高含鹽廢水是指含有有機物和至少總?cè)芙夤腆wtds的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥3.5%的廢水,包括高鹽生活廢水和高鹽工業(yè)廢水。
主要來源于直接利用海水的工業(yè)生產(chǎn)、生活用水和食品加工廠、化工廠及石油和天然氣的采集加工等。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-,so42-,na+,ca2+等離子。
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)用水生產(chǎn)極大的危害。但常規(guī)處理方法中鹽水濃度不能過高,亟待開發(fā)處理更高濃度的高鹽廢水的工藝技術(shù)。
常用技術(shù)一:高鹽廢水低溫多效板式蒸發(fā)濃縮脫鹽
1、低溫多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶技術(shù)
低溫多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng),是由相互串聯(lián)的多個蒸發(fā)器組成,低溫(90℃左右)加熱蒸汽被引入第一效,加熱其中的料液,使料液產(chǎn)生比蒸汽溫度低的幾乎等量蒸發(fā)。產(chǎn)生的蒸汽被引入第二效作為加熱蒸汽,使第二效的料液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)。這個過程一直重復(fù)到最后一效。
第一效凝水返回?zé)嵩刺?,其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出,一份的蒸汽投入,可以蒸發(fā)出多倍的水出來。同時,料液經(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)料液的固液分離。
低溫多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于化工生產(chǎn)的濃縮過程和結(jié)晶過程,還可以應(yīng)用于工業(yè)含鹽廢水的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理過程中。
在工業(yè)含鹽廢水的處理過程中,工業(yè)含鹽廢水進入低溫多效濃縮結(jié)晶裝置,經(jīng)過5-8效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過程,分離為淡化水(淡化水可能含有微量低沸點有機物)和濃縮晶漿廢液;無機鹽和部分有機物可結(jié)晶分離出來,焚燒處理為無機鹽廢渣;不能結(jié)晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器,形成固態(tài)廢渣,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。
其主要技術(shù)參數(shù)如下:
(1)淡化水含鹽量(tds)<10ppm(可能含有微量隨蒸汽出來的低沸點有機物);
(2)噸淡化水蒸汽耗量=(1/效數(shù))/90%t/t;
(3)噸淡化水電力消耗2-4kw?h/t(依效數(shù)和裝置大小而異)。
2、裝置結(jié)構(gòu)方案:
(1)低溫多效板式蒸發(fā)器+管式蒸發(fā)結(jié)晶器;
(2)冷凝器:管式冷凝器;
(3)除沫型式:每效采用“轉(zhuǎn)角式擋板+旋風(fēng)復(fù)擋+絲網(wǎng)”三級復(fù)合除沫系統(tǒng),確保二次蒸汽(淡化水)清潔;
(4)真空泵為自冷式水環(huán)泵;
(5)系統(tǒng)控制:裝置的溫度、壓力、液位、流量為系統(tǒng)自動控制調(diào)節(jié)。
3、低溫多效濃縮結(jié)晶裝置技術(shù)特點:
工藝特點:
(1)該裝置采用混程給水,使相同造水噸位裝置的噸水電耗較國外工藝減少40%-50%;
(2)由于混程給水,廢水從高溫效依次進入低溫效,濃度逐漸升高,溫度逐漸降低。避免了國外工藝中,由低溫效向高溫效循環(huán)給水引起的在高溫效給水濃度升高,有效減輕了高溫效的結(jié)垢和腐蝕情況;
(3)水量在蒸發(fā)器上分布均勻,避免了現(xiàn)有裝置噴頭式給水不均勻易堵塞的缺點;
(4)真空系統(tǒng)采用差壓抽氣裝置,各效間準(zhǔn)確形成設(shè)計壓差,使得裝置運行穩(wěn)定可靠。
結(jié)構(gòu)特點:
(1)采用抽屜式結(jié)構(gòu),制造裝配、檢修維護方便;板式蒸發(fā)器,拆卸清洗;
(2)采用板式蒸發(fā)器,可實現(xiàn)廢水高倍濃縮,無機鹽可結(jié)晶分離;
(3)采用板式蒸發(fā)器,模塊化設(shè)計,便于大規(guī)模批量生產(chǎn),造價低;
(4)裝置結(jié)構(gòu)簡單,制造工藝性好;
(5)裝置配套機電設(shè)備全部國產(chǎn)化;
(6)噸水裝置制造成本較國外公司降低30~40%。
常用技術(shù)二:生物法
生物處理是目前廢水處理最常用的方法之一,它具有應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強等特點。化工廢水如染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體等含鹽較高的廢水則給生物處理帶來一定的難度。這類廢水含鹽較高,污染嚴(yán)重,必須處理才能排放。況且,此類廢水成分復(fù)雜,不具備回收價值,采用其他處理方法成本較高,因此生物處理仍是首選的方法。
無機鹽類在微生物生長過程中起著促進酶反應(yīng),維持膜平衡和調(diào)節(jié)滲透壓的重要作用。但鹽濃度過高,會對微生物的生長產(chǎn)生抑制作用。主要抑制原因在于:
(1)鹽濃度過高時滲透壓高,使微生物細胞脫水引起細胞原生質(zhì)分離;
(2)高含鹽情況下因鹽析作用而使脫氫酶活性降低;
(3)高氯離子濃度對細菌有毒害作用;
(4)由于水的密度增加,活性污泥容易上浮流失。
為此,高含鹽廢水的生物處理需要進行稀釋,通常在低鹽濃度下(鹽濃度小于1%)運行,造成水資源的浪費,處理設(shè)施龐大、投資增加,運行費用提高。隨著水資源的日趨緊張,國家出臺的保護水資源各項法規(guī)和收費的實施,給高含鹽廢水處理的企業(yè)帶來了負擔(dān)。
生物處理法具有經(jīng)濟、高效、無害的特點,鹽含量從0提高至30g/l時,在被馴化的系統(tǒng)里有機物(以cod的形式)去除率從97%降至60%,氮(n)的去除率從88%降至68%;在經(jīng)過馴化的系統(tǒng)里,當(dāng)鹽的質(zhì)量濃度從5g/l提高至30g/l時,cod去除率從90%降至71%,n的去除率85%降至70%。
例如常用的生化處理工藝,sbr工藝處理含鹽廢水時,通過逐步提高鹽度的方法馴化出耐高鹽的活性污泥,進行模擬高鹽廢水的處理試驗,對鹽度為0和2%,cod為300mg/l的高鹽廢水進行研究。
結(jié)果表明,在每周期12h、曝氣量0.6l/min、平均污泥濃度在2000-3500mg/l時、污泥齡為18d條件下,出水cod去除率變化不大,分別為97%和93%,而相應(yīng)的出水nh4+-n去除率從93%降低到72%,表明廢水鹽度增大,對系統(tǒng)的硝化能力有較大影響。
而改變進水有機負荷對出水cod去除影響不大,該系統(tǒng)耐有機負荷沖擊能力較強。