高含鹽廢水處理方法？

 含鹽廢水的產(chǎn)生途徑非常廣，水量也逐年增加。去除含鹽廢水中的有機污染物對環(huán)境造成的影響至關(guān)重要。但是由于高鹽對微生物的毒害和抑制作用，生物處理技術(shù)實施遇到極大阻礙。下面介紹含鹽廢水的生物處理的方法。

    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?；U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。機鹽類在微生物生長過程中起著促進(jìn)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(xì)胞脫水引起細(xì)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(xì)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(jìn)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(hù)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(fù)擔(dān)。

     許多研究表明，生物方法可以處理高含鹽廢水。但由低鹽到高鹽，微生物有一個適應(yīng)期。從淡水環(huán)境到高鹽環(huán)境時，由于鹽的變化可能引起微生物代謝途徑的改變，菌種選擇的結(jié)果使適應(yīng)高鹽的菌種較少，只有當(dāng)微生物經(jīng)培養(yǎng)馴化后，才能產(chǎn)生適應(yīng)高鹽的菌種，以耐受一定的鹽濃度。

    我們曾對含CaCl2和NaCl的廢水生物處理進(jìn)行過專門研究，取得了較好的結(jié)果，以下介紹高含鹽廢水生物處理的研究和經(jīng)驗。

1、污泥的來源與馴化

    微生物按照對鹽的耐受程度來分類，一般在含鹽1%以下能很好生長的微生物為非好鹽微生物，而在1%~2%以上均能生存增殖的微生物為耐鹽微生物。高含鹽廢水生物處理關(guān)鍵是要馴化出耐鹽微生物。

    我們分別選用普通污水處理廠的活性污泥和高含鹽廢水排放溝邊土壤中耐鹽微生物進(jìn)行試驗。

    將普通污泥倒入含CaCl2 1%左右的曝氣池中，經(jīng)過半個月馴化，鏡檢微生物菌膠團結(jié)構(gòu)緊密，原生動物有鐘蟲、豆形蟲、浮游蟲等，多而活躍。經(jīng)逐步馴化至耐鹽為3%。

    將含鹽廢水排放的溝邊土壤與廢水混合攪拌后，取懸浮液倒入曝氣池，鏡檢菌膠團結(jié)構(gòu)良好，色澤透明有大量的豆形蟲，非?；钴S。

    用實際工業(yè)廢水在不同鹽濃度下經(jīng)過3個月試驗，兩種方法培養(yǎng)的微生物試驗結(jié)果分別見表1和表2。

    由表1和表2可以看出，以上2種方法均可馴化和培養(yǎng)出耐鹽的微生物，均能達(dá)到在高含鹽條件下去除廢水中有機物的目的。

    在含NaCl的氯丁橡膠廢水生物處理試驗中，對馴化后的微生物進(jìn)行菌分離，其優(yōu)勢菌種為假單孢桿菌，其數(shù)量占菌數(shù)量的80%以上。而處理不含鹽的氯丁橡膠廢水的菌種主要是細(xì)菌和真菌，這表明微生物在含鹽廢水的馴化過程中，優(yōu)勢菌屬發(fā)生了較大的變化，分離出的優(yōu)勢菌種可以在更高的鹽濃度下生長。表3是耐鹽菌種馴化前后的結(jié)果。

        從表3可以看出，經(jīng)過一定時間的馴化，微生物耗氧速率大大提高。

2、微生物的耐鹽程度

    抑制細(xì)菌生長的鹽濃度，不同細(xì)菌差別很大。如大腸桿菌是6%，枯草桿菌是9%，嗜鹽菌在10%以上也能增殖，因此生物方法可以處理高含鹽廢水。由淡水環(huán)境到高鹽環(huán)境時，由于菌種選擇的結(jié)果能適應(yīng)高鹽的菌種很少，輪蟲、固著及游泳性纖毛蟲等原生動物迅速死亡，穩(wěn)定以后游泳性纖毛蟲可以重新出現(xiàn)。低鹽到高鹽時，微生物有一個適應(yīng)期，由高鹽到低鹽適應(yīng)期更長，鹽濃度的變化可能引起微生物代謝途徑的改變。細(xì)菌馴化過程就是使代謝方式逐漸適應(yīng)高鹽環(huán)境，并使耐鹽菌大量增殖的過程，但這需要一定的時間，急劇地變化鹽濃度或馴化時間過短都會使細(xì)菌受到抑制，因此把握鹽濃度的變化和程度和馴化時間是十分重要的。

    活性污泥法處理含鹽廢水時，若鹽濃度變化過大則可能導(dǎo)致處理效率和微生物活性的急劇下降。圖1是處理環(huán)氧丙烷廢水時，CaCl2濃度突然變化對微生物脫氫酶的影響。當(dāng)CaCl2濃度從2%突然升至3%時，微生物由于受抑制而使脫氫酶由4.18μgTF(mg.VSS.h)下降到0，出水的COD也升高，經(jīng)一段時間適應(yīng)后，脫氫酶又逐漸恢復(fù)到原來水平。

