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高鹽有機(jī)廢水的處理與研究進(jìn)展

2019-07-03 01:52曹美玲李海劉佛財(cái)李丹鐘常明
有色金屬科學(xué)與工程 2019年3期
關(guān)鍵詞:焚燒爐去除率廢水

曹美玲,李海,劉佛財(cái),李丹,鐘常明

(江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,江西 贛州341000)

隨著我國化工業(yè)的迅速發(fā)展,化工藥劑應(yīng)用到各行業(yè)中,包括農(nóng)藥、醫(yī)藥、紡織、造紙、印染、化工等行業(yè).在該類產(chǎn)品生產(chǎn)和使用的過程中產(chǎn)生了大量的高鹽有機(jī)廢水.高鹽有機(jī)廢水通常含有大量無機(jī)鹽和有機(jī)物,定義為有機(jī)物含量 ρ(COD)>10 000 mg/L[1]和不少于3.5%的溶解性固體(TDS)廢水[2],含鹽量以氯化鈉的量表示[3],含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)不少于1%[4].

高鹽有機(jī)廢水具有鹽度高、COD高、酸堿性強(qiáng)、毒性大、化學(xué)成分復(fù)雜、生化性差等特點(diǎn)[5].由于高鹽有機(jī)廢水含有較高濃度可溶性無機(jī)鹽、難降解有機(jī)物及油類等物質(zhì),直接用生化法處理,物化法處理運(yùn)行成本高,也難以達(dá)到預(yù)期的凈化效果.若廢水直接排放,其中可溶性無機(jī)鹽和難降解毒性有機(jī)物等,將對(duì)土壤和水體造成嚴(yán)重的影響,給環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的破壞.因此高鹽有機(jī)廢水的處理仍是該行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)和熱點(diǎn).文中綜述了高鹽有機(jī)廢水的處理技術(shù),著重介紹了各種工藝的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀,為處理高鹽有機(jī)廢水提供一定的參考.

高鹽有機(jī)廢水的處理方法包括物化法、生物法及其聯(lián)合工藝.

1 物化法

高鹽有機(jī)廢水中高濃度可溶性無機(jī)鹽和有機(jī)物會(huì)抑制微生物的降解過程、影響微生物自身的生長(zhǎng)代謝,對(duì)微生物造成毒害,因此用物化法處理該廢水有一定的優(yōu)勢(shì).常用的物化法有:焚燒法、蒸發(fā)法、離子交換法、吸附法、膜分離法、高級(jí)氧化法.

1.1 焚燒法

焚燒法是在800~1 000℃ 的高溫條件下,將廢水中的有機(jī)物與空氣中的氧發(fā)生劇烈反應(yīng),產(chǎn)生水、CO2和無機(jī)灰分并釋放大量能量[6].廢水中的有機(jī)物,在高溫條件下,分解轉(zhuǎn)化成無污染的小分子物質(zhì),使高鹽有機(jī)廢水實(shí)現(xiàn)減量化、無害化、資源化.針對(duì)高鹽有機(jī)廢水的特性,可采用特定的爐型,來降低高溫條件下廢水中的無機(jī)鹽對(duì)焚燒爐的腐蝕和結(jié)垢.焚燒爐的類型[1,7-9]有液體噴射焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、流化床焚燒爐.各類焚燒爐的性能比較見表1.

黃剛等[15]用回轉(zhuǎn)窯焚燒爐處理了伊拉克油田在開發(fā)、集輸、含油污水處理過程中產(chǎn)生的含油污泥.將自然脫水后含水量為40%的含油污泥直接送進(jìn)焚燒爐焚燒,后續(xù)產(chǎn)生的氣體經(jīng)尾氣處理裝置使排放的氣體達(dá)到當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)后經(jīng)煙囪排放;灰渣用于油田鋪路和地基處理,實(shí)現(xiàn)了油田污泥的無害化和資源化.

趙勁潮等[16]開發(fā)了一種流化床低溫焚燒工藝,將焚燒爐分為2個(gè)燃室來處理高鹽有機(jī)廢水.研究顯示,流化床在600℃溫度下焚燒高鹽有機(jī)廢水時(shí),焚燒爐中沒有因堿金屬鹽發(fā)生結(jié)焦;廢水在一燃室中蒸發(fā)結(jié)晶,有90.6%的結(jié)晶鹽會(huì)被該部分焚燒截留,隨床料一同排出,剩下的9.4%的鹽分揮發(fā)或揚(yáng)析進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng).

