高盐有机废水处理工艺研究

陈泽海

摘要：提高盐有机废水具有盐度高、有机物浓度高的特点，因盐度高抑制了生物对有机物的降解速率，成为一种难处理污水。本文阐明国内外高盐废水的物化法、生物法和组合工艺的特点与研究进展，并对高盐有机废水处理作了技术展望。

关键词：高盐有机废水；处理工艺

引言

高盐有机废水具有成分复杂、盐度高、有机物浓度高、毒性大等特点，尤其是有机污染物含量高和盐度高，COD高达10甚至几百g/L，含盐量通常在5%以上，甚至达到20%；另外还有色度高，甚至发出刺鼻恶臭。国内对处理高盐有机废水的研究主要集中在物理化学法、生物法和组合工艺，本文对其进行了分析总结。

1 物理化学法

高盐有机废水中的高浓度可溶性无机盐对生物处理过程有抑制作用，因此人们寄希望于物理化学方法对其进行处理，以除去其中的有机物和无机盐。高盐有机废水处理技术主要有高级氧化法，蒸发、浓缩、结晶、焚烧、反渗透、超滤及其组合工艺。

1.1 焚烧法

焚烧法是指废水中的有机物在800-1000℃的高温条件下与空气中的氧进行剧烈的化学反应，释放能量并产生高温燃烧气和性质稳定的固体残渣。焚烧法处理江苏某厂医药废水，废水中有机物浓度较高，COD大于40000mg/L，盐分质量分数大于5%。焚烧过程产生的除尘废水COD降为150mg/L，经沉淀处理后可达标排放。经济效益分析表明，焚烧法的运行费用为318元/吨废水，低于常规生化+物化处理的422元/吨废水和高效蒸馏浓缩的390元/吨废水，且在处理废水的同时实现能源回收。侯凤云等提出一种含盐有机废水的处理方法和装置，其辅助燃料或废气和一次助燃风在燃室内发生反应产生高温烟气；高温烟气在二燃室内与废水逆流混合发生反应，废水中的有机物被氧化降解，产生的烟气进入喷淋蒸发室；无机盐呈颗粒状沉积下来后从二燃室底部流出；在喷淋蒸发室内，烟气与废水逆流混合冷却后排出。焚烧法可以保证废水中有机物完全分解，并可提取出工业纯的无机盐回用，废水产生的能量可以用于原料的加热等，节约能量，实现废物再利用；但此工艺容易产生氮氧化物、二噁英等有毒物质，同时废水中的盐类对装置的腐蚀严重。

1.2 深度氧化法

深度氧化法以生成氧化白由基为主体，利用自由基引发链式氧化反应迅速破坏有机物的分了结构，达到氧化降解有机物的目的。根据产生白由基的方式和条件的不同，深度氧化法可分为湿式氧化法、超临界水氧化法、光化学氧化法以及其它的催化氧化法。杨世迎等人提出：在250mL金橙印染废水（浓度250-1000mg/L）中加入活化过硫酸盐和催化剂（包括活性炭、硫化物、金属氧化物、铁氧体或碳化硅），然后置于频率2450MHz、功率800W的微波发生器辐射2^-8min，随着降解时问的延长、催化剂加入量的增加，有机物的降解率逐渐增加。该方法处理时问短，加热均匀，无二次污染，启动和停止加热非常迅速，无需复杂设备，对难生化废水（BODS/COD小于0.2可达到较好的处理效果。艾智慧等将过渡金属、过渡金属氧化物或过渡金属/过渡金属氧化物复合材料作为异相芬顿试剂，代替活性炭。由于过渡金属和过渡金属氧化物可以缓慢释放金属离子，从而保证过硫酸盐芬顿催化氧化水处理方法持久高效地净化水中的有机物。王俊芳等对z高级氧化技术在难降解有机废水处理中的应用进行了评述，刘春明等综述了超临界水氧化技术在工业废水处理中的进展，提出该技术目前还处于研究阶段，走向工业化还存在腐蚀、盐沉积、高能耗等问题。

1.3 膜分离法

膜分离技术是采用半透膜，在分了水平上对不同分子的混合物进行选择性分离的技术。半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔。常用的液体膜分离过程主要包括微滤、超滤、纳滤、电渗析、反渗透、膜蒸馏和渗透汽化。以上方法在高盐有机废水的处理中都有所应用，膜材料和组件的开发是决定膜分离法大规模应用的关键。

