高盐废水研究

高盐废水脱盐处理技术研究高盐废水的概述高盐废水的危害高盐废水处理技术概述高盐废水脱盐处理的环保设备海水淡化处理案例总含盐质量的分数至少1%的废水叫做高盐废水。高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等盐类物质。这种废水中含有很多种物质。含盐废水的产生途径也十分广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。高盐废水的概述1.1高盐废水的简介•化工生产，化学反应不完全或化学反应副产物，尤其染料、农药等化工产品生产过程中产生的大量高COD、高盐有毒废水;1.2高盐废水的来源•废水处理，在废水处理过程中，水处理剂及酸、碱的加入带来的矿化，以及大部分“淡”水回收而产生的浓缩液，都会增加可溶性盐类的浓度，形成所谓的难于生化处理的“高盐度废水”；1.2高盐废水的来源•海水淡化处理•石油天然气炼制可见，这类含盐废水已经较普通废水对环境有更大的污染性。1.2高盐废水的来源黄河下游，济南、东营段食品加工厂行业的高盐废水1.2高盐废水的来源高盐废水的危害高盐废水不仅含有高浓度无机盐，还含有高浓度有机物、氮和磷等物质。直接排放将导致江河水质矿化度提高，给土壤、地表水、地下水带来严重污染，危及生态环境。高盐废水直接排放给生态环境带来严重影响。高盐废水的危害主要有以下几个方面:•高含盐废水渗流入土壤系统中，破坏了土壤结构，导致土壤碱性增强，土质硬化、板块化，使得土壤生理活性难以恢复，土壤生物、植物因脱水而死亡，造成土壤生态系统的瓦解。•高盐废水中含高浓度有机物或营养物，如CO、N、P等，若未经处理直接排放，将污染水体环境，加速江河湖泊富营养化进程。•高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物死亡，产生恶臭，影响水质和环境。高盐废水的危害•色度高浓度的腌制废水颜色较深，若不经过处理直接排放，会给地表水融合成不正常颜色，影响水质。•刺激性气味在某些行业的高盐废水中，由于生产工艺的原因致使其中含有大量的有机物。然而，高盐环境下，微生物无法正常进行分解活动，导致废水腐化、恶化，产生刺激性、或是恶臭气体，不经处理排入大气，而污染大气质量。高盐废水的危害高盐废水的危害•酸性某些行业高盐废水偏酸性，一般pH值在3.5~5.5。其酸性主要来源于有机物的溶解及厌氧降解产生大量的酸性气体溶于水中导致水质变酸化。若不处理会导致地表水的pH值、土壤的酸化及农作物的生长。•悬浮物高盐废水中的有机质经长时间的变化成悬浮物。高盐废水的危害•氯化物氯化物主要来源于腌制过程中加入的大量工业氯化钠，其含量在9---30g/L之间。当饮用水中氯化物含量超过500mg/L时可明显尝出咸味，若水中氯化钠含量高达4000mg1L，将对人体产生危害。若此高盐度的榨菜废水不经处理直接排入江、河、湖泊会直接导致大量生物脱水死亡，若直接排水突然中，会导致土壤严重盐碱化，农作物难于生存。•蒸馏脱盐法蒸馏法是一种最古老、最常用的脱盐方法。目前工业废水的蒸馏法脱盐技术基本上均是从海水脱盐淡化技术基础上发展而成。蒸馏法就是把含盐水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的过程。蒸馏法有很多种，如多效蒸发、多级闪蒸、压气蒸馏、膜蒸馏等。高盐废水处理技术概述1）蒸馏法-多效蒸发技术（MED）多效蒸发是最古老的淡化方法之一，在多级闪蒸诞生以前一直是淡化市场的主导。多效蒸馏是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽，并在下一有效蒸发器中冷凝成蒸馏水，如此依次进行。多效蒸发技术（MED）多效蒸发技术的优缺点虽然多效蒸馏法是最早使用的海水淡化技术，但由于结垢和腐蚀等问题，一直未得到广泛的应用。随着低温多效蒸馏技术的出现和发展，其所占的市场份额正不断扩大。