楊麗峰[17]設(shè)計(jì)了特定的立式焚燒爐應(yīng)用于32萬t/a丙烯酸及酯項(xiàng)目.該立式焚燒爐有利于清灰,減輕管壁的結(jié)焦和污染;水冷壁系統(tǒng)顯著延長(zhǎng)耐火材料的壽命,3個(gè)清灰點(diǎn)的設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)的可靠性;立式焚燒爐內(nèi)的高溫?zé)煔獾恼羝a(chǎn)量提高15%,燃燒效率大幅度提升,更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保.

焚燒法更適用于具有一定熱值的高鹽有機(jī)廢水,相對(duì)成本較低、工藝流程簡(jiǎn)單,但由于溫度過高,易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象,造成爐體的腐蝕,從而降低了廢水的處理效率.焚燒技術(shù)應(yīng)尋找不易被腐蝕的材料制作焚燒爐的立面,設(shè)計(jì)制造出特殊的焚燒爐,降低堿金屬鹽和堿土金屬鹽的結(jié)焦現(xiàn)象機(jī)率,實(shí)現(xiàn)高鹽有機(jī)廢水的資源化和無害零排放.

1.2 蒸發(fā)法

蒸發(fā)法指利用加熱的方式,在相對(duì)較低溫度下(50~150℃),使高鹽廢水中部分水汽化,達(dá)到固液分離的效果.該方法可使廢水中的鹽分去除率高達(dá)100%,一般作為高鹽有機(jī)廢水的預(yù)處理過程,操作簡(jiǎn)單、能耗較低[11,18,19].主要的蒸發(fā)技術(shù)有膜蒸餾(MD)、閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)、機(jī)械壓縮蒸發(fā)(MVR)[20].

盧大鵬[21]使用了膜蒸餾-結(jié)晶技術(shù)處理深水氣田采出乙二醇含鹽廢水,在乙二醇的進(jìn)料濃度為60%時(shí),可獲得較為可觀的膜蒸餾通量,氯化鈉和乙二醇截留率分別可達(dá)99.9%、99.0%,能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,且情況良好,可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)上的長(zhǎng)期生產(chǎn).

表1 各類焚燒爐的性能比較Table 1 Comparison of performance of various incinerators

周美進(jìn)等[22]對(duì)聚苯硫醚生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有N-甲基吡咯烷酮(NMP)、氯化鈉、氯化鋰的高鹽有機(jī)廢水的處理進(jìn)行研究,結(jié)果表明,采用多效蒸發(fā)或機(jī)械壓縮蒸發(fā)的方式進(jìn)行濃縮脫除大部分水,再通過真空結(jié)片機(jī)對(duì)物料進(jìn)行處理,可降低處理成本,實(shí)現(xiàn)對(duì)該類廢水的工業(yè)化處理.

蒸發(fā)工藝主要用來去除廢水中的鹽分,適用于COD值較低的高鹽有機(jī)廢水,廢水中的有機(jī)物應(yīng)為揮發(fā)性有機(jī)物或半揮發(fā)性有機(jī)物,通過蒸發(fā)將高鹽有機(jī)廢水轉(zhuǎn)化為含鹽量較低的廢水蒸汽.蒸發(fā)法通常需要聯(lián)合其他工藝,才能真正實(shí)現(xiàn)高鹽有機(jī)廢水的資源化和零排放.

1.3 離子交換法

離子交換法是通過離子交換樹脂中具有交換能力的基團(tuán)與廢水中各種陰陽離子進(jìn)行交換來去除廢水中各種離子的方法[23].廢水首先通過陽離子交換器,陽離子被H+取代;陽離子交換器的出水流經(jīng)OH-交換器,其中的陰離子被OH-代替,最終高鹽有機(jī)廢水中的陽離子和陰離子分別被H+和OH-取代形成水分子,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高鹽有機(jī)廢水中特定的離子和有機(jī)物的去除[24].