（1）微滤、超滤和纳滤

新兴的超滤膜分离技术可以用来去除废水中的微生物、悬浮物和胶体等杂质，显著降低废水色度，并去除废水的部分COD。纳滤膜分离工艺可有效降低废水中可溶性无机盐的浓度。孙杨等以聚合氯化铝为絮凝剂，结合杂蔡联苯聚芳醚飒酮（PPESK）超滤膜技术处理高浓度含盐含酸有机废水，考察了絮凝剂最佳投药量和膜的清洗恢复情况，确定了最佳的膜清洗方法。该课题组在前述研究的基础之上进一步提出：引入纳滤工艺处理二元酸生产厂高浓度含盐含酸有机废水，考察了不同温度下膜对废水的处理效果，结果表明：在高温下操作，膜的渗透通量较高，对废水处理效果良好。

（2）电渗析和反渗透

为了除去废水中的可溶性无机盐，除纳滤外，还经常用到电渗析和反渗透膜分离技术。在电渗析过程中，废水在交替放置的阴离子交换膜和阳离子交换膜组成的室内流动，直流电流为离了在膜间的移动提供动力，实现一些室内流体的含盐量降低，其它室内流体中的无机盐得到浓缩。反渗透是将高于渗透压的压力作用于半渗透膜，实现水和溶解于其中的无机盐分离的过程，高效且适用范围广泛。周明发明了一种电渗析与反渗透集成应用的有机溶液除盐方法，该方法将电渗析浓缩室要排放的含盐水经过反渗透作用生成反渗透淡水，再用反渗透淡水重新进入电渗析装置浓缩室进行循环利用，可以有效降低浓缩室的盐浓度和水耗，提高废液的脱盐率。由于废水中的有机物对反渗透膜的污染严重，往往需要在反渗透前对废水进行超滤预处理。

2 生物法

高盐有机废水因其高盐、酸性或者碱性环境下，微生物生长受到抑制，降低微生物存活率从而降低处理效率，因此在19世纪初国内外大多环保专业人士探寻驯化传统活性污泥处理高盐有机废水。即从污水厂接种活性污泥培养其耐盐度，最后驯化出适应高盐环境并且处理水质效果较好的耐盐菌。目前这类高盐处理技术中依然存在这许多技术难题。例如，经过高盐环境驯化的微生物种类与数量会大幅度减少，从而影响到微生物所在生物系统的稳定性；微生物驯化技术并不是很成熟，面临着周期长、种类多、难存活等一系列技术难关。由于培养耐盐活性污泥的难度，早在2012年时国内便有谭淞文等人研究新型活性污泥的培养与对高盐有机废水处理效果。在好氧反应器中，将海泥通过海水和营养物质培养成新型的活性污泥，在处理含盐废水时有较好的活性和沉降性能。对这种新型的活性污泥我们称其为海洋活性污泥。虽然海泥处理COD效果很好，但处理氨氮效果一般；如果针对一些高氨氮行业的高盐有机废水显然海泥不能适用。在国内外没有大型推广这类活性污泥，主要还是受此类污泥的特殊性限制，海泥获取成本高，只能针对一些靠海工业区，如果对于偏远内地城市培养海泥成本更加昂贵。

3 结语

高盐有机废水处理主要存在物理化学法处理成本高，生物法占地面积大等因素制约，尤其是含盐量过高的高盐废水盐度严重影响了生物法在高盐度废水处理中的应用。因此未来高盐有机废水处理工艺研究，主要集中在高效快捷的高盐有机废水处理的生物反应器及其多种方法的组合工艺。机理研究主要集中在嗜盐菌的降盐机理和工艺条件，膜生物反应器是目前的研究热点；在单一技术研发的基础上，采用多种技术的组合工艺是未来高盐有机废水处理的发展方向。

参考文献

[1]汪凯，李彦斌，谢惠敏，罗晓芳.高盐有机废水处理工艺研究[J].能源与环境，2018（05）：77-79.

[2]王琦，杨彦超，王文江.高盐有机废水热力学组合工艺應用[J].水运工程，2017（08）：86-91.

[3]李欢.高盐有机废水离子膜电解脱盐处理机制研究[D].陕西科技大学，2017.

[4]王娜.高盐农药有机废水清洁处理技术[D].齐鲁工业大学，2016.

（作者单位：天津泰研科技发展有限公司）