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            高鹽廢水預處理技術及對生物處理系統影響研究進展

            發布時間:2019-11-07 10:02作者:亞潔環保點擊:


            據有關數據顯示,世界上大量的淡水資源主要分布在10多個國家中,而其他80多個國家面臨著嚴峻的淡水資源緊缺問題,而這些國家卻擁有世界上超過40%的人口。這表明了地球上淡水資源分布不均的問題。隨著世界環境污染的加劇,淡水資源緊缺問題發展日益嚴重,如何解決淡水資源的緊缺狀況、提高水資源的利用率成為現階段世界各國共同關注的話題。

            一、高鹽廢水概述

            高鹽廢水是指總含鹽質量分數至少1%的廢水.其主要來自化工廠及石油和天然氣的采集加工等。這種廢水含有多種物質,如包括鹽、油、有機重金屬和放射性物質。高鹽廢水中含有較多的有機物,且有機物化學性質存在較大差別,其中含有Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等眾多類型的鹽類物質。以上這些鹽類物質中,適量的鹽類物質是微生物生長必須的營養元素,能夠促進微生物促酶反應,而一旦含量超標就會毒害會一直微生物生長,反而影響生物處理系統的凈化效果。

            二、高鹽廢水預處理技術

            (一)蒸發

            蒸發技術是通過加熱的原理來減少水分,改變溶液中鹽濃度,從而使污水處理的體積減小,達到合理控制污水處理量的目的。最常用的蒸發方法是暴曬,該技術處理的優勢是操作簡單、耗能低,但污水經過曝曬有機物濃度增加,容易產生臭味,其處理鹽分也無法二次利用。多效蒸發技術是在蒸發技術的原理上發明的,可以利用一個蒸發器進行多次蒸發(流程如圖1),以提高蒸發處理的效果。廣州某污水處理廠曾采用三效蒸發技術處理高濃度(COD80000mg/L,鹽度860mg/L)化工廢水,COD和鹽分去除率分別超過85%和98%,單位廢水的蒸汽消耗約 0.38t/t廢水。這說明多效蒸發具有較好的處理效果。


            圖1 低溫多效蒸發流程圖

            (二)焚燒

            焚燒處理技術是在800~1000℃的焚燒處理條件下,利用廢水中的可燃組分是高鹽廢水達到處理的處理技術。該技術主要適用于含有較高沸點的高鹽廢水,目的是為了是使機物和高沸點無機鹽分離以達到最終的脫鹽。該技術和與多效蒸發技術聯合使用,在蒸發處理后處理難于蒸發的高沸點有機鹽。

            (三)膜分離

            膜分離處理技術的依據是膜在不同組分中的透過差異,通過不同組分的不同透過性能達到高鹽廢水脫鹽的目的。該技術主要應用電滲析、微慮、超濾等反滲透技術。電滲析具有充分截留高鹽廢水中懸浮固體和溶解有機物的作用。廣州某污水處理廠采用電滲析和反滲透技術處理含大量Ca2+和 Cl的高鹽廢水,水量450m3/h,處理前后Cl濃度由13 000mg/L降 到4 000mg/L。這說明電滲析反滲透技術在處理含有Cl和Ca2+的高鹽廢水中具有較高的應用效果[3]。

            (四)離子交換

            離子交換是應用高鹽溶液中陰離子和陽離子的交換反應來達到陰陽離子置換的目的,從而使高鹽廢水中的Cl等離子置換為OH,出去高鹽廢水中的鹽分。利用離子交換除鹽時可能會出現SS堵塞樹脂的情況。由于樹脂的成本較高,因此離子交換技術處理的成本較高,同時也限制了該技術在高鹽污水預處理中的應用。


            圖2 離子交換法處理焦磷酸鹽鍍銅廢水流程

            三、高鹽廢水預處理技術對生物處理系統的影響

            (一)高鹽度的影響

            據科學資料顯示,高鹽環境具有抑制微生物處理的作用。當NaCl濃度>10g/L時,微生物細胞原生質脫離,呼吸速率降低,因而生物處理系統的處理作用就會降低。當NaCl濃度>20000mg/L時,就會直接影響污泥的凝絮效果,引起SS上升,硝化菌和桿菌都收到抑制。當高鹽廢水中鹽濃度﹥12%時,TOC的處理效率就降低為40%以下,凈化水的效果明顯降低。

            (二)不同鹽分的影響

            高鹽廢水中所含有機鹽類型多樣,鹽分組分各異,微生物處理系統處理不同鹽分組分時的效果也存在差異性。其中,重金屬鹽對厭氧微生物影響較大,以下五種重金屬離子的厭氧一直吮順序為Pb>Cu>Ni>Cr6+>Z。SO4 2-和Cl-對厭氧的抑制與SO4 2-的濃度有著直接的關系,當SO4 2-的濃度越高,厭氧抑制的作用就越明顯。Cl的濃度同樣也會影響厭氧系統,不過相對于SO4 2-,Cl的濃度對厭氧系統的抑制作用不明顯。這說明不同的鹽分在同一厭氧系統中會產生不同的凈化效果。

            (三)鹽度變化的影響

            從高鹽廢水生物處理的理論上講,生物處理系統的凈化效果受不同鹽度變化存在差異性。在高鹽廢水處理的研究中,采用較為穩定的厭氧生物系統處理濃度不存在顯著變化的高鹽廢水,其凈化效果顯著高于鹽度沖擊變化較大的處理系統。這是因為鹽度濃度的變化會造成沖擊幅度的變化,當鹽分濃度變化越快時,生物處理系統發應接觸面積變小,系統污泥去除率相應降低。

            四、我國高鹽廢水預處理技術對生物處理系統影響的研究進度

            高鹽廢水生物處理技術是高鹽廢水處理的重要技術,鑒于其處理過程中對生物系統存在的較多影響及處理成本高、凈化效果一般的特點,現階段我國對高鹽廢水的好氧系統和厭氧系統進行了研究及其評價,研究出不同鹽度、不同鹽分、鹽分變化時對于生物系統的影響,并總結出高鹽度對污泥處理的影響存在較多的因素,它和鹽分類型、濃度、鹽度變化等都有著直接的關系,它們共同作用與生物處理系統。

            結語

            綜上所述,世界上有很多的國家和地區面臨著淡水資源緊缺的問題,研究高鹽廢水預處理技術及其對生物處理系統的影響對于該技術在海水淡化中的應用有著重要的意義。



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