高含鹽工業(yè)廢水處理技術(shù)

　　高含鹽工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)活動中排放含鹽總量大于1%的廢水，所含鹽類物質(zhì)有氯離子、硫酸根離子、鈉離子等，其主要來源有農(nóng)藥廠、電力廠、石油化工行業(yè)和煤化工行業(yè)等，本文主要討論的是含鹽量大于5%的廢水處理技術(shù)。無機高含鹽廢水滿足一定的指標可以直接外排臨近海域，其他高含鹽廢水若不經(jīng)處理直接排放，將會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的破壞，因此需要對其進行合理處置。

　　1、高含鹽廢水的處理

　　對于高含鹽工業(yè)廢水，常規(guī)處置方法主要有生物法、膜法、熱法等。生物法不適合含鹽量大于2%的廢水處理，熱法處理主要是多級閃蒸和多效蒸發(fā)，膜法主要是反滲透。隨著環(huán)境標準的提高以及環(huán)保技術(shù)的更迭，近年來，高含鹽有機廢水工業(yè)化應(yīng)用較多是機械式蒸汽再壓縮(MVR)、高級氧化、正滲透(FO)、焚燒等處置技術(shù)，有的企業(yè)甚至采用多種技術(shù)的聯(lián)合來資源化處置高含鹽廢水。

　　2、各種技術(shù)的進展

　　(1)多效蒸發(fā)技術(shù)以單效蒸發(fā)為基礎(chǔ)，利用前效產(chǎn)生的二次蒸汽作為后效的加熱蒸汽，將多個蒸發(fā)器串聯(lián)起來組成多效蒸發(fā)的過程。MVR技術(shù)與多效蒸發(fā)技術(shù)相比，最顯著的區(qū)別在于傳統(tǒng)蒸發(fā)的能源來自蒸汽，蒸發(fā)過程中損失的能量都來自蒸汽，而MVR技術(shù)的能源來自電力，通過蒸汽壓縮機做功，將物料蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫低壓蒸汽壓縮成高溫高壓的蒸汽，再次作為熱源對原料液進行加熱，最大程度地回收了蒸汽潛能。因此相比于傳統(tǒng)蒸發(fā)技術(shù)，MVR更加節(jié)能，并且具有熱效率高、運行成本低、設(shè)備自動化程度高、占地面積小等特點。

　　由于MVR與傳統(tǒng)多效蒸發(fā)均是物理處置過程，所以蒸發(fā)的原水水質(zhì)不能太差，否則系統(tǒng)需要頻繁置換和清洗，也會影響處置過程的效率;另外蒸發(fā)裝置運行一段時間后累積的濃縮液處置也是一大瓶頸，現(xiàn)如今多數(shù)廠家往往采用濃縮液焚燒、氧化預(yù)處理等聯(lián)合技術(shù)來徹底解決高含鹽有機廢水。

　　(2)高級氧化法以生成羥基自由基為主體，利用羥基自由基引發(fā)鏈式氧化反應(yīng)迅速破壞有機物的分子結(jié)構(gòu)，幾乎可以無選擇的氧化降解高濃度有機廢水，而鹽濃度的高低對該方法的影響可以忽略。根據(jù)產(chǎn)生自由基的方式和條件的不同，可分為濕式氧化法、超臨界水氧化法以及其他催化氧化法等。

　　濕式氧化是指在高溫和高壓的條件下，利用空氣或氧氣作氧化劑，將水中有機物氧化成小分子有機物或無機物。濕式氧化的條件溫度一般在120～320℃，壓力在0.5～20MPa。若提高反應(yīng)的溫度和壓力至水的臨界點以上(溫度374.3℃、壓力22.05MPa)，水的基本性能會發(fā)生很大的變化，表現(xiàn)出類似于非極性有機化合物的性質(zhì)，此狀況下的反應(yīng)就稱為超臨界水氧化。超臨界水能與非極性物質(zhì)和其他有機物完全互溶，同時超臨界水還可以和空氣、二氧化碳等氣體完全互溶，而無機物特別是鹽類在超臨界水中的電離常數(shù)和溶解度則很低，多數(shù)鹽類能夠分離出來，對氧化反應(yīng)幾乎無影響。所以當(dāng)用超臨界水氧化法處理廢水時，具有強氧化性的羥基自由基可將有機污染物徹底降解。

