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高鹽有機廢水處理工藝研究

文檔作者：汪凱李彥斌謝惠敏羅曉芳文檔來源：福州大學(xué)至誠學(xué)院環(huán)境與資源系		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月31日
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高鹽有機廢水處理工藝砑究
汪凱李彥斌謝惠敏羅曉芳
(福州大學(xué)至誠學(xué)院環(huán)境與資源系福建福州350002)
摘要高鹽有機廢水具有鹽度高、有機物濃度高的特點，因鹽度高抑制了生物對有機物的降解速率，成為1種難處理污
水。闡明國內(nèi)外高鹽廢水的物化法、生物法和組合工藝的特點與研究進展．并對高鹽有機廢水處理作了技術(shù)展望。
關(guān)鍵詞高鹽有機廢水處理工藝降解速率
中圖分類號：×703 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2018)05—077—03
高鹽有機廢水具有成分復(fù)雜、鹽度高、有機物濃度高、毒
性大等特點，尤其是有機污染物含量高和鹽度高，COD高達
10甚至幾百璣，含鹽量通常在5％以上，甚至達到20％Ⅲ；另
外還有色度高。甚至發(fā)出刺鼻惡臭。國內(nèi)對處理高鹽有機廢
水的研究主要集中在物理化學(xué)法、生物法和組合工藝．本文
對其進行了分析總結(jié)．
1物理化學(xué)法
高鹽有機廢水處理技術(shù)主要有高級氧化法(advanced
oxid撕on pmcessing，AOP)、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、焚燒、反滲透、
超濾及其組合工藝．
(1)高級氧化法。高級氧化法是物化法處理高鹽有機廢
水一個研究熱點。因其產(chǎn)生具有很強氧化能力的羥基自由基
(·OH)，可以無選擇性地將難降解有機物氧化成易于生物降
解、低毒或無毒小分子有機物[2]。國內(nèi)外報道的高級氧化法
主要有Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超聲氧
化法、濕式氧化法和超臨界水氧化法等。其中。Fenton氧化法
因投資價低、操作簡單、兼具氧化與絮凝功能等優(yōu)勢而廣泛
應(yīng)用于生物難降解的有機廢水預(yù)處理[3]。但也有研究表明．傳
統(tǒng)Fenton氧化法也存在有機物難以完全被生物降解、H20：利
用率較低等不足問題f4]。因此在Fenton氧化法基礎(chǔ)上引入
UV(UV—Fenton)可減少H20：和Fe2+的投加量并且大幅提高
(·OH)產(chǎn)率；此外UV—H20：法具有不引入雜質(zhì)、無需后續(xù)固
液分離處理等特點㈨。
(2)焚燒法。焚燒法在高鹽有機廢水的處理技術(shù)中應(yīng)用
較早。因其技術(shù)較為成熟，適用于COD含量較高．熱值較高
的高鹽有機廢水【6]。原始高鹽有機廢水熱值較低。因此焚燒
處理工藝中必須進行預(yù)處理。對于含有高沸點有機污染物的
高鹽廢水．單一的蒸發(fā)預(yù)處理不能完全將無機物分離出來．
因此馬靜穎[7]等提出了對蒸發(fā)的殘留液采用萃取技術(shù)預(yù)處
理．再將脫鹽后的有機物進行焚燒處理。從而達到了焚燒對
象徹底脫鹽的目的。但焚燒法燃燒過程中還會產(chǎn)生煙氣，必
須對污染氣體處理達標后才能排放。
(3)反滲透。反滲透技術(shù)在海水淡化方面已經(jīng)相當成熟．
在高鹽廢水的處理中也是比較有效的．還可以去除部分溶解
性有機物(8]。盧彥越[9】等利用反滲透對某化工廠的高鹽廢水
進行了處理。該廠廢水中含大量的Cl一，C1一的質(zhì)量濃度為
13000m以。采用該工藝脫鹽后，Cl一質(zhì)量濃度降至4000mg，L，
表明此種方法是比較有效的。但是反滲透技術(shù)在處理高鹽有
機廢水時要進行深度的預(yù)處理．以達到反滲透階段的水質(zhì)．