王淑莉等[25]進(jìn)行了脫除多級(jí)反滲透高鹽有機(jī)廢水COD的試驗(yàn)研究,對(duì)比了混合制孔型吸附樹脂(XDA-1)和陰離子交換樹脂(LX-67、D201)的去除效果.研究表明,混合制孔型吸附樹脂 XDA-1處理效果較優(yōu),將 RO1(一級(jí)反滲透)的COD從128 mg/L最低降至7.2 mg/L,RO2(二級(jí)反滲透)的COD從225 mg/L降至50.4 mg/L;當(dāng)廢水pH<7時(shí),XDA-1可回收苯酚,且不產(chǎn)生二次污染.

程銀芳等[26]用離子交換法處理環(huán)氧丙烷皂化廢水,研究其對(duì)氯離子的吸附效果.在靜態(tài)條件下,pH值為6~8、樹脂用量為6.0 g、攪拌10 min時(shí),吸附效果較優(yōu);在動(dòng)態(tài)條件下,流量越小處理效果越好,考慮到吸附效果與時(shí)間因素,流速控制在0.2 mL/s左右,此時(shí)再生樹脂對(duì)氯的吸附效率大約為原樹脂的60%.

Domingos等[27]研究了使用活性炭吸附劑和離子交換樹脂去除煉油廠廢水中有機(jī)物,結(jié)果表明,在動(dòng)態(tài)條件下,樹脂的TOC去除效率等于或優(yōu)于活性炭吸附劑,樹脂吸附有機(jī)物的再生效率為57%~94%,再生劑消耗量比活性炭解吸液高出12%~79%,這些頑固有機(jī)物具有很強(qiáng)的抗解吸能力,但離子交換樹脂的使用壽命比活性炭高7倍.

隨新型樹脂的研發(fā)和處理工藝的改進(jìn),離子交換法用于處理更多的特定行業(yè)的高鹽有機(jī)廢水,該方法具有有害物質(zhì)去除率高,可深度凈化,設(shè)備占地小,操作簡(jiǎn)單,能達(dá)到綜合回收等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)在于更依賴于樹脂的選擇且樹脂成本較高,清洗后的樹脂交換率會(huì)有所降低,有二次污染的問題.

1.4 吸附法

吸附法的原理是利用吸附劑對(duì)廢水中某種或幾種物質(zhì)的吸附,達(dá)到回收或去除廢水中的污染物的目的[28].吸附劑的吸附能力,與吸附劑的孔徑、空隙分布、吸附質(zhì)的性質(zhì)有很大關(guān)系,主要與有機(jī)物的分子大小和極性有關(guān)[29].吸附方式有混合接觸式、固定床、移動(dòng)床、流化床[30].處理高鹽有機(jī)廢水的吸附劑包括活性炭、白土、硅膠、腐殖酸類物質(zhì),具有比表面積大、吸附容量大、吸附選擇性好、耐腐蝕性強(qiáng),價(jià)格低廉等特點(diǎn)[31].

熊昌獅等[32]用AlCl3改性后的麥糟吸附印染廢水中的酸性湖藍(lán)A.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改性的較優(yōu)條件為30℃的氛圍下,用0.8 mol/L的AlCl3溶液改性12 h,改性后的麥糟,對(duì)pH值為3的酸性湖藍(lán)A溶液脫色率達(dá)98.9%,改性麥糟對(duì)酸性湖藍(lán)A的附量為19.78 mg/g.

Mohammadi等[33]合成了一種新型吸附劑甘氨酸-β-環(huán)糊精功能碳納米管(MWCNTs/Gly/β-CD),用于去除印染廢水中的有機(jī)物.研究表明,在較優(yōu)條件下,MWCNTs/Gly/β-CD對(duì)廢水中MB (堿性亞甲基藍(lán))、AB113(酸性藍(lán) 113)、MO(酸性甲基橙)和 DR1(分散紅)這4種有機(jī)物的最大吸附容量分別為90.90 mg/L、172.41 mg/L、96.15 mg/L 和 500 mg/L;將 MWCNTs/Gly/β-CD應(yīng)用于紡織廢水中,顏色去除率100%,且COD由826 mg/L降至47 mg/L,與改性前相比,有機(jī)物降解率大大提高.

