化工生產(chǎn)中高鹽廢水的來源

通常,，對(duì)于廢水生化處理而言,，高鹽廢水是指含有機(jī)物和至少總?cè)芙夤腆w（TDS）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3.5%的廢水,。因?yàn)樵谶@類廢水中,，除了含有有機(jī)污染物,，還含有大量可溶性的無機(jī)鹽,，如Cl-、Na+,、SO42-,、Ca2+等。所以,，這類廢水一般是生化處理的極限,。這類廢水除了海水淡化產(chǎn)生外，其他主要來源于以下領(lǐng)域：

①化工生產(chǎn),，化學(xué)反應(yīng)不*或化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物,，尤其染料、農(nóng)藥等化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量高COD,、高鹽有毒廢水,；

②廢水處理，在廢水處理過程中,，水處理劑及酸,、堿的加入帶來的礦化,，以及大部分“淡”水回收而產(chǎn)生的濃縮液，都會(huì)增加可溶性鹽類的濃度,，形成所謂的難于生化處理的“高鹽度廢水”,。可見,，這類含鹽廢水已經(jīng)較普通廢水對(duì)環(huán)境有更大的污染性,。

在介紹中，高鹽廢水是指達(dá)標(biāo)排放水通過采用反滲透技術(shù)回收大部分“淡水”之后,，產(chǎn)生的濃鹽水再經(jīng)過蒸發(fā),、或者其他脫鹽技術(shù)處理，得到總?cè)芙夤腆w（TDS）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%的難于生化處理的濃廢液,；或者是化工生產(chǎn)過程中直接產(chǎn)生的高COD含量,、總?cè)芙夤腆w（TDS）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%和無法生化處理的廢水。為了**這類高鹽廢水的污染,，不僅要降低其COD的含量,，而且更為重要的是實(shí)現(xiàn)可溶解鹽類物質(zhì)從廢水中的*分離。只有這樣,，才能真正地達(dá)到高鹽廢水的處理目標(biāo),。

1 來自化工生產(chǎn)過程的高鹽廢水

自20世紀(jì)90年代以來，隨著我國紡織工業(yè)的迅猛發(fā)展,，印染行業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,，染料的生產(chǎn)與使用量越來越大。由此,，產(chǎn)生大量的高COD,、高色度、高毒性,、高鹽度、低B/C的染料廢水,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，2009年印染行業(yè)所產(chǎn)生的染料廢水總量已達(dá)24.3億噸，占紡織工業(yè)廢水總排放量的80%以上,。該種染料廢水具有的“四高一低”的特點(diǎn),，并且與使用染料的種類有關(guān)。與此同時(shí),，在染料生產(chǎn)中,，排放廢水中鹽類的富集主要是由生產(chǎn)工藝和工藝助劑的添加造成的。比如,，在江蘇某染料廠綜合廢水中,，僅氯鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)就高達(dá)60g/L,。可見,，如何高效處理高鹽度,、高污染度的印染廢水，實(shí)現(xiàn)氯鹽從達(dá)標(biāo)水的分離,，滿足淡水資源的循環(huán)利用要求,，已成為印染廢水處理的難題。

在化工生產(chǎn)中,，農(nóng)藥生產(chǎn)過程也會(huì)產(chǎn)生大量的高鹽廢水,。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國農(nóng)藥生產(chǎn)廠已達(dá)1600家左右,，農(nóng)藥年產(chǎn)量達(dá)47.6萬噸,。其中，有機(jī)磷農(nóng)藥的生產(chǎn)占農(nóng)藥工業(yè)的50%以上,。該種農(nóng)藥廢水的特點(diǎn)是：有機(jī)物濃度高,、污染成分復(fù)雜、毒性大,、難降解,、水質(zhì)不穩(wěn)定等。比如,，在除草劑草甘膦的生產(chǎn)過程中,，濃縮母液過程會(huì)產(chǎn)生濃度很高的磷酸鹽和氯化鈉廢水，其COD為50000mg/L左右,，鹽類的含量可達(dá)150g/L,。對(duì)于此類高COD、高鹽農(nóng)藥廢水,，必須采取有效處理措施進(jìn)行處理,。否則，必將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,。

除此之外,，在其他化工生產(chǎn)過程中，也會(huì)有高鹽廢水產(chǎn)生,。例如,，氨堿法制備純堿生產(chǎn)中，蒸氨處理后系統(tǒng)排放廢水的可溶性鹽含量一般可達(dá)15%～20%,，其中大部分為CaCl2,、NaCl。在煤化工行業(yè)中，含鹽廢水經(jīng)過熱濃縮工藝后,，外排的濃縮廢水含鹽量可達(dá)20%以上,。對(duì)于化工過程中產(chǎn)生的高鹽廢水，由于來源于不同化工產(chǎn)品與生產(chǎn)工藝,，高鹽廢水的性質(zhì)也各異,。因此，對(duì)于化工生產(chǎn)中直接產(chǎn)生的各種高鹽廢水,，需要按照高鹽廢水的不同來源,、性質(zhì)進(jìn)行分類并選擇優(yōu)工藝處理。