因此反滲透技術(shù)的預(yù)處理成本較為昂貴．導(dǎo)致反滲透技術(shù)也
不能得以廣泛應(yīng)用。
(4)電化學(xué)法。廢水在高鹽度條件下具有較強的導(dǎo)電性，
這為電化學(xué)法在高鹽有機廢水的處理中提供了有利條件。電
化學(xué)法設(shè)備簡單、操作方便、處理費用低．可以有效地去除廢
水中的有機污染物【10】．適合小型污水處理站的運用。電化學(xué)
處理工藝受廢水的pH值和電流密度等因素影響，Sund眥．
pandiyan[11]等采用電化學(xué)法處理制革行業(yè)高鹽有機廢水，考
察了廢水pH值和電流密度對COD和凱氏氮(TKN)處理程
度的影響。實驗結(jié)果表明，當電流密度為O．024肌m，廢水pH
值為9時的處理效果最佳，除去1k盯KN和1kgCOD的能耗
分別為22．45kWh和0．80kWh。
(5)離子交換法。離子交換法主要是應(yīng)用在去除廢水中
的重金屬離子，可用于生物法的預(yù)處理工藝．除去對微生物
有抑制作用的金屬離子。Jor即璐en等[12]用斜發(fā)沸石分子篩和
2種高分子交換樹脂(Dowex 50w—x8和Pur01iteMN．500)對含
多種蛋白質(zhì)的模擬廢水進行除銨處理，結(jié)果表明：廢水中有
機物的存在對銨離子的離子交換有促進作用。Choi等㈦使用
1種鈦介孔材料進行實驗探究這種鈦介材料的離子交換除
磷容量。實驗結(jié)果表明：該介孔材料的吸附飽和量為
49．28m∥g，且其成本較低，具有良好的應(yīng)用前景。TaIlg等【141
用天然黃土去除水溶液中二價鋅．Elkadv等[i5]用陽離子聚
(甲基丙烯酸縮水甘油酯)脫除水中的鎘離子。都取得了很好
的效果。
(6)物化法組合工藝。單一的蒸發(fā)結(jié)晶、焚燒等物化處理
有2個缺點：①廢水鹽度不夠時。進行蒸發(fā)結(jié)晶會導(dǎo)致處理
成本較高；②廢水鹽度較高但有機物量低或者有機物熔點低
進行焚燒法處理時，處理效果不佳，有機物易殘留在水中；并
且單純1種物化方法處理高鹽有機廢水并不能有效解決問
題。因此蒸發(fā)一濃縮一結(jié)晶一焚燒、混凝一Fenton、活性炭吸附一
Fenton等物化法組合處理工藝被用于高鹽有機廢水處理．其
中使用最廣泛的是混凝一活性炭吸附一Fenton一三效蒸發(fā)一結(jié)
晶一焚燒的零排放組合工藝。如黔西縣黔希煤化工投資有限
責(zé)任公司．針對在煤制乙二醇過程中產(chǎn)生的高鹽有機廢水，
該公司選擇了2級高壓反滲透+多效蒸發(fā)工藝代替單純的多
作者簡介：汪凱(1996～)，男，福州大學(xué)至誠學(xué)院環(huán)境資源工程系2014級環(huán)境工程專業(yè)本科生，研究方向：環(huán)境污染問題。
鯽8lNOl5I口
萬方數(shù)據(jù)
效蒸發(fā)工藝．利用反滲透工藝對來自前系統(tǒng)的污水進行預(yù)處
理。將高鹽廢水的質(zhì)量分數(shù)從l％一4％提高至16％。20％。含
鹽廢水量從40。60t／ll降低至8。12t，Il：濃縮后鹽水送入多效
蒸發(fā)系統(tǒng)進行固液分離．高壓反滲透和多效蒸發(fā)裝置產(chǎn)生的
凈水和冷凝液送至前系統(tǒng)回用．蒸出的固體混合鹽可送至相
應(yīng)廠家作為原材料使用。最終達到生產(chǎn)零排放的目的【16】。
2生物法
(1)耐鹽微生物研究。高鹽有機廢水因其高鹽、酸性或者
堿性環(huán)境下，微生物生長受到抑制．降低微生物存活率從而
降低處理效率．因此在19世紀初國內(nèi)外大多環(huán)保專業(yè)人士
探尋馴化傳統(tǒng)活性污泥處理高鹽有機廢水。
即從污水廠接種活性污泥培養(yǎng)其耐鹽度．最后馴化出適
應(yīng)高鹽環(huán)境并且處理水質(zhì)效果較好的耐鹽菌。Abou—Elela等
["】從蔬菜加工廠含鹽質(zhì)量分數(shù)7．2％的廢水中篩選分離出木
糖葡萄糖菌。并對其進行培養(yǎng)和馴化；通過含鹽質(zhì)量分數(shù)
0．5％．3％的模擬廢水考察了活性污泥和接種了木糖葡萄糖
菌耐鹽微生物的活性污泥的性能。結(jié)果表明．當含鹽質(zhì)量分