Liu等[34]通過吸附將鐵或銅負(fù)載在介孔二氧化硅涂覆和氨基官能化的硅砂上,制備的新型吸附劑中,鐵和銅含量分別為125.3 mg/g和15 mg/g;室溫下,鐵負(fù)載改性砂和銅負(fù)載改性砂的最大吸附效率分別為98%、96.3%;2種新型吸附劑對(duì)磷的吸附均遵循偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Langmuir模型;將該方法應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中,改性砂連續(xù)9次吸附銅電鍍廢水后,廢水中的銅濃度從222 mg/L降至0.12 mg/L.

用吸附法處理高鹽有機(jī)廢水,既可以吸附廢水中的溶解性離子,降低廢水中溶解性固體的含量;也可以吸附部分有機(jī)物,使廢水能達(dá)到排放的同時(shí),有機(jī)物或其他物質(zhì)能進(jìn)一步得到資源化.用吸附法處理高鹽有機(jī)廢水,致力于開發(fā)出具有針對(duì)性的新型吸附劑,以最少的吸附劑劑量處理最多的廢水,提高吸附劑的吸附效率和再生次數(shù),降低再生液的消耗和成本.

1.5 膜分離法

膜分離法利用天然或合成膜以外界能量或化學(xué)位差為動(dòng)力,對(duì)廢水中物質(zhì)進(jìn)行有目的的分離提純,使廢水得到凈化[35].與傳統(tǒng)方法相比,膜分離技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單,不用投加藥劑,減少二次污染,分離效率高,能耗低,適用性強(qiáng),回收率高等優(yōu)點(diǎn)[36-37].常用的膜分離技術(shù)[38-40]有納濾(NF)、超濾(UF)、微濾(MF)、正滲透(FO)、反滲透(RO)、電滲析(ED)等.

朱學(xué)武等[41]針對(duì)南四湖地表水具有高鹽度、高有機(jī)物的特點(diǎn),采用了超濾-納濾雙膜工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究.研究結(jié)果表明,2種納濾膜對(duì)可溶性無機(jī)鹽的去除率均高于90%;H膜與G膜對(duì)COD去除率分別為98.7%和81.6%,出水COD含量可降至1.5 mg/L;相同條件下,G膜高于H膜的膜通量,G膜低于H膜的能耗,H膜優(yōu)于G膜的出水水質(zhì);再生后的膜通量可達(dá)到初始膜通量的90%以上.

周梓楊等[42]用微濾-反滲透兩膜組合工藝處理農(nóng)藥廢水,試驗(yàn)結(jié)果表明,將運(yùn)行條件調(diào)至pH為6~9、進(jìn)水溫度為20℃,操作壓為577 kPa時(shí),可使COD和氨氮去除率分別可達(dá)到80.2%、69.4%,含量分別降至29.1 mg/L、4.7 mg/L以下;脫鹽率、氯離子、硫酸根離子去除率分別為97.7%、97.6%、97.8%.

用膜分離法處理高鹽有機(jī)廢水,不僅可以脫鹽,也可以有效的去除COD和TOC,但在實(shí)際工程運(yùn)行上,跨膜壓差、清洗后的膜通量和膜污染等都是急需解決的問題.膜分離技術(shù)應(yīng)該尋求、研發(fā)出特殊膜材料,降低膜污染的同時(shí),提高清洗后的膜通量和膜再生次數(shù),提升出水質(zhì)量,降低運(yùn)行成本,使膜分離技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用.

1.6 高級(jí)氧化法

高級(jí)氧化法指利用高活性羥基自由基來引發(fā)鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)破壞有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu),達(dá)到降解有機(jī)物的目的[43].高級(jí)氧化法處理高鹽有機(jī)廢水與其他方法相比有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速率快、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)[44].根據(jù)自由基產(chǎn)生的方式和條件不同,高級(jí)氧化技術(shù)有芬頓法、電化學(xué)氧化法、光化學(xué)氧化法、超臨界水氧化法、濕式氧化法及其衍生的催化氧化法[45-47].