与多级闪蒸相比，多效蒸馏法具有以下的优点：①传热系数高，所需的传热面积少；②动力消耗低；③操作弹性大；④热利用效率高。而其主要缺点有：①由于海水在加热表面上沸腾，容易在传热管壁上结垢，需要经常进行清洗和采用严格的防垢措施；②设备的结构比较复杂。2）蒸馏法-多级闪蒸技术（MSF）闪蒸是指一定温度的水在环境压力低于该温度所对应的饱和蒸汽压时发生的骤然蒸发现象。闪蒸后的水温度降低以使其饱和蒸汽压与环境压力平衡。MSF也是利用了这个原理，使加热至一定温度的盐水依次在一系列压力逐渐降低的容其中闪蒸汽化，蒸汽冷凝后得到淡水的过程。该方法是在多效蒸馏的基础上发展而来的。相比多效蒸馏法多级闪蒸减少了垢的形成。蒸馏法-多级闪蒸技术（MSF）由于多级闪蒸法得到淡水价格相对反渗透法的低，所以在全世界还有很多国家和地区使用该种方法。但是该方法只能用于海水淡化，并不适用于苦咸水淡化。多级闪蒸与其他淡化技术相比，具有如下的优点:①由于此方法加热与蒸发过程分离，并未使海水真正沸腾(仅是表面沸腾)，从而大大改善了一般蒸馏的结垢问题；②技术成熟可靠，运行安全性高，特别适合于大型的海水淡化应用；③设备机构简单，投资成本较低。而其主要缺点有:①大量海水的循环和流体的输送，导致操作成本升高；②与多效蒸馏法相比，需要较大的热传面积；③总是与发电站联合使用。•离子交换技术离子交换技术是一种较成熟、应用最为普遍的技术。它是一种借助于离子交换剂上离子和水中离子进行交换反应而除去废水有害离子态的物质的方法，在水的软化、纯水制备、贵重金属离子的回收和放射性废水、有机废水的处理中有广泛的运用。发电厂或核电站将弱酸性离子交换技术应用于循环冷却水排污水回收系统上，其设备造价不贵，但该技术再生频繁，要消耗大量酸、碱，其运行费用高且产生大量无法消化的酸、碱再生废液，造成二次污染。•膜分离技术膜分离技术是利用膜对混合物中各组分选择透过性能的差异来分离、提纯和浓缩目标物质的新型分离技术。目前常用的膜技术有超滤、微滤、电渗析及反渗透。其中的超滤、微滤用于高盐废水的处理时，不能有效去除污水中的盐分，但可以有效截留悬浮固体（SS）及胶体COD；电渗析和反相渗透（RO）技术是最有效和最常用的脱盐技术，另外，反渗透技术还能去除部分溶解性有机物，这是其他脱盐技术不能够达到的，但是由于其处理成本高、操作经验不足，反渗透技术在城市污水处理及工业废水处理方面的应用受到了一定限制。膜技术法的缺点是若废水中有机物浓度高时，膜易被污染，从而导致操作过程难以正常运转。况且吨级废水进行膜处理成本高，企业难以承受。•微滤法微滤介于常规过滤与超滤之间，是以压力为推动力，依靠膜对过滤介质的筛分过滤进行分离。微滤用于过滤0.1-10μm大小的颗粒、细菌、胶体，其原理与普通过滤相类似，属于筛网状过滤。微滤膜多数为对称结构，具有比较整齐、均匀的多孔结构，它是深层过滤技术的发展，在静压差作用下，小于膜孔的粒子通过滤膜，比膜孔径大的粒子则被截留在膜面上，使大小不同的组分得以分离。微滤使用具有不同孔径的分离过滤性能的薄膜，从而去除废水中大于膜分离孔的污染物。有用的物质也可以通过膜的截留而保留下来，在处理废水的同时将有价值的物料加以回收。•电解技术在高盐度条件下，废水具有较高的导电性，这一特点为电化学法在高盐度有机废水处理方面提供了良好的发展空间。按照电解氧化还原理论，电解时任何能够放出电子的氧化反应都能在阳极上进行，同样任何能够从阴极上取得电子的还原反应都能在阴极上进行。有机物的电解质溶液本身也可能发生一系列的氧化还原反应，生成不溶于水的物质，经过沉淀（或气浮）或直接氧化还原为无害气体除去，从而降低COD。另外溶液中的氯化钠电解时，在阳极上所生成的氯气，有一部分溶解在溶液中发生次级反应而生成次氯酸盐和氯酸盐，对溶液起漂白作用。正是上述综合的协同作用使溶液中有机污染物得到降解。•生物处理技术废水的生物处理是指利用自然界广泛存在的大量微生物氧化、分解、吸附废水中有机物从而净化废水的方法。