高浓度含盐废水处理方法与应用
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一、高浓度含盐废水的概念
高浓度含盐废水通常指含盐量超过1%的废水,这类废水因含有大量无机盐离子,对生态环境及废水处理设施构成严峻挑战。其高渗透压特性不仅影响微生物活性,还易腐蚀处理设备,增加处理难度与成本。
二、高浓度含盐废水的来源
该类废水主要产生于特定工业场景:
化工行业:如染料生产、农药合成中产生的母液废水;
制药领域:抗生素等药品结晶过程排放的洗滤废水;
油气开采:页岩气压裂返排液含高浓度氯化钠;
海水淡化:反渗透工艺产生的浓盐水副产物。
三、高浓度含盐废水的特点及处理难点
1.特点:
盐度梯度跨度大(1%-30%)
常伴生重金属/有机物复合污染
极端盐度下微生物代谢受抑
2.处理难点:
生物法受限:常规活性污泥法在盐度>3%时处理效能骤降;
物化法成本高:蒸发结晶能耗占运行费用60%以上;
膜污染问题:高盐环境加速膜孔堵塞,缩短膜寿命。
四、传统处理方法及工程实践
1. 氧化沟工艺
工艺流程:格栅→沉砂池→氧化沟→二沉池→消毒
流程说明:
格栅:去除废水中较大的悬浮物和杂质。
沉砂池:去除废水中的砂粒和无机颗粒物。
氧化沟:利用转刷曝气设备形成好氧/缺氧交替环境,实现同步脱氮除磷。
二沉池:进行泥水分离,确保出水水质。
消毒:对出水进行消毒处理,达到排放标准。
技术特点:通过转刷曝气形成好氧/缺氧交替环境,实现同步脱氮除磷。某城市污水处理厂采用T型氧化沟系统,日处理量达10万m³,出水COD<50mg/L,NH₃-N<5mg/L。
应用案例:江苏某化工园区采用氧化沟处理含盐量2%的混合废水,通过调控溶解氧浓度梯度,使总氮去除率稳定在75%以上。
2. A/O生物脱氮工艺
工艺流程:调节池→水解酸化→A/O池→混凝沉淀→回用
流程说明:
调节池:调节废水水质和水量,确保后续处理稳定。
水解酸化:将大分子有机物转化为小分子,提高废水可生化性。
A/O池:厌氧段进行反硝化脱氮,好氧段进行硝化反应,两级A/O串联工艺提高氨氮去除率。
混凝沉淀:去除废水中的悬浮物和胶体物质。
回用:处理后的水回用于生产或排放。
技术特点:厌氧段反硝化脱氮,好氧段同步硝化,某稀土加工企业处理含盐量8%的废水,采用两级A/O串联工艺,氨氮去除率达92%。
应用案例:山东某制药厂处理COD 5000mg/L、盐度12%的废水,通过投加耐盐菌剂,系统稳定运行3年以上,年节水15万吨。
3. 蒸发结晶技术
工艺流程:多效蒸发→离心分离→冷凝回用
流程说明:
多效蒸发:通过多效蒸发装置将废水中的盐分结晶析出,三效蒸发系统提高热能利用率。
冷凝回用:将蒸发产生的蒸汽冷凝后回用,降低能耗。
盐回收:结晶析出的盐类产品进行资源化利用。
技术特点:三效蒸发系统热能利用率达85%,浙江某印染企业处理含盐量20%的废水,盐回收率>90%,副产工业盐纯度≥98%。
应用案例:新疆某煤化工基地采用机械式蒸汽再压缩(MVR)技术,处理TDS 45g/L的浓盐水,吨水能耗降至18kW·h。
五、结语
高浓度含盐废水处理需遵循"分质处理、梯级利用"原则,通过工艺组合实现资源化目标。未来发展方向包括:耐盐微生物菌种选育、低成本膜材料开发、热能与物质流耦合优化等。