高鹽廢水處理最新環保技術
高鹽廢水是指總含鹽質量分數至少1%的廢水，含鹽廢水的產生途徑廣泛，水量也逐年增加，去除含鹽污水中的有機污染物對環境造成的影響至關重要。
1、高鹽廢水產生途徑
1.1海水代用排放的廢水
所謂海水代用就是將海水不進行淡化處理而直接替代某些場合使用的淡水資源。
在工業上，海水可以廣泛的用作鍋爐冷卻水，應用到熱電、核電、石化、冶金、鋼鐵廠等行業上。發達國家年海水冷卻水用量已經超過了1000億m3。目前我國海水的年利用量為60多億m3。青島電廠1936年就開始將海水作為工業冷卻水，至今已經有60多年的歷史。目前，青島市電力、化工、紡織等行業的12家臨海企業，年用海水8.37億m3。天津年利用海水達到18億m3。此外，秦皇島熱電廠、黃道熱電廠和上海石化總廠等70多家臨海火力發電、核電、化工、石化等企業均已不同的方式直接利用海水。對于印染、建材、制堿、橡膠以及海產品加工等行業，海水還可以作為工業的生產用水。
城市生活用水。在城市生活中，海水可以替代淡水作為沖廁水。目前香港海水沖廁的普及率高達70%以上，未來計劃普及率提高到100%，并因此成為世界上唯一以海水作為沖廁水的城市。而在大連、天津、青島、煙臺等城市的個別單位，也有采用海水沖廁的實踐，但規模較小。
1.2工業生產廢水
一些行業，如印染、造紙、化工和農藥等，在生產中產生高含鹽量的有機廢水。
1.3其他高鹽廢水
船舶壓艙水;廢水最小化生產中產生的污水;大型船艦上產生的生活污水。
2、高鹽廢水處理工藝
高濃度含鹽廢水的主要處理方法有反滲透、離子交換、蒸餾、稀釋等，處理成本比較高，目前我公司正在對高含鹽有機廢水生物處理技術進行研發，廢水中較高鹽濃度對生物處理有抑制作用，針對利用污泥對高鹽濃度的適應性，對微生物進行篩選和馴化，獲得的嗜鹽菌可承受較高鹽度，使生物處理高含鹽有機廢水成為現實。高含鹽有機廢水生物處理技術采取的整體工藝流程為：廢水首先經過調節池，然后經過物化的預處理(通常采用調節pH值、混凝、沉淀、電解、微電解等方法)，而后加入預先培養好的嗜鹽菌進行生物處理。嗜鹽菌廉價，來源廣，可以利用許多有機物(包括難降解和有毒物質)作為碳源，因此，利用嗜鹽細菌處理高含鹽量有機廢水有廣闊的應用前景。
2.1高鹽廢水工藝設計原則
作為企業基礎設施的重要組成部分和水污染控制的關鍵環節，廢水處理工程的建設和運行意義重大。由于廢水處理工程的建設和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優化選擇對確保處理站的運行性能和降低費用最為關鍵，因此有必要根據確定的標準和一般原則，從整體優化的觀念出發，結合設計規模、廢水水質特性以及當地的實際條件和要求，選擇切實可行且經濟合理的方案，經全面經濟技術比較后優選出最佳的總體工藝方案和實施方式。在廢水處理工程的總體工藝方案確定中，將遵循以下原則：
(一)處理效果穩定可靠
(二)工藝控制調節靈活
(三)工程實施切實可行
(四)運行維護管理方便
(五)投資運行費用節省
(六)整體工藝協調優化
廢水設計進水水質
|
序號 |
污染因子 |
單位 |
進水指標 |
|
1 |
CODCr | mg/L | ≤125000 |
|
2 |
全鹽量 | mg/L |
≤150000
|
車間沖洗廢水設計進水水質
|
序號 |
污染因子 | 單位 | 進水指標 |
| 1 | CODCr | mg/L | ≤3500 |
| 2 | pH 值 | 無量綱 |
6-9
|
混合廢水設計進水水質
|
序號 |
污染因子 | 單位 | 進水指標 |
| 1 | CODCr | mg/L | ≤4670 |
| 2 | 全鹽量 | mg/L |
≤9000
|
設計出水水質
|
序號 |
污染因子 | 單位 | 出水指標 |
| 1 | COD | mg/L | ≤500 |
| 2 | pH 值 |
6~9 |
3.1 工藝流程簡圖
工藝流程簡圖
3.2.1預處理工藝
