高盐工业废水处理技术

高盐度工业废水是指工业生产活动中排放的总含盐量大于1%的废水，含有氯离子、硫酸根离子、钠离子等。其主要来源是农药厂、电厂、石油化工和煤化工等。本文主要讨论含盐量大于5%的废水处理技术。含盐量高的无机废水，如果达到一定指标，可以直接排放到邻近海域。其他含盐量高的废水如果不经处理直接排放，会对生态环境造成很大的破坏，需要合理处置。

1.高盐度废水的处理

对于高盐度工业废水，常规的处理方法主要有生物法、膜法和热法。生物法不适用于含盐量大于2%的废水处理，热力法主要包括多级闪蒸和多效蒸发，膜法主要包括反渗透。随着环保标准的提高和环保技术的改变，近年来，高盐度有机废水的工业应用多为机械蒸汽再压缩(MVR)、高级氧化、正渗透(FO)、焚烧等处置技术，部分企业甚至采用多种技术的组合回收高盐度废水。

2.各种技术的进步

(1)多效蒸发技术是在单效蒸发的基础上，利用前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽，将多个蒸发器串联起来，形成多效蒸发的过程。与多效蒸发技术相比，MVR技术有一个显著的区别，即传统蒸发的能量来自蒸汽，蒸发过程中损失的能量来自蒸汽，而MVR技术的能量来自电力。蒸汽压缩机的工作是将物料蒸发产生的低温低压蒸汽压缩成高温高压蒸汽，作为热源再次加热原料液，从而在很大程度上回收蒸汽潜能。因此，与传统蒸发技术相比，MVR更加节能，具有热效率高、运行费用低、设备自动化程度高、占地面积小的特点。

由于MVR和传统的多效蒸发都是物理处置过程，蒸发后的原水水质不能太差，否则系统需要频繁更换和清洗，也会影响处置过程的效率。此外，蒸发装置运行一段时间后积累的浓缩液的处置也是一大瓶颈。现在大多数厂家往往采用浓溶液焚烧、氧化预处理等组合技术来彻底解决高盐度有机废水。

(2)高级氧化法主要产生羟基自由基，利用羟基自由基引发的链式氧化反应快速破坏有机物的分子结构，几乎可以选择性氧化降解高浓度有机废水，而盐浓度对该方法的影响可以忽略。根据产生自由基的方式和条件的不同，可分为湿式氧化法、超临界水氧化法和其他催化氧化法。

湿式氧化是指在高温高压下，以空气或氧气为氧化剂，将水中的有机物氧化成小分子有机物或无机物。湿式氧化的温度一般为120 ~ 320℃，压力为0.5 ~ 20 MPa。如果将反应的温度和压力提高到水的临界点以上(温度374.3℃，压力22.05MPa)，水的基本性质会发生很大的变化，表现出与非极性有机化合物相似的性质，这种条件下的反应称为超临界水氧化。超临界水与非极性物质和其他有机物完全混溶，同时超临界水也可以与空气、二氧化碳等气体完全混溶。而无机物尤其是盐类在超临界水中的电离常数和溶解度都很低，大部分盐类可以分离出来，对氧化反应的影响很小。因此，用超临界水氧化法处理废水时，具有强氧化性的羟基自由基可以完全降解有机污染物。

虽然湿式氧化、超临界氧化等高级氧化技术可以选择性氧化降解各种污染物，但反应条件苛刻、设备要求高等缺点限制了其广泛应用。

(3)膜法是以压力为驱动力，在一定压力下，利用不同孔径和材质的膜来分离去除水中的污染物。根据膜的孔径大小，可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等。近年来，正渗透(FO)技术相继出现。

正渗透技术用于浓缩高浓度盐水，可浓缩至220，000 ~ 260，000 mg/LTDS。使用半透膜(原理相当于反渗透膜)，利用自然渗透压差，水分子可以从待处理的高浓度盐水中自然扩散到拉丝液中。FO的优点是运行过程中不需要高压泵，系统能耗低，可以去除高浓度盐水中的溶解盐成分。由于FO的低压工作特性，FO膜的不可逆污染和结垢倾向低于高压反渗透系统，系统更加安全可靠。吸液是影响正渗透技术的关键因素之一:吸液的渗透压直接影响正渗透的运行效率；萃取液的再生是正渗透过程能耗的主要部分。因此，相关研究人员将进一步提高提取液的渗透压，增加正渗透过程的水通量，开发更节能的再生技术作为重要的研究方向。

(4)焚烧是指在800 ~ 1000℃的高温下，高盐度废水中的可燃成分(主要是有机物)与空气中的氧气发生剧烈反应，释放能量，转化为高温燃烧气体和少量性质稳定的固体残渣，从而减少高盐度废水的体积，达到无害化的目的。焚烧高盐度废水通常有二次燃烧室(温度控制在1100℃以上)，可以保证废水中有机物的完全分解，炉膛下端产生的固体盐可以达到工业水平再利用。同时，废水产生的能量可用于加热原料、副产品蒸汽等。由于焚烧成本、盐的浓度和种类等因素，并不是所有含盐量高的有机废水都适合焚烧。此外，这一过程容易产生氮氧化物、二恶英等有毒物质，废水中的盐分也会在一定程度上腐蚀装置和设备。

目前，规模板式焚烧炉在工业化中得到广泛应用，已经在染料、化工、农药等行业得到应用。根据企业自身特点和区域优势，规模焚烧炉可以使用天然气或煤气，甚至企业副产甲醇和氢气作为燃料，焚烧高盐有机废水，烟气达标的同时，还可以得到副产盐，一举两得。

3.结论

MVR蒸发法相对稳定。如果原水水质一般，高盐度废水得到了解决，但可能形成新的固体污染源。高级氧化法基本无二次污染物，技术上可行，但成本和工业化限制了其大规模应用。膜法根据物理作用实现盐的分离和浓缩，抗污染、性能稳定的膜材料是其工业化应用的重要参考因素。焚烧法运行成本高，中间过程和尾气排放控制严格。如果烧出来的盐有很大的利用价值，或者焚烧所用的燃料成本较低，那么焚烧的路径是值得推荐和考虑的。综上所述，任何单一工艺或方法的优劣都没有绝对的区别。对于高盐度工业废水的处理，应根据实际情况选择不同的工艺。在未来，如何结合各种技术彻底解决高盐废水的问题，如何合理有效地再利用结晶盐将是未来的研究热点。(来源:青岛海湾精细化工有限公司)

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