數(shù)低于l％時．2種污泥的COD去除率基本相同(80％。
90％)：但當含鹽質(zhì)量分數(shù)提高到2％時．接種了木糖葡萄糖
菌耐鹽微生物的活性污泥COD去除率為9l％：而沒有接種
的活性污泥COD去除率只有74％。目前這類高鹽處理技術(shù)
中依然存在這許多技術(shù)難題。例如。經(jīng)過高鹽環(huán)境馴化的微
生物種類與數(shù)量會大幅度減少．從而影響到微生物所在生物
系統(tǒng)的穩(wěn)定性；微生物馴化技術(shù)并不是很成熟，面臨著周期
長、種類多、難存活等一系列技術(shù)難關(guān)。
由于培養(yǎng)耐鹽活性污泥的難度．早在2012年時國內(nèi)便
有譚淞文等人研究新型活性污泥的培養(yǎng)與對高鹽有機廢水
處理效果。在好氧反應(yīng)器中。將海泥通過海水和營養(yǎng)物質(zhì)培
養(yǎng)成新型的活性污泥．在處理含鹽廢水時有較好的活性和沉
降性能。對這種新型的活性污泥我們稱其為海洋活性污泥。
經(jīng)過70d的培養(yǎng)．海洋活性污泥的培養(yǎng)取得很好的成果。SvI
穩(wěn)定在75mLk左右；廢水處理12h后COD№降解率穩(wěn)定在
90％左右。氨氮降解率也穩(wěn)定在40％以上【18】。雖然海泥處理
COD效果很好，但處理氨氮效果一般；如果針對一些產(chǎn)高氨
氮行業(yè)的高鹽有機廢水顯然海泥不能適用。在國內(nèi)外沒有大
型推廣這類活性污泥。主要還是受此類污泥的特殊性限制，
海泥獲取成本高。只能針對一些靠海工業(yè)區(qū)。如果對于偏遠
內(nèi)地城市培養(yǎng)海泥成本更加昂貴。
(2)活性污泥法。高鹽廢水的活性污泥法研究表明。影響
最大的是其鹽度對活性污泥的影響。因此。處理高鹽度有機
廢水的重要前提是通過活性污泥的馴化．培育出具有良好的
有機物降解性能的耐鹽微生物．通過楊健【19】等人對活性污泥
馴化過程的研究表明．馴化后的有機物去除率有著顯著提
高，并且具有良好的有機物吸附和氧化能力．能穩(wěn)定的去除
90％以上的COD；未馴化的污泥則出現(xiàn)明顯的中毒現(xiàn)象。
(3)A—B二段接觸氧化法。A—B二段接觸氧化法有比較
強的抗毒性以及對水質(zhì)水量的變化具有一定的穩(wěn)定能力。它
不僅體積?。€可以維持較高的污泥泥齡．使得生物相對穩(wěn)
定．HRT也大為縮短。安麗例對兩段生物接觸氧化法處理高
鹽度有機廢水進行了深入且全面的研究．她采用一段法和二
段法進行平行試驗．期間采用相同的停留時間3．58h。其中含
鹽量為5000．35000m蜀／L，而有機負荷為4．14kg，(m3·d)(以
BOD，計)。她的研究結(jié)果表明。鹽度和有機負荷對系統(tǒng)有明
顯的抑制作用．要想保持較好的出水水質(zhì)．必須控制鹽度和
有機負荷；她的研究還表明，二段法去除廢物的效率要明顯
的優(yōu)于一段法。
(4)MBR法。天津科技大學(xué)探尋了MBR法在高鹽廢水
處理中的應(yīng)用．其主要研究目的是探尋梯度增加鹽度的自然
馴化污泥和穩(wěn)定鹽度投加嗜鹽菌生物的強化馴化污泥對
MBR(膜生物反應(yīng)器)的影響。最終得出實驗結(jié)果：在質(zhì)量分
數(shù)3．5％Nacl鹽度下．穩(wěn)定鹽度投加嗜鹽茵生物強化馴化的
活性污泥。其COD平均去除率90％。NH，一N平均去除率
70％；而梯度加鹽自然馴化的活性污泥，其COD平均去除率
85％。NH廠N平均去除率70％。梯度加鹽自然馴化的活性污
泥適用于低負荷的含鹽污水處理．而穩(wěn)定鹽度投加嗜鹽菌生
物強化馴化的活性污泥．適用于高負荷的含鹽廢水處理[2I】。
3組合工藝法
應(yīng)用組合工藝綜合不同方法處理高鹽有機廢水的優(yōu)勢．
是高鹽有機廢水處理的1個研究亮點．目前處理高鹽有機廢
水的組合工藝主要如下：
(1)液，液萃取一膜生物反應(yīng)器組合工藝。液，液萃取一膜生
物反應(yīng)器組合工藝又稱萃取膜生物反應(yīng)器。包括4個單元。
分別為：萃取、剝離、油，水乳狀液分離和生物量分離膜與生
物反應(yīng)器。先通過萃取單元實現(xiàn)有機污染物與高濃度無機鹽