生物降解不仅能氧化分解一般的有机物并将其转化为稳定的无机物，而且还具有转化有毒有害有机污染物的能力，是有机化合物在自然界中去除和再循环的重要途径和方式。微生物用于降解、转化物质有如下优势：个体小，比表面积大，代谢速率块；种类繁多，分布广泛，代谢类型多样；降解酶专一性强，且很多酶是在污染物的诱导下产生的；微生物繁殖快，易变异，适应性强等。利用嗜盐菌（耐盐菌）强化处理高盐有机废水。嗜盐菌作为一类新型的、极具应用前景的微生物资源，近年来受到人们的广泛关注，它们具有极为特殊的结构组成、生理功能和代谢机制，使嗜盐菌能够在高盐环境下正常生存和生长。由于嗜盐菌可以减小甚至消除高盐浓度对有机废水生物处理系统的冲击，使其在高盐废水处理工艺中具有广阔的应用前景。近年来，国内外学者对嗜盐菌在高盐有机废水处理上的应用研究主要集中于其对高盐有机废水的强化处理，即通过投加优势菌来有效改善系统的处理效果。•冷冻法除盐冰是单矿岩，不能和其他物质共处，所以水在结晶过程中，会自动排除杂质，以保持其纯净，冷冻法海水淡化正是利用这一原理。冻结海水时，盐分被排除在冰晶以外，冰晶形成时间越长，盐分就越少，这是由于海水冻结的过程中会使一些盐分以盐胞的方式夹杂在冰晶之间，冰晶外壁也会黏附上一些盐分，随着时间的推移盐分会在冰体之间形成卤道，残留的高浓度盐水会沿卤道慢慢向外排出。冰晶经过洗涤、分离、融化后即得到淡水。冷冻法有直接法和间接法。1）直接接触冷冻技术直接接触法的基本原理是以不溶于水、沸点接近于海水冰点的冷冻剂（如正丁烷、异丁烷等）与预冷后的海水混合进入冷冻室中。在压力稍低于大气压的情况下，冷冻剂气化吸热，使冷冻室内温度维持在-3℃左右，海水冷冻结冰。冷冻剂蒸汽经压缩机加压至大气压以上，进入融化器与冰直接接触，冷冻剂蒸汽液化，冰融化，形成了水-冷冻剂不互溶体系，由于密度不同而分离。水作为产品流出，冷冻剂循环使用。2）间接冷冻法间接冷冻法是基于界面渐进原理的连续式海水淡化方法，该方法具有易于大规模连续生产、淡化水中含盐量易控制、能源消耗低等特点。其流程主要由主冷凝器、制冷压缩机、转筒式冷冻淡化器、节流阀等组成。转筒的大部分外表面浸没在海水之中，筒内的低温制冷剂使得筒外的海水逐渐结冰，伴随着筒的旋转，冰层越来越厚，最后被刮下融化后得淡水。界面渐进冷冻法优点是流程简单、投资少、成本低、能耗小。缺点是通过换热管壁传热，传热效率比直接法低，刮刀在剥离层状冰过程中稳定性不佳。高盐废水脱盐处理的环保设备高盐废水处理设备设计原则•本污（废）水处理系统根据食品工厂污（废）水处理的特点进行设计，确保各项指标达到国家环保的有关排放标准和要求。•污水处理站可布置在绿化地下，力求布置紧凑合理、实用可靠，工程投资省，运行能耗低，处理费用少。•处理系统具有灵活性和可调节性，以适应水质、水量的变化。高盐废水脱盐处理的环保设备•操作运行与维修管理简单，处理过程控制实行自动化。•一体化污（废）水处理设备选用的有关材料以及配套仪表、动力设备，均选用质量可靠、通用性强、维修方便的进口或国内知名厂家生产的产品•采取减振、降噪、除臭措施，消除二次污染。•少量剩余污泥经重力浓缩后，定期由环卫部门清除。高盐废水脱盐处理的环保设备MVR蒸发器流程图海水淡化处理案例海水淡化技术也称海水脱盐技术，是分离海水中盐和水的过程。按分离原理和方法，海水淡化技术可分为相变法和非相变法两大类。海水淡化处理案例图1列出了海水淡化法的不同分类，其中除溶剂提取法和气体水化物法外，大多数已实际应用。应用最为广泛的是闪蒸法和反渗透法。海水淡化处理案例•蒸馏法①太阳能蒸馏法太阳能蒸馏法就是采用简单的太阳能蒸馏器。该蒸馏器由一个水槽组成，水槽内有一个黑色多孔的毡心浮洞，槽顶上盖有一块透明、边缘封闭的玻璃覆盖层。太阳光穿过透明的覆盖层投射到黑色绝热的槽底，转换为热能。因此，塑料芯中的水面温度总是高于透明覆盖层底的温度，水从毡芯蒸发，蒸汽扩散到覆盖层上冷却为液体，排入不透明的蒸馏槽中。②多效蒸馏法简单的蒸馏器存在以下缺：①一次只能淡化少量的海水，不能连续生产；②蒸馏器内壁在不长的时间内就会被水垢覆盖，使其蒸馏能力降低;③用