式馴化出的耐鹽性污泥的去除率為75%[5]。

3.2 蒸發處理工藝

（1）自然蒸發。這種方法是將高鹽度廢水排入蒸發塘中，然后利用太陽能將廢液蒸干，最終得到鹽渣。這種方式不僅耗能低，也能長時間使用，且便于操作，在高鹽度廢水處理中具有良好的效果。但由于該工藝缺少系統設計，很容易產生問題，受外界氣象環境影響較大，并且在蒸發過程中會對周圍環境造成二次污染。要想保障自然蒸發順利進行，需要做好蓄水池的防滲處理。另外，雖然不需要消耗大量資金建設蒸發塘，但由于蒸發面積較大，需要綜合考慮實際運營的經濟成本。

（2）多效蒸發。該工藝需要使用幾組串聯的蒸發設備，并利用蒸汽和冷凝的方式提取廢水中的鹽物質。為了實現良好的節能效果，經常使用低溫多效蒸發結晶的方式，有較高的效率。通風反復進行蒸發和冷凝操作，能得到接近純凈的水，將其收集起來，可多次利用。對于高濃度的鹽物質，在達到飽和狀態后，可以形成結晶。在這一過程中，由于需要使用蒸汽設備，所以要加強對技能降耗方面的衡量，同時也不能忽略凈化效率。

（3）機械壓縮蒸發。機械壓縮蒸發是最先進的蒸發技術之一，主要利用壓縮機來提高蒸汽的品位，并利用蒸汽提高熱能利用率，以降低對外界熱源的需求。該技術需要投入較高的資金，但具有良好的自動化操作能力，耗能也比較低，運行費用也不高，具有良好的實用效果，在蒸發結晶領域得到廣泛應用。利用該工藝處于高鹽度廢水，可以防止出現起沫和腐蝕等問題。相較于多效蒸發來說，該工藝具有更高的蒸汽利用率，并且能夠有效控制廢水處理成本。經過相關研究發現，將多臺機械壓縮機械進行串聯，可以降低能耗[6]。

（4）膜蒸餾技術。該技術主要利用疏水微孔膜兩側的氣壓差，實現廢水濃縮，具有較高的水回收率，并且產水水質較好。但在實際應用該技術的過程中，存在膜污染和相變潛熱遺失等問題，不僅提升了運行成本，還不能保障技術的可靠性。根據相關研究發現，一旦廢水中TDS 質量分數超過10%，會在短時間內導致膜通量下降。對于高鹽度廢水進行處理時，可以使用膜集成工藝，將膜蒸餾和蒸發結晶結合使用，可以從高鹽度廢水中獲得達標鹽，并且能夠提高水利用率?，F階段，膜蒸餾－結晶工藝已經成為研究的熱點內容，該工藝具有良好的封閉性，并能夠縮小設備占地面積。

3.3 電解氧化處理

高鹽度廢水具有良好的導電性能，通過采用電解的方式，可以產生氧化還原反應，并生成不溶于水的物質，經過沉淀處理后，可以對水進行再次利用。采用該方式對高鹽度廢水進行處理，與廢水的濃度和有機鹽種類等有著緊密地聯系，如在處理有機鹽時，要想有效去除COD，需要先進行深度氧化處理，并生成無害的CO2。但經過相關實驗發現，在經過電解處理后，并沒有降低水中有機物的含量，這是該工藝目前需要進一步優化完善的一點。

3.4 膜分離技術

該技術可以在常溫下完成操作，沒有發生化學反應，不僅便于操作，還會降低能耗?，F階段，該技術的應用范圍愈加廣泛，比較常見的有超濾和納濾等。在分離懸浮類物質時，一般使用微濾和超濾，在分離二價離子時，通常使用納濾，應根據實際需求，合理進行選擇。在當前的化工行業中，一般采用納濾膜分離技術處理高鹽度廢水，但存在一定不足，由于濃縮倍數較低，會對處理效果產生不利影響。

3.5 吸附處理法

該方法主要利用固體吸附劑的化學和物理吸附作用，不僅能夠有效處理廢水中難以降解的生物污染物，也能有效處理其中含有的劇毒物質?；钚蕴烤哂歇毺氐木Ц窠Y構，并且表面具有含氧官能團，具有較強的吸附能力，是一種良好的吸附材料，能夠有效凈化水體。在對高鹽度廢水進行處理時，通過使用吸附處理法，在芬頓試劑中加入活性炭，可以取得良好的吸附效果。

3.6 焚燒法

在對高熱值高濃度有機廢水進行處理時，一般會采用焚燒法。要對廢水進行深入分析，了解其成分和產生量等信息，在確保其符合焚燒標準的情況下，才能簽訂相應協議。該工藝將高鹽度廢水進行霧化處理，并噴灑至爐腔內部，經過相應化學反應，將其分解為一些比較穩定的無機物和二氧化碳等。該方法在燃燒的過程中會產生煙氣，需要對其進行凈化處理，確保符合相應標準才能排放。