    用高含鹽氯丁橡膠廢水馴化的優(yōu)勢耐鹽菌種進(jìn)行耐鹽試驗，觀察微生物的生長情況，見表4。

    從表4可以看出，在一定鹽濃度范圍馴化的微生物，在低鹽或更高鹽濃度條件下均難以正常生長，甚至不生長。

3、高含鹽廢水生物處理

    生物處理流程及參數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)含鹽廢水的特點考慮，應(yīng)注意控制含鹽廢水處理的不利因素。

3.1 高含鹽廢水生物處理流程的選擇

    高含鹽廢水生物處理流程與普通生物處理流程基本一樣，主要包括調(diào)節(jié)池、曝氣池、二沉池、污泥回流、剩余污泥脫水、投加營養(yǎng)鹽等。

    (1)調(diào)節(jié)池。含鹽廢水考慮的主要因素，是廢水鹽濃度的變化，除生產(chǎn)波動周期、沖擊因素外，應(yīng)重點考慮水中鹽濃度的變化和如何進(jìn)行調(diào)整，如低含鹽水量的減少或過高含鹽來水的沖擊。

    (2)曝氣池。根據(jù)廢水中含鹽類型不同，曝氣池選擇也應(yīng)有所不同。生物處理含NaCl2較高的廢水，應(yīng)采用傳統(tǒng)曝氣方式。鈣離子能增加活性污泥的絮體強度，高NaCl2可使污泥中灰分達(dá)到40%~50%，污泥密度增加，曝氣池中的污泥濃度可在20g/L以上。因此，應(yīng)采用提升力較大的傳統(tǒng)曝氣、深井曝氣、流化床曝氣等曝氣方法。曝氣也應(yīng)選用氣泡較大、提升力較強的散流曝氣器等曝氣方式。不可采用氣泡較小的微孔曝氣器和可變孔曝氣器，防止曝氣孔被無機鹽堵塞，不利于曝氣池的攪動。曝氣強度也應(yīng)大于普通生物處理，在10m3/(m2.h)左右，或用中心管來增加提升和攪拌能力。高含鹽情況下氧的傳遞速度增加對高污泥濃度有利，只要菌膠團不解體，既使產(chǎn)生絲狀菌，污泥也不會上浮流失。含磷營養(yǎng)鹽應(yīng)注意投加位置，以免產(chǎn)生的磷酸鈣鹽沉淀不僅影響使用效果，而且產(chǎn)生結(jié)垢易堵塞管線。

    含NaCl較高的廢水生物處理時，污泥灰分含量低于含CaCl2廢水，而含鹽廢水密度大，在污泥膨脹或曝氣池受到?jīng)_擊污泥解體時，菌膠團比含CaCl2廢水容易上浮流失，因此含NaCl較高的廢水生物處理最好采用生物膜法。

    (3)二沉池。二沉池表面負(fù)荷應(yīng)有一定的余量，主要是考慮廢水密度增加，不利于污泥沉淀，尤其是含NaCl廢水。處理水量較大時，特別是含CaCl2廢水，最好采用周邊傳動式刮泥機，以適應(yīng)污泥濃度高、密度大的特點。

    在采用傳統(tǒng)活性污泥法處理高CaCl2廢水時，應(yīng)適當(dāng)加大污泥回流量，以減少廢水波動造成的沖擊，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

    (4)污泥脫水。由于含CaCl2廢水生物處理的剩余污泥含鈣鹽多，有利于脫水，可不用加絮凝劑。經(jīng)濃縮后的污泥濃度可大于50g/L。

    剩余污泥量與普通廢水處理的剩余污泥類似，設(shè)計參數(shù)可參考普通污泥脫水。

3.2 生物處理的控制

    高含鹽廢水對生物處理不利，鹽濃度的波動對生物處理影響更大。鹽濃度越高，污泥馴化時間也越長，經(jīng)馴化后菌群發(fā)生變化，菌膠團以嗜鹽菌為主。經(jīng)過馴化后的活性污泥在鹽含量3%~5%甚至更高情況下均能正常運行。但鹽濃度的突然變化，對微生物的影響很大，可直接破壞正常運行，菌膠團解體，污泥上浮。如前所述，我們將生物處理CaCl2濃度從2%一下提高至3%測定微生物的脫氫酶受鹽濃度變化的影響，脫氫酶降為0，隨之而來出水COD增高，由于菌膠團的解體，出水COD甚至高于進(jìn)水COD，經(jīng)過一段時間(2個星期)，處理效果才恢復(fù)原狀。因此。高含鹽廢水的生物處理，鹽濃度大幅度的變化是影響高含鹽廢水正常生物處理的主要原因。

