高盐废水处理工艺技术研究进展

张洋　姜天

摘 要：高盐废水来源广泛且处理技术难度高，如何经济有效地处理高盐废水成为技术瓶颈，目前常用的技术有蒸发结晶技术、膜分离技术、耐盐菌生物技术等。

关键词：高鹽废水；无机盐；生物处理工艺

1 概述

由于我国轻工业的迅速发展，大量工厂在追求高效经济发展的生产过程中产生大量高含盐废水，这类废水的排放会对环境造成严重污染：如高盐废水进入土壤，会造成土壤板结，土壤环境遭受破坏，不适于植物继续生长；另外，大部分高盐废水同时也是高浓度有机废水，如不达标处理，废水的排放也会加速自然水系的富营养化，增加环境压力，因此，如何处理高盐废水，已成为目前人们研究的热点。

2 高盐废水的来源

高盐废水是指总含盐量质量分数大于1%的含盐废水，其主要源于化工、电力、食品、印染、纺织等行业。高盐废水中含有大量的无机盐离子，包括Na+，Cl-，Mg2+，Ca2+，SO42-等，其来源非常广泛，如煤化工行业的煤气洗涤、循环系统、化学水站的工艺生产和药剂投加；大型化工企业磺化、酰氯化、氨化添加带入的NH4Cl、（NH4）2SO4；军用化工硝化棉生产工艺排放的NaCl、Na2SO4等；印染行业大量使用的NaNO3、Na2SO4、NaCl等；化工皂素废水大量排放的Cl-；农药生产有机磷农药——很高的PO43-和NaCl；氨碱法制备纯碱生产排放CaCl2、NaCl等[1]。另外，大部分化工、食品、纺织印染行业排放废水不仅含有高浓度的无机盐离子，还含有高浓度有机物，其有机物种类多，难降解，这类废水被称为高盐有机废水——高盐有机废水是含有有机物和TDS超过3.5%的废水，由于高含盐量同时限制了废水中有机物的降解，因此这类废水是高盐废水处理中的重点和难点。

3 高盐废水处理工艺

在高盐有机废水处理中，处理方法有物理法、化学法、生物法。根据废水性质的不同以及出水用途和水质要求的不同，处理路线不尽相同，一般高盐废水的处理都是以降低废水的COD和含盐量为目的。

3.1 物化法

3.1.1 焚烧法。对于热值较高的高盐废水，COD含量高，在800-1000℃的条件下充分与空气中的氧气反应，COD转化为气体和固体残渣，从而降低废水中的COD含量，这种方法一般适用于COD值大于100g/L的废水，且能耗较高[2]。

3.1.2 电解法。高盐废水由于高盐度的存在具有较高的导电性，从而为电化学法降解高盐废水提供了可能性。在电解过程中，有机物电解质溶液可以发生一系列氧化还原反应从而降低COD。这种方法处理与有机物和无机盐的种类也有关，Cl-存在时可在阳极放电，生成ClO-降解COD，也有实验表明苯酚废水通过电解法处理只改变了COD的存在形式并没有减少TOC的存在总量[3]。

3.1.3 膜分离工艺。目前较成熟的常用的膜分离工艺有微滤、超滤、纳滤、反渗透四种，微滤和超滤所用膜的孔径较大，对于COD和悬浮物的截留作用较好，但不能截留大部分溶解性物质，纳滤可以截留大部分二价离子，反渗透能够截留一价离子，所以根据要求的不同可以选择不同的膜分离工艺进行处理，膜分离工艺处理效果好于一般工艺，成本较高，且膜污染问题较突出，因此受到了一定限制。目前还有一些新型膜分离工艺，如膜蒸馏工艺和清华大学研制的“NANO”膜[4]。膜蒸馏工艺利用疏水膜的疏水性使水蒸气通过膜而隔离其他物质，从而保证出水洁净，膜蒸馏工艺同样存在膜结垢问题，且疏水膜的研制还不能满足大规模应用的要求。清华大学研制的“NANO”膜为纳米结构膜材料，结合反渗透和膜蒸馏的工艺特点，抗污染能力强，截留能力强，有良好的发展前景。

