行业专项进展：高含盐有机废水研究

查看全部 · 发表于 2021-4-16 18:01:22

高盐废水是指含有有机物和至少3.5%（质量浓度）的总溶解固体物（TDS）的废水。这种废水来源广泛，一类是化工、制药、石油、造纸、奶制品加工、食品罐装等多种工业生产过程中，会排放大量废水，水中不但含有很多高浓度的有机污染物，伴随着大量钙、钠、氯、硫酸根等离子。另一类是为了充分利用水资源，部分沿海城市直接利用海水作为工业生产用水或是冷却水。

一、加药混凝—气浮、沉淀传统预处理工艺

当含盐原水 COD 浓度在 5000mg/L以下，而且对结晶盐质量没有要求时，传统工艺是将含盐原水经过“调节—加药混凝—气浮、沉淀” 预处理后，再进入“蒸发浓缩结晶除盐系统”。该方法投资少，运行成本低，但结晶盐质差，难销售。

二、Fenton或电—Fenton 催化氧化预处理工艺

Fenton 试剂含有 H2O2和 Fe2+，对废水中有机污染物具有很强的氧化能力，且反应速度快，投资低，出水经沉淀净化后可实现预处理目的。

但 Fenton 或电——Fenton 催化氧化工艺要求特定的反应条件：pH 值 2——4，而且产生较多含铁污泥，出水会有颜色。当含盐原水 p H 值偏低时使用较经济，否则“加酸降 p H，加碱中和”的过程增加运行成本。COD浓度在 10000 mg/L左右尚好，如过高，就要多级氧化净化处理，Fenton 工艺就无优势了。

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三、双膜法预处理工艺

先利用孔径在 20——2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透膜进行超滤，可截留蛋白质、各类酶、细菌等胶体物质和大分子物质在浓缩液中，而水、溶剂、小分子和形成盐的离子则可通过膜，进入透过水中。

由于透过水水量减少，而盐量没变，所以透过水含盐浓度增加。这时再用孔径在 1——20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半透膜进行反渗透，无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD 等被截留在浓缩液中，只有水和溶剂进入透过水中，盐在浓缩液中浓度进一步增加，送去蒸发结晶除盐。

双膜法除盐的优势在于大幅度降低了蒸发结晶除盐的水量，从而明显降低蒸发结晶除盐的运行成本和投资。但要注意以下问题：

超滤前要调 p H 为中性、去硬度、去 SS 净化等；

原水含盐量在 5000mg/L以下，否则透过水量就太低了，脱盐率也降低；

由于膜要经常水洗、酸洗、碱洗保护，膜的使用寿命也有限，运行成本也是比较高的；

最大的问题是截留下的更高污染的浓缩液怎么办？！如能提取有价物质或有大量可生化废水稀释一起处理还好，否则，如回用会增加污染积累；如焚烧，则投资和运行成本极高；

对含盐量超过 5000mg/L的废水可直接蒸发结晶除盐了，再用膜法没什么意义，但是要提醒的是：蒸发结晶除盐前还是要进行有效预处理的。

四、臭氧/催化/混凝复合预处理工艺

以臭氧为强氧化剂并复合催化剂和混凝剂，在特定的环境中进行充分的交联协同反应，可使废水中的环链和长链断开，提高废水的可生化性。

创造合适的反应条件，也可充分地氧化废水中溶解的有机污染物，破坏废水中的胶体、发色团、发臭团，去除废水中的 COD、BOD、SS、异味和一些颜色，但不能去除盐份和较多的氨氮。

由于以臭氧为强氧化剂并复合氧化性质的催化剂和混凝剂，所以在整个去除有机污染物的过程中产生的泥量很少，而且反应环境、形式与过程都比 Fenton工艺简单的多，可多级串联运行，确保出水达到预期指标。

水量较大且含盐量低于 5000mg/L 的废水可首选双膜法，浓缩以后再除盐；

含盐原水pH值为 2——4 的含盐原水可首选 Fenton工艺预处理；

pH值5以上的高浓 COD 且含盐量大于 5000mg/L的含盐废水可选臭氧/催化/混凝复合预处理工艺；

含盐原水色度高或氨氮高，则必须单独进行脱色和脱氨处理；

对于含盐溶液，由于其溶解度的不同，其从溶液中结晶析出有两种方案：

第一是对于溶解度随温度不大的物系，一般采用蒸发溶剂的方法。

第二是溶解度随温度变化较大的物系，一般采用冷却溶液的方法。

含盐废水一般均为多种盐的混合物，由于同离子效应的存在，其溶解度曲线和溶液的沸点均不同于单一物系，一般其饱和溶解度要低于单一物系的饱和溶解度，沸点高于同浓度下单一物系的沸点。所以要准确掌握多组分盐的溶解度和沸点必须通过实验求得，这是蒸发除盐设计的关键所在。

对于蒸发除盐浓缩终点的设计，主要取决于后续分离设备的匹配，选用卧式螺旋卸料离心机，其出蒸发器溶液含固量应为 10%左右，选用双级活塞推料料离心机，其出蒸发器溶液含固量为 50%左右。

蒸发结晶器的设计是蒸发除盐装置能否正常运行的关键，设计时要考虑以下因素：晶核的生成、过饱和度的控制、短路温差的消除、大颗粒盐的即时分离、强制循环的方式和流速、气液分离强度等。

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