時(shí)鈺等[48]采用混凝-Fenton氧化組合工藝處理生產(chǎn)環(huán)氧樹脂的高鹽有機(jī)廢水,研究了Fenton反應(yīng)體系中各參數(shù)對(duì)有機(jī)物去除效率的影響.結(jié)果表明,F(xiàn)enton反應(yīng)體系的較優(yōu)條件為FeSO4·7H2O和H2O2投加比為1∶20,投加量分別25 mmol/L和500 mmol/L,初始pH調(diào)至3,反應(yīng)120 min;該條件下TOC去除率為62.5%,最終出水的TOC為29.05 mg/L,出水質(zhì)量滿足鹽回收系統(tǒng)的進(jìn)水條件.

Barbosa等[49]采用BDD(摻硼金剛石)電極在流動(dòng)反應(yīng)器中處理水性涂料(WBP)廢水,當(dāng)電流密度為35 mA/cm2、電荷密度為 3.69 Ah/L、電解時(shí)間為90 min時(shí),電解效果較優(yōu);電解過程結(jié)束后,COD去除率為85%,處理后的廢水無氣味、無顏色、無渾濁、有機(jī)負(fù)荷低,生物毒性??;出水可以用于該公司涂料生產(chǎn)的重復(fù)再利用.

Xu等[50]采用超臨界水氧化法(SCWO)處理農(nóng)藥廢水,研究結(jié)果表明,在600℃,25 MPa,氧化劑系數(shù)為3.0,反應(yīng)時(shí)間2 min,COD和總氮的去除效率分別為99.42%和86.7%,廢水中超過92%的TOC和86.7%(均指質(zhì)量分?jǐn)?shù))的TN分別轉(zhuǎn)化為CO2和N2.

高級(jí)氧化技術(shù)處理高鹽有機(jī)廢水,其中羥基自由基-OH的強(qiáng)氧化性,能把大部分有機(jī)物完全降解,且處理效率快;但氧化劑的用量隨廢水中有機(jī)物濃度的增加而增加,處理成本高,且催化劑難以回收,易帶來二次污染問題;廢水中的鹽度會(huì)影響氧化劑的處理效率.采用高級(jí)氧化法處理該類廢水時(shí),應(yīng)先確定最優(yōu)的羥基自由基的反應(yīng)方式,再調(diào)試出最佳反應(yīng)參數(shù),使處理效果達(dá)到最佳;再與其他工藝結(jié)合,去除水中的鹽分,使廢水達(dá)到排放或重復(fù)再利用的標(biāo)準(zhǔn).

2 生物法

生物法處理高鹽有機(jī)廢水的原理是利用在高鹽環(huán)境中生長(zhǎng)的嗜鹽菌和耐鹽菌,將廢水中有機(jī)污染物作為生長(zhǎng)代謝的養(yǎng)料,在特定條件下,將其轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì),甚至轉(zhuǎn)化為CO2和H2O[2,51].高鹽分廢水對(duì)微生物生長(zhǎng)代謝有抑制和毒害作用,使得生物法對(duì)高鹽有機(jī)廢水的處理效果大打折扣,但由于其運(yùn)行成本低、無二次污染,使得生物法依然是處理高鹽有機(jī)廢水的重點(diǎn)研究,嗜鹽菌的分離與馴化和生物處理工藝為其主要研究?jī)?nèi)容[52-53].

2.1 嗜鹽菌的篩選與馴化培養(yǎng)

耐鹽菌和嗜鹽菌降解高鹽有機(jī)廢水中有機(jī)污染物的機(jī)理是耐鹽菌、嗜鹽菌胞內(nèi)的甘油、單糖、氨基酸等組成調(diào)節(jié)物質(zhì),可使細(xì)胞從外界環(huán)境中獲取水分,這類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在耐鹽菌和嗜鹽菌代謝過程中能夠快速合成,使得微生物能夠克服高鹽環(huán)境對(duì)自身生長(zhǎng)代謝的抑制[29].學(xué)者們致力于從高鹽環(huán)境中篩選出耐鹽菌和嗜鹽菌,經(jīng)過馴化培養(yǎng)用于高鹽有機(jī)廢水的處理研究.