3.7 強化高鹽度廢水治理的力度

要想有效保護水環境，就要加強高鹽度廢水治理的力度，并實現對廢水資源的再次利用，這對落實環保政策具有重要的影響。近年來，雖然我國不斷加大對廢水治理的關注度，也投入了大量資金進行基礎設施的建設，但仍然存在一些不足，如很多城市仍然沒有建設綜合污水處理廠。這對污水處理具有關鍵的影響，在不能對污水進行專業處理的情況下，對生態環境產生了較大的威脅。為了保護生態環境，應投入更多的資源，加大相應污水處理設備的建設，以減少未經處理污水的排放。如對于產生大量高鹽度廢水的化工行業，在建設工作中，設立專業的中水統籌系統，實現對高鹽度廢水的有效處理，不僅可以實現水資源的再次利用，也能提高化工行業的生產效益，幫助該行業領域打造綠色環保型企業品牌。在處理廢水的過程中，相關環保人員應加強宣傳引導，讓更多人參與到廢水治理中，提高人們對廢水處理的重視程度，以更好地保護我國水環境。我們的環境是一個大的整體，水污染的存在，除了對水環境產生影響外，還會對大氣環境產生影響。廢水中含有可揮發性氣體，一旦揮發至大氣環境中，就會污染大氣環境。同時，在被污染水體流通的過程中，也會侵蝕沿岸的土壤，導致土壤中存在大量污染物。因此，相關環保部門必須要重視廢水處理工作，以有效保護大氣環境和土壤環境。

4 高鹽廢水零排放技術的發展

為了保護淡水資源，相關政府部門出具了一系列法律法規。這也對化工企業高鹽廢水處理提出了更高的要求，在實際生產的過程中，要重視環保生產。在建設相關化工項目之前，要充分考慮到廢水零排放系統的建設，并且不能忽略水資源再次利用的問題?，F階段，一些化工企業的零排放系統已經開始投產，不僅充分反映出來該行業領域廢水治理的發展趨勢，也為相應零排放系統的建設提供了借鑒參考。同時，在項目運行的過程中，也反映出來一些問題。相較于傳統的廢水治理模式來說，零排放系統的建設需要投入較高的資金，特別是對高鹽度廢水的治理。根據相關數據顯示，零排放系統的廢水治理成本達到40 元/t，這對化工企業來說具有較大的壓力[7]。另外，在結晶鹽轉化的過程中，也要考慮到雜質的去除問題。這些問題的存在，都會對高鹽廢水治理產生影響。

5 高鹽度廢水處理前景

5.1 細化廢水分類

化工業廢水主要分為兩個部分，一部分為生產廢水，還有一部分為生活廢水，由于廢水來源不同，其中有機物和微生物的含量也存在一定差異，若將廢水混合起來進行處理，必然會增加工作難度。因此，應建立不同種類廢水的處理模塊，細化廢水分類，對其進行高效處理。同時，為了防止廢水處理系統出現停滯現象，應加強對廢水處理的實時監測。

5.2 加強對復合工藝的利用

在對高鹽度廢水進行處理的過程中，為了實現達標排放，并且能夠實現水資源的循環利用，采用了高耗能的方式。在當前的各種工藝處理技術中，加熱蒸發法是比較常見的一種，但卻會產生較高的能耗，增加廢水處理成本。為了降低能耗，減少處理成本，可以采用多效蒸發技術。為了降低蒸汽消耗量，可以采用復合蒸發工藝，先進行自然蒸發，然后再輸送至機械蒸發器中進行深度處理。

5.3 改善能源和材料

為了有效處理組分復雜的高鹽度廢水，并適應其較強腐蝕性和較大黏度，需要對相關設備材料進行優化完善。在實際應用膜蒸餾－結晶工藝時，具有較強的操作性，并且傳熱效率高，從膜材料著手，能解決污染嚴重和膜表面易結垢等問題。為了真正實現廢水零排放，需要加強對各種工藝的聯合使用，實現優勢互補。

5.4 建立綜合性廢水處理系統

在對化工廢水處理的過程中，各個環節的操作具有緊密的聯系，并且處理工藝具有較強的復雜性，一旦其中任何一個環節的操作出現異常，都會對整體處理效果產生影響。并且在生產的過程中，廢水流量存在較大波動，會對工藝操作的穩定性產生影響。并且化工廢水處理涉及的領域較多，如化工、水處理以及微生物等，需要投入大量的資金，并且設備占地面積較大。國家積極鼓勵大型化工企業和環保等相關部門進行合作，共同實現技術進步，實現綠色無污染工業發展。

結語

總之，化工企業應重視高鹽度廢水的處理，加強對相應治理工藝的研發，實現節能減排。同時，要緊跟時代的發展，不斷加強實驗研究，確保能夠有效處理高鹽度廢水。這樣不僅能夠減少廢水排放量，具有良好的環保性，也能優化人們的生活環境。