3.1.4 蒸发结晶工艺

蒸发结晶工艺适用于COD值较低的工艺，其主要目的是使高盐废水固液分离。目前常用的是多效蒸发工艺和机械压缩蒸发工艺，蒸发结晶工艺瓶颈在于能耗大，经济效益不好，广东省电力设计院为电厂高含盐废水设计了一套“MVC+MED”处理系统，梯级利用余热热效，降低工艺运行成本，提高环境效益[5]。

3.1.5 吸附工艺

活性炭晶格结构独特，表面有很多含氧官能团，可吸附大量无机物和有机物在表面，同时一些有机物进入活性炭内部微孔形成螯合物，从而净化水质。Fenton氧化工艺可产生强氧化自由基，自由基可使有机物裂解，从而提高生化活性或去除有机物。活性炭吸附-Fenton氧化工艺[6]在Fenton试剂体系中引入了活性炭，由于活性炭的高效吸附作用，提高了氧化基附近的有机物浓度，从而提高氧化效率，由于化学作用的进行，活性炭可以不断解吸再生，循环利用，从而避免二次污染。

3.2 生物法

由于高盐废水中的高盐度对微生物的代谢功能有抑制，高盐废水的生化处理效果不能达标，因此生物法工艺着眼于利用嗜盐菌强化高盐废水的生化处理效果。

嗜盐菌是指在高盐环境下能够生长的细菌，多生存在高盐环境中。一般在含盐度为2%-5%的水体环境下能够良好生存的菌称为耐盐菌，3%-15%盐度环境下可生存的菌为中度嗜盐菌，一般为真菌，15%-30%可生存者成为极端嗜盐菌，一般为古细菌。它们可以在高盐度条件下维持体内的低水活度，保持酶活性，高盐废水环境中成长成为优势菌种后可废水COD进行降解，使排放水达标。宋晶等[7]从大连旅顺盐场底泥中筛选出嗜盐菌投加于SBR反应器，当泥龄控制为18d时，COD去除率可达95%以上，氨氮去除率可达61%以上。

目前嗜盐菌的研究还在试验中，随着技术成熟，由于生物法无二次污染，成本低廉的特点，这种技术可以广泛应用于工程实践。生物法的目的是降解水体中的有机污染物，对于高盐废水中的无机离子还需要与物化方法配合进行深度处理。

4 结束语

伴随着化工、食品、电力等行业的成长，高盐废水的排放问题也渐趋严峻，高效经济地去除高盐废水中的无机盐成为选择高盐废水处理工艺的决定性因素。针对高盐废水的普遍存在形式，即含有有机物的高盐废水，希望能够通过物化-生物法螯合的形式对其进行处理，将生物法无二次污染、成本低的特点与物化法高效能的特点结合起来，为高盐废水的进一步发展拓宽思路。

参考文献

[1]李柄缘，刘光全.高盐废水处理工艺技术研究进展[J].化工进展，2014，33（2）：493-497.

[2]钟 ，韩光鲁.高盐有机废水处理技术研究新进展[J].化工进展，2012，31（4）：920-926.

[3]杨蕴哲，杨卫身，杨凤林，等.电化学法处理高含盐活性艳蓝KN-R废水的研究[J].化工环保，2005，25（3）：178-181.

[4]宋哈楠，李明.“Nano”膜处理高盐废水研究[J].北方环境，2012，28（6）：128-130.

[5]唐刚，龙国庆.卧式MVC蒸发/结晶处理电厂高含盐废水并回用[J].中国给水排水，2013，29（8）：94-96.

[6]易斌.活性炭吸附-Fenton氧化处理高盐有机废水的研究[D].湖南大学，2012.

[7]宋晶，孙德栋，王一娜，等.直接驯化嗜盐菌处理高盐废水的研究[J].环境污染与防治，2010，32（2）：51-54.