王蕓等[54]在10%的鹽濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))下,以苯酚為獨(dú)有碳源的液體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),從艾丁湖鹽湖中篩選出45株陽性菌;在苯酚為100 mg/L的培養(yǎng)基培養(yǎng)10 d,這45株菌的降解效率為1%~17%,該研究填補(bǔ)了嗜鹽菌群落中降酚菌的分布和多樣性研究的空白.

Song等[55]分離得到耐鹽真菌酵母G1可使偶氮染料廢水脫色.研究發(fā)現(xiàn),這株真菌可在30 g/L的鹽度下、16 h內(nèi)對(duì)50 mg/L的ARB偶氮染料的脫色率達(dá)到98%;當(dāng)ARB的濃度達(dá)到800~1 000 mg/L時(shí),脫色率可達(dá)62%~77%.

樊霆[56]從危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)新鮮滲濾液中篩選出極度耐鹽菌NY-1,該菌株最適生長(zhǎng)鹽度為10%~20%,最高可耐受0~30%的NaCl;該株極度耐鹽菌通過吸收K+和Na+維持胞內(nèi)滲透壓,釋放Ca2+和Mg2+來維持細(xì)胞內(nèi)的中性環(huán)境,以抑制高鹽環(huán)境對(duì)細(xì)胞的毒害作用.

2.2 生物處理工藝

用生物法處理高鹽有機(jī)廢水時(shí),將馴化培養(yǎng)好的耐鹽菌、嗜鹽菌或?qū)δ撤N污染物有降解功能的微生物投加至反應(yīng)器中,通過長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的方式,調(diào)試出較優(yōu)運(yùn)行參數(shù),使這些微生物在運(yùn)行系統(tǒng)中始終保持較高的活性,以達(dá)到較優(yōu)處理效果[36].目前生物處理工藝有很多,適用于處理高鹽有機(jī)廢水的有傳統(tǒng)好氧污泥法、SBR法(序批式活性污泥法)、MBR法(膜生物反應(yīng)器)、厭氧MBR、好氧顆粒污泥、A/O工藝(厭氧好氧工藝)等[46,57].

Fang等[58]研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)水的鹽度會(huì)促進(jìn)污泥的顆?;?,在NaCl的濃度為30 g/L時(shí)厭氧氨氧化污泥顆粒的活性最高,此時(shí)EGSB反應(yīng)器(膨脹污泥顆粒床)對(duì)氨氮、亞硝態(tài)氮和總氮的平均去除率分別為91.9%、97.3%和86.3%;在較高鹽度下,微生物通過改變EPS(胞外聚合物)的組分來抵抗高鹽環(huán)境對(duì)自身生長(zhǎng)代謝的抑制和危害.

Sierra等[59]評(píng)估了鹽度增加對(duì)AnMBR(厭氧膜生物反應(yīng)器)處理酚類廢水的影響.研究結(jié)果顯示,以2 g/L的Na+濃度梯度,使反應(yīng)器的鹽度從8 g/L增加到20 g/L,當(dāng)Na+的濃度為14 g/L時(shí),苯酚的去除效率最高可達(dá)99.9%,在實(shí)驗(yàn)的最后階段AnMBR整體性能幾乎不受鹽度波動(dòng)的影響.

Ahmadi等[60]采用接種富含耐鹽聚生體的A/O MBR(缺氧好氧膜生物反應(yīng)器)處理COD為3 000 mg/L,NaCl為10 000 mg/L,BOD5/COD小于 0.1的石化廢水,COD去除率為61.5%~78.7%;該研究針對(duì)高鹽度、低BOD5/COD這類生物處理較難的廢水,提出使用耐鹽細(xì)菌的聚生體來提高COD去除率,減少化學(xué)處理過程,達(dá)到凈化廢水的目的.

Capodici[61]采用間歇SBR處理高鹽分魚罐頭廢水,將來自魚罐頭廢水中原生的微生物群落接種至SBR中,通過為期100 d的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè).研究結(jié)果表明,在進(jìn)水NaCl濃度為30 g/L的條件下,BOD5和TSS(總懸浮固體)的去除效率分別為98%±1%、93%±3%;在監(jiān)測(cè)期間,反應(yīng)器中的自養(yǎng)或異養(yǎng)微生物均表現(xiàn)出較高活性,為利用自身的嗜鹽活性污泥處理高鹽有機(jī)廢水提供可行方案.