廢水的預處理是整個系統能否有效運行的關鍵因素之一。本工程廢水由高濃度廢水和車間沖洗廢水兩種廢水，由于兩種廢水水質水量情況差異較大，決定對兩種廢水分別進行預處理在調節池進行混合，混合后的廢水采取生化處理方法進行。
圖1(廢水處理前)
3.2.1.1高濃度廢水預處理工藝
高濃度廢水CODcr及含鹽量特別高，生化性較差，我公司根據廢水的情況在實驗室選取了微電解、芬頓、臭氧氧化、蒸發器蒸發等工藝對廢水進行實驗，小試結果表明采取蒸發器蒸發后處理效果較好，通過對一次性投資及系統的穩定運行的分析對高濃度廢水的預處理我公司推薦采取蒸發器的工藝。
3.2.1.2綜合廢水預處理工藝
混合后的廢水的生化性仍然差，還有部分穩定性較強，難降解物質對微生物生長有抑制作用，所以在生物處理工藝前必須盡可能去除或改變化學性質，提高生化性，以確保生化處理工藝的去除率。該水的實際工程經驗，我們采用了國內先進的預處理工藝。
結合目前的出水水質我們制定了一套較為縝密的預處理方案，在通過預處理可以最大限度的去除大分子有機物、有毒物質、DMF等難生物降解的物質。
具體工藝說明如下：
(1)DGS
利用電化學的原理產生具有強氧化的物質，破壞高聚化合物結構，脫除發色基團，同時完成氧化、還原、吸附、混凝等一系列過程。經過本裝置處理后可以提高生化性，大幅度升高BOD5，使后續生化處理能夠順利進行。
(2)化學氧化
Fenton試劑的實質是二價鐵離子(Fe2+)和過氧化氫之間的鏈反應催化生成OH自由基，具有較強的氧化能力，其氧化電位僅次于氟，高達2.80V，另外,羥基自由基具有很高的電負性或親電性,其電子親和能力達569.3kJ具有很強的加成反應特性。Fenton氧化技術的優點主要有：①反應啟動快，反應條件溫和，在常溫常壓下就可運行。②設備簡單，能耗小，節約運行成本。③Fenton試劑氧化能力強，反應過程中可以將污染物無害化，而且氧化劑H2O2參加反應后剩余物可以自行分解，不留殘余，同時鐵離子水解而產生的鐵的氫氧化物是良好的絮凝劑，可優化處理結果。④運行過程穩定可靠，且不需要特別的維護，操作簡單易行。
圖2(廢水處理中)
(3)高效混凝沉淀池
高效混凝沉淀池中，廢水中的細小懸浮物經與加入的混凝劑發生混凝反應并逐漸形成較大的絮體，經混凝反應生成的絮體，靠重力作用得以沉淀分離，使廢水中的大量懸浮物和部分COD從水中去除，廢水得到部分凈化。在反應池內利用壓縮擴散層、吸附架橋等原理使水中懸浮物等物質脫穩，凝聚成大顆粒，提高沉淀效果;采用靜壓排泥，保證排泥順暢。高效混凝沉淀池廢水停留時間為2小時。
3.2.2生化處理工藝
污水經過預處理后，對一些有毒有害物質的去除后，廢水中的污染物質仍然較高，結合工程實踐經驗采取兩種廢水混合后提升至生化處理系統的方式進行處理，生化系統工藝選擇如下：
(一)UHSB
由于水中含有大分子的物質較多，直接采用好氧生化處理，會造成生化降低難度大，動力消耗多等諸多不利影響，在進行好氧處理前采用UHSB工藝可以有效的提高廢水的生化性，同時可以降低好氧負荷。
UHSB(UpflowHydrolysisSludgeBlanket)上流式水解床是我公司針對化工、制藥等行業難降解廢水所開發的高效水解反應系統，通過投加菌種對有機物進行降解，其采用先進的布水技術保證了廢水與污泥菌種的充分混合降解，并解決了常見UHSB反應器短流的缺點，UHSB填料采用化工UHSB專用填料，保證了菌種的高效降解，可以在較短的時間和相對高的水力負荷下獲得較高的懸浮物去除率，并且可以改善和提高原水的可生化性，以利于好氧處理。同時可以減少污泥產量，具有穩定污泥的作用，特別適合用于中、低濃度有機廢水的好氧處理的前處理。
采用UHSB池具有以下優點：
(1)UHSB階段的產物主要是小分子的有機物，可生化性一般較好，故水解池可改變原污水的可生化性，從而減少反應時間和處理的能耗;
(2)由于反應控制在第二階段完成前，出水無厭氧發酵的不良氣味，改善了處理廠的環境;