2 化工廢水處理與淡水回收利用過程的高鹽廢水

在化工廢水處理過程中,，廢水的來源,、組成都不相同，處理工藝方法也很多,，但是都是以降低廢水COD含量,、后回收部分“淡”水為目的的。由此,，在廢水處理COD值達(dá)標(biāo)之后,，將會(huì)進(jìn)一步采用反滲透等技術(shù)，回收部分“淡”水進(jìn)行回用,，以節(jié)約水資源,。在整個(gè)工藝進(jìn)程中，預(yù)處理系統(tǒng),、水處理藥劑的加入及水的回用都導(dǎo)致廢水中鹽含量的增加和高鹽水的形成,。

許多工業(yè)廢水都含有機(jī)/無機(jī)混合污染物，在某些廢水中甚至含有不利于微生物生存或難生化降解的污染物,。這樣,，有必要通過物化預(yù)處理提高廢水的可生化性。廢水經(jīng)過預(yù)處理之后,，雖然廢水中的有毒類,、難降解類含量會(huì)有所降低，但是各種添加劑的加入會(huì)使廢水中鹽類含量增加,，形成含鹽較高的廢水,。同時(shí)，脫鹽預(yù)處理也會(huì)產(chǎn)生含鹽量較高的高鹽廢水

一般地,，降低廢水COD的方法可分為物化法和生物法。其中,，生物法具有成本低等優(yōu)點(diǎn),，是可選處理方法。對(duì)于生化性較差的廢水，采用物化-生化耦合工藝技術(shù)進(jìn)行處理,，已經(jīng)成為當(dāng)今難生化廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),。近年來，各種用于廢水處理的耐鹽菌已經(jīng)得到了深入的研究與利用,，使得處理廢水的鹽含量有一定提高,。雖然廢水中的含鹽量還是應(yīng)有所控制、不宜過高,，但是研究發(fā)現(xiàn),，當(dāng)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.5%時(shí)，COD去除率可以達(dá)到60%,；同時(shí),，廢水中鹽含量達(dá)到5%時(shí)，采用耐鹽菌進(jìn)行生化處理也是有效的,?？梢姡S著廢水處理技術(shù)和工藝的發(fā)展,，特別是物化法和生物法工藝的聯(lián)合應(yīng)用與耐鹽菌種的研發(fā)與實(shí)踐,，都使得廢水在COD達(dá)標(biāo)處理的同時(shí)，排放水中的可溶性鹽含量會(huì)有一定程度的提高,，導(dǎo)致了含鹽水的形成,。

*，反滲透膜技術(shù)是一種常用的脫鹽技術(shù),。目前,，適用于工業(yè)規(guī)模的反滲透膜，主要包括乙酸纖維素和聚酰胺膜,，其鹽截留率為99%,。廢水通過物化、生物等方法使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),。為了回收循環(huán)部分淡水資源,，一般采用反滲透膜技術(shù)，回收,、循環(huán)利用達(dá)70%的水,。當(dāng)前，在實(shí)際生產(chǎn)過程中,，反滲透膜的產(chǎn)水率一般在50%～60%,。所以，合格排放水經(jīng)過反滲透技術(shù)處理,，回收,、循環(huán)利用50%～60%淡水后，排放的廢水鹽濃度將提高一倍以上，從而產(chǎn)生高鹽廢水,。‍

高鹽廢水的處理技術(shù)

1 碟管式反滲透（DTR0）技術(shù)+蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

碟管式反滲透（DTRO）技術(shù)是一種高效反滲透技術(shù),，早始于德國，相對(duì)于卷式反滲透其耐高壓,、抗污染特點(diǎn)更加明顯,，即使在高濁度、高SDI值,、高鹽分,、高COD的情況下，也能經(jīng)濟(jì)有效穩(wěn)定運(yùn)行,，更加適應(yīng)高鹽廢水的處理,。國內(nèi)主要應(yīng)用于垃圾滲濾液與海水淡化、苦咸水淡化工程,。

碟管式反滲透DTRO膜濃縮后的濃鹽水TDS含量100000～150000mg/L,，回收70%～80%蒸餾水，并采用結(jié)晶技術(shù)將鹽分結(jié)晶成固體進(jìn)行回收利用,，多效蒸發(fā)工藝和蒸汽機(jī)械再壓縮工藝,，產(chǎn)生的二次蒸汽，壓縮后使壓力和溫度升高,，熱焓增加,，然后送入蒸發(fā)器的加熱室作加熱蒸汽使用，充分利用能量,。其產(chǎn)水經(jīng)過次優(yōu)分級(jí),，分別回用于脫鹽水處理和循環(huán)水處理系統(tǒng)。DTRO鹽截留率為98%～99.8%,，結(jié)晶的干化固體資源化回收利用,。終達(dá)到液體*要求。

2 焚燒工藝技術(shù)

如前所述,，對(duì)于高COD,、高鹽廢水，可采用直接焚燒的方法進(jìn)行處理,。焚燒法處理高鹽廢水始于20世紀(jì)50年代,，是將高鹽廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧*汽化,，讓廢水中的有機(jī)物在爐內(nèi)氧化分解成為二氧化碳,、水及少許無機(jī)物灰分。

