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高盐废水预处理技术及对生物处理系统影响的研究进展

2019-11-01
来源:北极星水处理网 来源:《基层建设》 作者:陈健展

摘要:高盐废水随着化工产业的增产数量不断的增多,其中含有的较高浓度的盐分在水中能够造成细胞脱水或原生质分离,对于微生物生长造成抑制和毒害作用,对环境起到了破坏的作用。对于高盐废水的处理,现阶段国内存在着较多的争议。虽然生物处理成本较高,效率较低,净化效果一般,但目前国内尚未找到比该方法更好的净化方式,因此该生物处理仍旧是现阶段国内高盐废水处理的主要方法,同时也是研究高盐废水的处理的主要方法。本文主要讲述了高盐废水生物法预处理技术以及对生物处理系统的影响,并了解我国高盐废水处理的研究进展。

关键词:高盐废水;预处理技术;生物处理

引言

据有关数据显示,世界上大量的淡水资源主要分布在10多个国家中,而其他80多个国家面临着严峻的淡水资源紧缺问题,而这些国家却拥有世界上超过40%的人口。这表明了地球上淡水资源分布不均的问题。随着世界环境污染的加剧,淡水资源紧缺问题发展日益严重,如何解决淡水资源的紧缺状况、提高水资源的利用率成为现阶段世界各国共同关注的话题。

一、高盐废水概述

高盐废水是指总含盐质量分数至少1%的废水.其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等。这种废水含有多种物质,如包括盐、油、有机重金属和放射性物质。高盐废水中含有较多的有机物,且有机物化学性质存在较大差别,其中含有Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等众多类型的盐类物质。以上这些盐类物质中,适量的盐类物质是微生物生长必须的营养元素,能够促进微生物促酶反应,而一旦含量超标就会毒害会一直微生物生长,反而影响生物处理系统的净化效果[1]。

二、高盐废水预处理技术

(一)蒸发

蒸发技术是通过加热的原理来减少水分,改变溶液中盐浓度,从而使污水处理的体积减小,达到合理控制污水处理量的目的。最常用的蒸发方法是暴晒,该技术处理的优势是操作简单、耗能低,但污水经过曝晒有机物浓度增加,容易产生臭味,其处理盐分也无法二次利用。多效蒸发技术是在蒸发技术的原理上发明的,可以利用一个蒸发器进行多次蒸发(流程如图1),以提高蒸发处理的效果。广州某污水处理厂曾采用三效蒸发技术处理高浓度(COD80000mg/L,盐度860mg/L)化工废水,COD和盐分去除率分别超过85%和98%,单位废水的蒸汽消耗约 0.38t/t废水。这说明多效蒸发具有较好的处理效果[2]。

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图1 低温多效蒸发流程图

(二)焚烧

焚烧处理技术是在800~1000℃的焚烧处理条件下,利用废水中的可燃组分是高盐废水达到处理的处理技术。该技术主要适用于含有较高沸点的高盐废水,目的是为了是使机物和高沸点无机盐分离以达到最终的脱盐。该技术和与多效蒸发技术联合使用,在蒸发处理后处理难于蒸发的高沸点有机盐。

(三)膜分离

膜分离处理技术的依据是膜在不同组分中的透过差异,通过不同组分的不同透过性能达到高盐废水脱盐的目的。该技术主要应用电渗析、微虑、超滤等反渗透技术。电渗析具有充分截留高盐废水中悬浮固体和溶解有机物的作用。广州某污水处理厂采用电渗析和反渗透技术处理含大量Ca2+和 Cl的高盐废水,水量450m³/h,处理前后Cl浓度由13 000mg/L降 到4 000mg/L。这说明电渗析反渗透技术在处理含有Cl和Ca2+的高盐废水中具有较高的应用效果[3]。

(四)离子交换

离子交换是应用高盐溶液中阴离子和阳离子的交换反应来达到阴阳离子置换的目的,从而使高盐废水中的Cl等离子置换为OH,出去高盐废水中的盐分。利用离子交换除盐时可能会出现SS堵塞树脂的情况。由于树脂的成本较高,因此离子交换技术处理的成本较高,同时也限制了该技术在高盐废水预处理中的应用。

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图2 离子交换法处理焦磷酸盐镀铜废水流程

三、高盐废水预处理技术对生物处理系统的影响

(一)高盐度的影响

据科学资料显示,高盐环境具有抑制微生物处理的作用。当NaCl浓度>10g/L时,微生物细胞原生质脱离,呼吸速率降低,因而生物处理系统的处理作用就会降低。当NaCl浓度>20000mg/L时,就会直接影响污泥的凝絮效果,引起SS上升,硝化菌和杆菌都收到抑制。当高盐废水中盐浓度﹥12%时,TOC的处理效率就降低为40%以下,净化水的效果明显降低。

(二)不同盐分的影响

高盐废水中所含有机盐类型多样,盐分组分各异,微生物处理系统处理不同盐分组分时的效果也存在差异性。其中,重金属盐对厌氧微生物影响较大,以下五种重金属离子的厌氧一直吮顺序为Pb>Cu>Ni>Cr6+>Z。SO4 2-和Cl-对厌氧的抑制与SO4 2-的浓度有着直接的关系,当SO4 2-的浓度越高,厌氧抑制的作用就越明显。Cl的浓度同样也会影响厌氧系统,不过相对于SO4 2-,Cl的浓度对厌氧系统的抑制作用不明显。这说明不同的盐分在同一厌氧系统中会产生不同的净化效果。

(三)盐度变化的影响

从高盐废水生物处理的理论上讲,生物处理系统的净化效果受不同盐度变化存在差异性。在高盐废水处理的研究中,采用较为稳定的厌氧生物系统处理浓度不存在显著变化的高盐废水,其净化效果显著高于盐度冲击变化较大的处理系统。这是因为盐度浓度的变化会造成冲击幅度的变化,当盐分浓度变化越快时,生物处理系统发应接触面积变小,系统污泥去除率相应降低。

四、我国高盐废水预处理技术对生物处理系统影响的研究进度

高盐废水生物处理技术是高盐废水处理的重要技术,鉴于其处理过程中对生物系统存在的较多影响及处理成本高、净化效果一般的特点,现阶段我国对高盐废水的好氧系统和厌氧系统进行了研究及其评价,研究出不同盐度、不同盐分、盐分变化时对于生物系统的影响,并总结出高盐度对污泥处理的影响存在较多的因素,它和盐分类型、浓度、盐度变化等都有着直接的关系,它们共同作用与生物处理系统。

结语

综上所述,世界上有很多的国家和地区面临着淡水资源紧缺的问题,研究高盐废水预处理技术及其对生物处理系统的影响对于该技术在海水淡化中的应用有着重要的意义。

转载:http://huanbao.bjx.com.cn/news/20191101/1017779.shtml

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