　　雖然濕式氧化、超臨界氧化等高級氧化技術(shù)可以無選擇的氧化降解各類污染物，但反應(yīng)條件苛刻、對設(shè)備要求高的缺點限制其廣泛應(yīng)用。

　　(3)膜法是利用壓力為推動力，利用不同孔徑、不同材料的膜在一定的壓力下將水與水中的污染物分離去除，根據(jù)膜的孔徑大小可分為微濾、超濾、納濾和反滲透等，近年來又陸續(xù)出現(xiàn)了正滲透(FO)技術(shù)。

　　正滲透技術(shù)用于高濃鹽水的濃縮，可以將其濃縮至22～26萬mg/LTDS。FO使用半透膜(原理等同于反滲透膜)，利用自然滲透壓差,使水分子從待處理的高濃鹽水中自然擴散到汲取液中，F(xiàn)O優(yōu)點在于它運作過程不需要高壓泵，系統(tǒng)能耗低，可以去除高鹽水的溶解鹽成分，由于FO低壓工作特性，使得FO膜不可逆轉(zhuǎn)的污染及結(jié)垢傾向比高壓反滲透系統(tǒng)更低，系統(tǒng)更加安全可靠。汲取液是影響正滲透技術(shù)的關(guān)鍵因素之一：汲取液本身的滲透壓直接影響正滲透的運行效率;汲取液的再生是正滲透工藝能耗的主要部分。因此，相關(guān)研究人員都將進一步增加汲取液的滲透壓，增加正滲透過程的水通量，開發(fā)更加節(jié)能的再生工藝作為研究的一個重要方向。

　　(4)焚燒法是指在800～1000℃的高溫條件下，高含鹽廢水中的可燃組分(主要是有機物)與空氣中的氧進行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，釋放能量并轉(zhuǎn)化為高溫的燃燒氣和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣，從而使高鹽廢水減容，實現(xiàn)無害化的目的。高含鹽廢水的焚燒通常有二燃室(溫度控制在1100℃以上)，可以保證廢水中有機物完全分解，爐子下端產(chǎn)出的固體鹽可達到工業(yè)級別回用，同時廢水產(chǎn)生的能量可以用于原料的加熱、副產(chǎn)蒸汽等。受制于焚燒成本、鹽的濃度和種類等因素，并不是所有的高含鹽有機廢水都適合焚燒，此外該工藝容易產(chǎn)生氮氧化物、二?f英等有毒物質(zhì)，廢水中的鹽類對裝置和設(shè)備也會產(chǎn)生一定程度的腐蝕。

　　目前工業(yè)化應(yīng)用較多的是鱗板式焚燒爐，該爐型已在染料、化工、農(nóng)藥等多個行業(yè)都有較多的應(yīng)用案例。鱗板式焚燒爐可根據(jù)企業(yè)自身特點及所在的區(qū)域優(yōu)勢，采用天然氣或者煤氣，甚至是企業(yè)的副產(chǎn)甲醇、氫氣等為燃料，將高鹽有機廢水通過焚燒處理，煙氣達標處理的同時還能得到副產(chǎn)鹽，一舉雙得。

　　3、結(jié)語

　　MVR蒸發(fā)法運行較為穩(wěn)定，若原水水質(zhì)一般，高鹽廢水得到了解決但可能又形成了新的固體污染源;高級氧化法基本無二次污染物產(chǎn)生，具有技術(shù)上的可行性，但其成本和工業(yè)化程度制約了它的大規(guī)模應(yīng)用;膜法是依據(jù)物理作用實現(xiàn)鹽的分離和濃縮，抗污染、性能穩(wěn)定的膜材料是其工業(yè)化應(yīng)用重要的參考因素;焚燒法運行成本較高，且中間過程和尾端排放控制嚴格，如果焚燒后的鹽有較大利用價值或焚燒所用的燃料成本低，那焚燒的路徑才值得推薦和考慮。綜上所述，任何單一的工藝或方法都沒有絕對的優(yōu)劣之分，對于高含鹽工業(yè)廢水的處理，應(yīng)結(jié)合實際情況選擇不同工藝進行分別處理。今后，如何將多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用徹底解決高含鹽廢水的問題，如何合理有效地對結(jié)晶鹽進行二次利用，都將是未來研究的熱點方向。(來源：青島海灣精細化工有限公司)