(3)工藝過程和設備比較簡單，便于管理和維護
圖3(廢水處理中)
(二)LS反應器
LS反應器技術在國內外已經發展成為厭氧處理的主流技術之一，在LS中沒有載體，污水從底部均勻進入，向上流動，顆粒污泥(污泥絮體)在上升的水流和氣泡作用下處于懸浮狀態。反應器下部是濃度較高的污泥床，上部是濃度較低的懸浮污泥層，有機物在此轉化為甲烷和二氧化碳氣體。在反應器的上部有三相分離器，可以脫氣和使污泥沉淀回到反應器中。LS的COD負荷較高，反應器中污泥濃度高達100～150g/L，因此COD去除效率比普通的厭氧反應器高三倍，可達80%～95%。雖運行負低于EGSB，但其啟動時間短，能間斷或季節性運行，投資低，運行管理簡單。UASB厭氧反應器具有一下優點：
(1)消耗能源少，能回收沼氣，確實做的廢水資源化利用。
(2)處理費用便宜，是好氧處理的費用十分之一。
(3)處理負荷高，占地少，能有效地減少臭氣的產生。
(4)產泥量少，容易脫水。
(5)對氮、磷營養物需求量少。
(6)能處理高濃度有機污水。
(三)生物接觸氧化工藝
生物接觸氧化法是生物膜法的一種，屬于好氧生化處理工藝。整個系統由池體、填料、曝氣設備等組成。好氧生化法是細菌及菌類的微生物、后生動物等一類的微型動物在填料載體上生長繁殖，微生物攝取污水中的有機物作為養份，吸附分解污水中的有機物，微生物不斷新陳代謝，保持活性，從而使污水得以凈化。在溶解氧和食物都充足的情況下，微生物繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚，溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，被微生物利用。
當生物膜達到一定厚度時，氧氣無法向生物膜內部擴散，好氧菌死亡，而兼性細菌和厭氧菌開始大量繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質，并在此基礎上不斷繁殖厭氧菌，經過一段時間后在數量上開始下降，加上代謝氣體的逸出，使生物膜大塊脫落。在脫落的生物膜表面新的生物膜又重新發展起來，在接觸氧化池內，由于填料表面積大，所以生物膜發展的每一個階段都是存在的，使去除有機物的能力穩定在一個水平上。接觸氧化工藝的主要優點如下：
①體積負荷高，處理時間短，節約占地面積。生物接觸氧化法的體積負荷最高可達1-2kgBOD(m3·d)。同樣體積的設備，生物接觸氧化的處理能力高出幾倍，處理效率高，所以節約占地面積。②生物活性高。由于曝氣系統設置在填料之下，不僅供氧充分而且對生物膜起到擾動作用，加速生物膜的更新，大大提高生物膜的活性。曝氣形成的紊流使得生物膜不斷的連續的與污水中有機物接觸，避免形成死角。經過我們在類似工程中的檢測，同樣濕重的絲狀菌生物膜，其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。
③微生物濃度高，一般的活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，微生物在池中處于懸浮狀態;而接觸氧化池中絕大多數微生物附著在填料上，單位體積內水中和填料上的微生物濃度可達到10～20g/L。由于生物接觸氧化工藝的微生物濃度高，所以有利于提高容積負荷，從而降低占地面積。
④污泥產量低。
⑤出水水質好而且穩定。在進水短期發生變化時，出水水質受的影響很小，而且生物膜活性恢復快，適合短期間斷運行的需要。
⑥動力消耗低。生物接觸氧化比其他活性污泥法能夠節省30%電耗。
⑦運行管理方便。
3.2.3深度處理工藝
BAF