在高鹽有機(jī)廢水焚燒前,，應(yīng)當(dāng)過濾廢水中的懸浮物,，或者采用加熱等方法降低廢水黏度,，以防止堵塞噴嘴并提高廢液霧化效率。對(duì)于不同類型的工業(yè)高鹽廢水,，有時(shí)還要進(jìn)行酸堿中和處理，以防止酸腐蝕設(shè)備,、過堿出現(xiàn)污垢,。在焚燒階段，焚燒溫度需要根據(jù)高鹽廢水物性確定,，還需控制焚燒時(shí)間,、通氣量等因素，以達(dá)到較好的焚燒效果,。后,，在煙氣處理階段，由于廢液中常含有N,、S,、Cl等元素，通常焚燒會(huì)產(chǎn)生含NOx,、SOx和HCl的污染性氣體,。因此，對(duì)產(chǎn)生的煙氣需進(jìn)行凈化處理,，達(dá)標(biāo)后才可排放,。

3 蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶工藝技術(shù)

蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶工藝技術(shù)是通過蒸發(fā)，使高鹽廢水濃縮,，后對(duì)濃縮液進(jìn)行冷卻,，從而使高鹽廢水中可溶性鹽類物質(zhì)結(jié)晶分離出來的工藝技術(shù)。該工藝能使部分鹽類物質(zhì)分離出來,，得到結(jié)晶鹽類化合物,，而結(jié)晶母液則需要返回至前面蒸發(fā)階段進(jìn)行再循環(huán)蒸發(fā)濃縮處理。

該工藝技術(shù)適用于高鹽廢水中COD相對(duì)較低,、所含鹽類的溶解度相對(duì)溫度變化敏感的高鹽廢水,，通過控制結(jié)晶溫度，可能得到比較純凈的結(jié)晶鹽,。但當(dāng)廢水中鹽類相對(duì)的溫度變化不敏感時(shí),，例如，廢水中所含主要鹽類為氯化物時(shí),，采用冷卻結(jié)晶方式進(jìn)行鹽的分離,，效率很低。此外,，在冷卻結(jié)晶工藝中,，會(huì)有大量冷卻母液需要返回到前段工藝流程再次加熱蒸發(fā),、濃縮處理。這樣,，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝流程長,、能耗高，處理效率較低,。

4 蒸發(fā)-熱結(jié)晶工藝技術(shù)

在蒸發(fā)-熱結(jié)晶工藝流程中,，首先將高鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮,，隨后利用旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器,，對(duì)高鹽廢水濃縮液進(jìn)行繼續(xù)加熱，使其進(jìn)一步蒸發(fā),、濃縮,，形成過飽和鹽液。后,，通過冷卻,，使過飽和鹽液溫度降低至40℃以下，得到鹽泥,，從而實(shí)現(xiàn)高鹽廢水中可溶性鹽類物質(zhì)的*分離,。其中，關(guān)鍵設(shè)備是旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器,。

蒸發(fā)-熱結(jié)晶工藝技術(shù)的創(chuàng)新在于：采用薄膜蒸發(fā)方式,，處理含鹽的黏稠濃縮液，其蒸發(fā)效率高,，容易使含鹽濃縮液達(dá)到過飽和,，有利于鹽類物質(zhì)持續(xù)不斷地從黏稠液中分離出來，從而實(shí)現(xiàn)了鹽類物質(zhì)分離的連續(xù)化,，并且無母液返回再次循環(huán)加熱,，能耗較低。由此,，該工藝技術(shù)對(duì)高鹽廢水中所含鹽類物質(zhì)無特殊要求,，能實(shí)現(xiàn)對(duì)所有高黏度、高鹽度廢水的高效,、連續(xù)處理,，并能夠?qū)崿F(xiàn)鹽類物質(zhì)的100%分離。目前,，該工藝技術(shù)已成功用于酸性高鹽廢水的回收處理,。‍

對(duì)于某些高鹽、高COD廢水,，在采用直接焚燒方式處理時(shí),，需要加強(qiáng)廢氣污染的控制,。對(duì)低COD、可溶性鹽對(duì)溫度較敏感的高鹽廢水,，利用蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶工藝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)部分可溶性鹽類物質(zhì)的分離,。

比較起來，碟管式反滲透技術(shù)+蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)適用于處理高COD,、高鹽廢水,。該工藝技術(shù)對(duì)高鹽廢水中可溶性鹽的種類無特殊要求，且含鹽量越高,，分離效率越高。

為充分回收,、循環(huán)利用水資源,，減少各種高鹽廢水對(duì)水資源的“鹽化”污染和對(duì)土壤造成的鹽堿化危害，利用高效碟管式反滲透技術(shù)+蒸發(fā)結(jié)晶工藝進(jìn)行高鹽廢水的有效處置,，實(shí)現(xiàn)鹽與水的高效分離達(dá)到資源回收與*目標(biāo),，具有十分重要的意義。