用生物法處理高鹽有機(jī)廢水,關(guān)鍵在于降低高濃度可溶性無機(jī)鹽對(duì)微生物的抑制和毒害作用,使得嗜鹽菌在高鹽環(huán)境中對(duì)廢水中的有機(jī)物仍有較高的降解效率;針對(duì)不同行業(yè)產(chǎn)生的高鹽有機(jī)廢水,選擇適當(dāng)?shù)纳锓磻?yīng)器來處理不同類型的工業(yè)廢水,實(shí)現(xiàn)污水凈化的同時(shí),降低廢水的處理成本.

3 組合工藝法

高鹽有機(jī)廢水大多是工業(yè)廢水,工業(yè)廢水的可生化性一般較低,直接用生物法處理會(huì)增加微生物的負(fù)荷,影響處理效率,甚至直接將微生物毒死,由于工業(yè)廢水的成分比較復(fù)雜,物化法處理的成本又很高,因此,針對(duì)不同行業(yè)的高鹽有機(jī)廢水選擇合適的物化法進(jìn)行預(yù)處理,再與生物法聯(lián)合處理,即可以降低處理成本,又能達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)[36,50].

李梅彤等[62]設(shè)計(jì)萃取結(jié)晶、MVR濃縮、高溫回轉(zhuǎn)氧化聯(lián)合工藝使得2-萘酚高鹽有機(jī)廢水實(shí)現(xiàn)低成本資源化再利用.萃取結(jié)晶工藝回收萘磺酸鹽用于循環(huán)生產(chǎn),高溫氧化有機(jī)物生產(chǎn)無水硫酸鈉用以出售,尾氣吸收亞硫酸鈉用于2-萘酚的再生產(chǎn);該套聯(lián)合工藝自動(dòng)化程度高,綜合運(yùn)行成本低至0.3元/m3.

Lan等[63]探討了一種MEDCC(微電解脫鹽和化學(xué)處理單元)和Fenton聯(lián)合工藝處理電鍍廢水的納濾濃縮液.研究結(jié)果表明,在MEDCC中回收pH=0.9的稀酸和pH=12.9的堿可用于預(yù)處理和Fenton;添加MEDCC的Fenton過程的COD去除率為79%,比Fenton高49%;該聯(lián)合工藝具有COD去除率高、酸堿回收率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn),為有效處理電鍍廢水納濾濃縮液提供依據(jù).

王琦等[64]采用熱力學(xué)組合工藝及設(shè)備治理含有苯環(huán)類高鹽有機(jī)毒物化工區(qū)的廢水坑塘,通過高級(jí)氧化、超濾、活性炭吸附-再生、三效蒸發(fā)等工藝處理后,廢水的COD濃度由7 490 mg/L降至53 mg/L,苯胺類的含量由134 mg/L降至0.86 mg/L,TDS濃度由39 300 mg/L降至145 mg/L經(jīng)鑒定,出水可達(dá)標(biāo)排放,該研究為受到化工企業(yè)廢水污染的溝渠、河道、湖泊等綜合整治工程提供了廣闊的應(yīng)用前景.

采用組合工藝處理高鹽有機(jī)廢水,能綜合各種方法的優(yōu)點(diǎn),既降低處理成本,也能達(dá)到出水水質(zhì)的要求,實(shí)現(xiàn)成分復(fù)雜又難降解廢水的無害化和資源化.

4 展 望

高鹽有機(jī)廢水由于其含鹽量高,且大部分來源為工業(yè)廢水,具有復(fù)雜難降解的有毒有機(jī)物,致使該類廢水的處理難度大大增加.用物化法處理成本較高,生化法占地面積大,使其在處理高鹽有機(jī)廢水的廣泛應(yīng)用得到了限制.因此處理高鹽有機(jī)廢水的研究方向,主要集中在研制新型材料和藥劑,降低高鹽度對(duì)降解有機(jī)物過程和脫鹽過程的抑制;針對(duì)不同工業(yè)產(chǎn)生廢水的特點(diǎn),探索出高效節(jié)能的物化-生化組合工藝,提升高鹽有機(jī)廢水處理效率的同時(shí)降低處理成本.

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