BAF是二十世紀八十年代后期開發的一種污水處理新工藝，現已經廣泛應用于廢水的深度處理。BAF對污水的凈化除了主要依靠濾料上的生物膜外，濾層內還截留了大量類似活性污泥的懸浮生物，對污染物質也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底進水池頂出水，有的也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，鋼筋混凝土濾板及濾頭則安裝于池的頂部，以阻擋濾料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系統。輕質多孔濾料粒徑小、比表面積大，容積負荷可以很高，濾池面積可大大縮小。
BAF因其技術的先進性和實用性，在近幾年以被廣泛應用于污水深度處理。BAF
是一種高效生物反應器，它的最大特點是使用了一種新型粒狀濾料，在其表面生長有生物膜，污水自下向上流過濾料，池底則提供曝氣，使污水中的有機物得到吸附、截留和生物分解。BAF內微生物量大，活性高、出水水質好、性能穩定。BAF作為污水深度處理工藝，經BAF后的出水，完全能夠達到所要求的出水水質標準。其作用主要是進一步降解水中有機污染物和氨氮，確保水質全時穩定達標。
圖4(廢水處理后)
BAF與生物接觸氧化和活性污泥法相比，具有以下優點：
(1)生物相豐富、生物量大(為活性污泥系統的5～20倍)，可以適應復雜水質，適合處理低濃度污水。且由于其以上特點該工藝在低溫的冬季依然能保持良好的處理效果。
(2)脫氮效果好，出水優異。由于該工藝使用的附著式生物處理模式而非活性污泥法的懸浮式，這樣保證了像亞硝化單胞菌屬、硝化肝菌屬及反硝化菌等比增長速率低的細菌在反應器中穩定生長而不隨污水流出反應器。實踐已證明，曝氣生物濾池工藝是脫氮效果最好且最經濟的工藝。該工藝結合了生化處理與物化吸附過濾，出水效果極佳。
(3)運行成本低，節省投資。獨特的工藝設計，讓氧的利用率大大提高，從而顯著降低了污水處理最大的費用支出——鼓風曝氣電耗。且該工藝效率高，集生化池與濾池于一體，節省基建投資。
(4)維護管理方便。抗水質、水量沖擊負荷能力強，不易發生故障。不會出現污泥絲狀膨脹。停機檢修后二次啟動速度快，只需一周便可正常運行。
(5)產生污泥少。由于污泥齡長，生物膜自身氧化，產生生于污泥量大大減少。而且，由于附著系統中有很多富營養水平動物，它們攝食細菌，這也是BAF污泥產量少的重要原因。生物濾池產生污泥比活性污泥法少25%～30%。
BAF工藝也存在一定的不足。主要是其對進水有較高的要求。第一，為保證合理的運行周期，BAF一般要求其進水SS濃度低于60mg/L以下;第二，BAF的水頭損失較大，一般每級BAF水頭損失為1～2m，因而所需的總提升高度大;第三，BAF對進水COD濃度有要求，進水COD濃度宜控制在1000mg/L以下，否則產生污泥較多，濾池容易堵塞，因此適用于深度處理。
針對BAF的不足我公司在進行BAF的設計上進行了諸多的改進，運行效果良好。
圖5(廢水處理后回用)
3.2.4污泥處理工藝
本工程中，所產生的沉渣和剩余污泥全部進入濃縮池進行濃縮，然后經脫水后，泥餅外運填埋處理。
3.3 去除率預測
主要處理單元污染物去除率表
| 控制指標 | CODCr(mg/L) | ||
| 高濃度廢水預處理工藝 | 蒸發器 | 進水 | 125000 |
| 出水 | 45000 | ||
| 去除率 | ≥35% | ||
| 綜合廢水處理工藝 | 調節池(兩種廢水混合) | 進水 | 4670 |
| 出水 | - | ||
| 去除率 | - | ||
| DGS池+氧化池+混凝沉淀池 | 進水 | 4670 | |
| 出水 | 4004 | ||
| 去除率 | ≥10% | ||
| UHSB+LS反應器 | 進水 | 4004 | |
| 出水 | 1670 | ||
| 去除率 | 1670 | ||
隨著水資源的日趨緊張，國家出臺的保護水資源各項法規和收費的實施，給高含鹽廢水處理的企業帶來了負擔，作為專業從事環保的企業和個人，不斷開發新的高鹽廢水處理技術更是任重而道遠。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