    為此，應(yīng)采取如下控制措施：①在調(diào)節(jié)池進(jìn)、出口設(shè)電導(dǎo)儀，加強對鹽濃度變化的監(jiān)測和控制，使鹽濃度的波動控制在一定的范圍。②在處理含CaCl2廢水時，通過增加曝氣池污泥濃度和加大污泥回流量，在一定范圍內(nèi)減少鹽濃度波動帶來的沖擊。③污泥濃縮池應(yīng)存有一定的剩余污泥，在曝氣池受到?jīng)_擊，污泥流失時，能迅速補充污泥，使生物處理很快恢復(fù)到正常水平。

4、高含鹽廢水的分析干擾

    SS標(biāo)準(zhǔn)分析方法為重量法。高含鹽廢水SS分析在過濾時，廢水中的鹽也粘在恒重過的濾紙上，使結(jié)果偏高，造成很大的分析誤差。因此，可用過濾后的污水將濾紙浸透后恒重，或各取50mL原水和過濾液，烘干后稱重，兩者差為含鹽廢水的SS。

    COD按照《水質(zhì)-化學(xué)需氧量的測定-重鉻酸鹽法》(GB11914-89)的規(guī)定，“當(dāng)氯離子含量超過1000mg/L時，COD的最低允許值為250mg/L，低于此值結(jié)果的準(zhǔn)確度就不可靠?！备吆}廢水生物處理的氯離子含量在15000mg/L左右，COD排放標(biāo)準(zhǔn)為100mg/L，采用硫酸汞難以消除氯離子干擾。我們經(jīng)過多年的研究，對硫酸汞掩蔽、碘吸收、硝酸銀沉淀、低重鉻酸鹽濃度等方法進(jìn)行過對比，認(rèn)為采用低重鉻酸鹽濃度方法測定，方法簡便，并可減少氯離子的干擾。

其它含鹽廢水處理方法：

蒸餾脫鹽

    蒸餾法是一種最古老、最常用的脫鹽方法。目前工業(yè)廢水的蒸餾法脫鹽技術(shù)基本上均是從海水脫鹽淡化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而成。蒸餾法就是把含鹽水加熱使之沸騰蒸發(fā),再把蒸汽冷凝成淡水的過程。蒸餾法是最早采用的淡化法，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好等。蒸餾法有很多種，如多級閃蒸、壓氣蒸餾、多效蒸發(fā)、膜蒸餾等。

含鹽廢水處理方法：1多效蒸發(fā)（MED）

    多效蒸發(fā)是讓加熱后的鹽水在多個串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源，并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節(jié)能的方法之一。低溫多效蒸餾技術(shù)由于節(jié)能的因素，近年發(fā)展迅速，裝置的規(guī)模日益擴大，成本日益降低，主要發(fā)展趨勢為提高裝置單機造水能力，采用廉價材料降低工程造價，提高操作溫度，提高傳熱效率等。

含鹽廢水處理方法2：蒸汽壓縮冷凝（VC）

    蒸汽壓縮冷凝脫鹽技術(shù)是將鹽水預(yù)熱后，進(jìn)入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內(nèi)部分蒸發(fā)。所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側(cè)。蒸汽冷凝后作為產(chǎn)品水引出，如此實現(xiàn)熱能的循環(huán)利用。當(dāng)其作為循環(huán)冷卻水脫鹽回收工藝時，可使冷卻水中的有害成份得到濃縮排放，并使 95%以上的排污水以冷凝液的形式得到回收，作為循環(huán)水和鍋爐補充水返回系統(tǒng)。這種工藝對設(shè)備材質(zhì)的要求極高，運行中需消耗大量的熱量，存在一次性投入和運行費用極高的缺點，只可能在特別缺水的地區(qū)發(fā)電廠中采用。

含鹽廢水處理方法：3多級閃蒸（MSF）

    以海水淡化為例，將原料海水加熱到一定溫度后引入閃蒸室，由于該閃蒸室中的壓力控制在低于熱鹽水溫度所對應(yīng)的飽和蒸汽壓的條件下，故熱鹽水進(jìn)入閃蒸室后即成為過熱水而急速地部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。多級閃蒸就是以此原理為基礎(chǔ)，使熱鹽水依次流經(jīng)若干個壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級蒸發(fā)降溫，同時鹽水也逐級增濃，直到其溫度接近（但高于）天然海水溫度。

    多級閃蒸是海水淡化工業(yè)中較成熟的技術(shù)之一，是針對多效蒸發(fā)結(jié)垢較嚴(yán)重的缺點而發(fā)展起來的。MSF一經(jīng)問世就得到應(yīng)用和發(fā)展，具有設(shè)備簡單可靠、運行安全性高、防垢性能好、操作彈性大以及可利用低位熱能和廢熱等優(yōu)點，適合于大型和超大型淡化裝置，并主要在海灣國家使用。