的分離，然后剝離單元去除部分無機鹽類；再通過油，水乳狀
液分離和生物量分離膜分離有機污染物和殘余有機溶劑．最
后在生物反應(yīng)器內(nèi)使有機污染物氧化分解【引。Uu㈣等在處
理含有較高濃度有機物CPs(1000IIl璣)和鹽度(15％w／，w)模
擬廢水時便使用該工藝。最終廢水處理效果較好。
(2)膜蒸餾一電去離子組合工藝。膜蒸餾法可以處理高濃
度的無機鹽水溶液，設(shè)備簡單，操作方便。電去離子是一種深
度除鹽手段，產(chǎn)水水質(zhì)好，操作簡單。運行成本低。李福勤。呂
曉龍等采用膜蒸餾一電去離子組合工藝處理高鹽廢水．結(jié)果
表明其原水適用性強，產(chǎn)水穩(wěn)定，水質(zhì)優(yōu)良。但是也還存在流
量匹配，膜污染，技術(shù)成熟等問題，解決好這些問題則應(yīng)用前
景廣闊㈨。Mohammadi等∞】應(yīng)用田口實驗法(他ucllimethod)
考察了料液組成、實驗溫度、料液流速和操作壓力等操作條
件對真空膜蒸餾的影響．實驗結(jié)果表明．升高溫度和增加真
空度可使通量增加，而隨著料液流速增加，通量出現(xiàn)極大值。
(3)電滲析一活性污泥法組合工藝。利用含鹽量較低的汲
取液．使高鹽廢水中的鹽分在電位差和濃度差推動下向汲取
液遷移。從而使高鹽有機廢水達到降鹽目的．在后續(xù)生物處
理中降低電滲析脫鹽后廢水中的COD。王郁，解利昕等人采
用電滲析一活性污泥法組合工藝處理高鹽有機廢水．研究了
脫鹽過程廢水中鹽分和有機物的遷移規(guī)律．經(jīng)過5次更換汲
取液，160IIlin處理后，廢水總含鹽質(zhì)量濃度由22000IIl璣降
2018．No．5．勺萬方數(shù)據(jù)
至1630m璣，廢水中除碳酸氫根離子外其它離子的脫除率by i蚰exch鋤ge in the p嘲帥ce of叫蘆Ilic咖t鋤in舭ts[J]．w砒er
均在90％以上。廢水脫鹽后利用活性污泥法進行處理。反應(yīng)R舶e呲h，2003，37(8)：1723．
24h內(nèi)COD去除率維持在85％左右嘶】。13 choi J w，I舭s Y，ParI【K Y，et a1．Investig毗i仰of phosph哪∞睜
4 高鹽有機廢水未來處理技術(shù)展望””aI橢m”抽‘ew砒。‘tllIo“gh 10n exc“柚ge耐me啪咖dm b88ed
高鹽有機廢水處理主要存在物理化學(xué)法處理成本高，生14=東三裟?芝：=：篇0淼：刪。
物法占地面積大等因素制約，尤其是含鹽量過高的高鹽廢水舳lii∞with。。t：』：chin。：l?！?。：behavi∞。nd：忑ing乏t懈．
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(上接第76頁)
造質(zhì)量。為膜技術(shù)的使用莫定堅實的基礎(chǔ)。后對膜技術(shù)的應(yīng)用進行了詳細的介紹。最后對膜技術(shù)的應(yīng)用
(3)提高膜技術(shù)的應(yīng)用水平。在未來水處理過程中應(yīng)加前景及發(fā)展進行了展望。
強膜技術(shù)的使用推廣．使更多的水處理企業(yè)及地方政府認識參考文獻
到膜技術(shù)在水處理過程中的優(yōu)點及作用范圍．在保證科學(xué)合1劉京強，崔巍巍，劉立拄等．兩親性共聚物P(MMA—∞-AMPS)對聚
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潛力，如開發(fā)使用得當必將會為我國水資源處理發(fā)揮重要作4林紅軍，陳建榮，陸曉峰，等．正滲透膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用進展
用。本文首先介紹了膜技術(shù)的基本概念及應(yīng)用的必要性，然?．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，20lo，33：411-415．

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