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濃縮食鹽（NaCl）解決方案

一、濃縮食鹽（NaCl）原理及問題分析

一般榨菜廠、泡菜廠、辣椒廠、酸湯廠等腌制食品加工廠存在高濃度食鹽排污問題。濃縮食鹽（NaCl）達到26度就可以回收再利用，濃縮工程中存在結(jié)晶體結(jié)垢板結(jié)、腐蝕設(shè)備和有機物濃度超標現(xiàn)象，所以還應(yīng)該考慮脫色除臭。

本方案僅討論濃縮食鹽（NaCl）解決方案，不對有機物去除及脫色除臭進行講解。

高鹽廢水指來源于生活污水和工業(yè)廢水的總含鹽量大于1%的排放廢水，含有較高的如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等無機離子，也含有如甘油、中低碳鏈的有機物。由于其成分復雜多樣，鹽分高，對微生物生長具有較強的抑制作用，因此該廢水處理技術(shù)難度遠比普通污水處理要大得多。我國高鹽廢水產(chǎn)生數(shù)量在總廢水中達5%，每年仍以2％的速率增長。因此，高鹽廢水處理在污水處理中有重要地位，是廢水處理研究的重點，也是難點。目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發(fā)法、電解法、膜分離法、焚燒法和生物法等。高鹽廢水是指以NaCl含量計算的總鹽的質(zhì)量分數(shù)大于等于1%的廢水。這類廢水除了含有有機污染物外，還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸根等大量可溶性無機鹽離子，甚至含有放射性物質(zhì)。

高鹽廢水主要來源以下幾個途徑：

（1）海水：通常來源于沿海城市工業(yè)用水過程中的排水或冷卻循環(huán)水。

（2）工業(yè)生產(chǎn)：高鹽廢水主要來源印染、煉化、采油、制藥和制鹽等企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的排水。

（3）含鹽生活污水：主要來源于海水利用，將海水用于城市生活中的消防、沖灑道路、沖廁等不與人體直接接觸的生活雜用水。

（4）含鹽量高的地下水：有些地區(qū)的地下水中含鹽量較高，總?cè)芙庑怨腆w含量大，例如內(nèi)蒙古河套部分地區(qū)、河北平原部分淺層地下水出現(xiàn)微咸水和咸水。

二、高鹽廢水處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)缺點分析

2.1 高效蒸發(fā)技術(shù)

高鹽水的高效蒸發(fā)技術(shù)一般是針對鹽分含量在4萬mg/L以上的高鹽廢水，對于鹽含量在1%～4%的低濃度高鹽水來說，高效蒸發(fā)技術(shù)具體來說主要有：多效蒸發(fā)技術(shù)、機械式蒸汽再壓縮技術(shù)。多效蒸發(fā)技術(shù)指的是同時使用多個串聯(lián)的蒸發(fā)，熱的蒸汽依次通過幾個蒸發(fā)，前一個蒸發(fā)的熱蒸汽再進入后一個蒸發(fā)，逐級蒸發(fā)，有效利用熱源，達到高鹽廢水除鹽的目的。機械式蒸汽再壓縮技術(shù)簡稱MVR技術(shù)，是一種借助蒸汽壓縮機進行熱源有效利用的工藝，通過蒸汽的再次壓縮獲得動力，并不斷往復，以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發(fā)的技術(shù)可以成功分離廢水中的鹽分和水分，然后再分別進行處理，是比較徹底的處理高鹽廢水的方法，所以，目前這種技術(shù)在煤化工和醫(yī)藥、農(nóng)藥行業(yè)都有比較廣泛的應(yīng)用。但是對于鹽水中的有機污染物含量過高的鹽水，蒸發(fā)過程中非常容易產(chǎn)生泡沫造成沖料，同時還可能影響鹽的品質(zhì)，導致出鹽夾帶過多有機物，還需要繼續(xù)處理。

2.2 生物法脫鹽

此工藝主要利用的微生物氧化分解有機物。微生物能處理吸附有害的有機污染物，高鹽廢水通過它的降解后能夠轉(zhuǎn)化大量的有機物為無機物，廢水通過凈化而再次應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，此工藝方法具有其他物理化學處理方法不同的優(yōu)勢，環(huán)保且安全性更強。微生物種類多種多樣、面對各種污染廢水的環(huán)境能夠通過變異具有很強的適應(yīng)性、且新陳代謝能力好，可以產(chǎn)生專一性的降解酶處理各類高鹽廢水，潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著抗毒、耐沖擊、微生物較為穩(wěn)定、具有很強的容積負荷性、能夠保持污泥齡的優(yōu)勢，作為生物脫鹽技術(shù)來說十分常用。比常規(guī)的活性污泥處理方法的水力停留時間更短。

例：兩段式接觸氧化工藝可以把廢水的含無機鹽濃度降低到2.5*104mg/L以下，能達到95%的COD去除率。厭氧技術(shù)及其改良工藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特殊的環(huán)境適應(yīng)性達到降低鹽分的作用，他們能在高鹽的水域環(huán)境中維持體內(nèi)的低水活度，從而達到降低高鹽廢水COD的目的。據(jù)資料了解，若泥齡為18日左右，嗜鹽菌在SBR反應(yīng)容器中能夠達到95%的COD處理率，高于61%的氨氮處理率。但目前我國對此方法的工藝技術(shù)還不完善，技術(shù)熟練度不高，但生物法脫鹽的環(huán)保性，經(jīng)濟性將在未來高鹽廢水處理中擁有很好的前景。

2.3多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

在工業(yè)含鹽廢水的處理過程中，工業(yè)含鹽廢水進入低溫多效濃縮結(jié)晶裝置，經(jīng)過5-8效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過程，分離為淡化水（淡化水可能含有微量低沸點有機物）和濃縮晶漿廢液；無機鹽和部分有機物可結(jié)晶分離出來，焚燒處理為無機鹽廢渣；不能結(jié)晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器，形成固態(tài)廢渣，焚燒處理；淡化水可返回生產(chǎn)系統(tǒng)替代軟化水加以利用。

低溫多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于化工生產(chǎn)的濃縮過程和結(jié)晶過程，還可以應(yīng)用于工業(yè)含鹽廢水的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理過程中。

多效蒸發(fā)流程只在di一效使用了蒸汽，故節(jié)約了蒸汽的需要量，有效地利用了二次蒸汽中的熱量，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。

生物法

生物處理是目前廢水處理常用的方法之一，它具有應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強、經(jīng)濟高效無害等特點。

一般情況下，常用的生物法有傳統(tǒng)活性污泥法和生物接觸氧化法兩種。

傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法是一種污水的好氧生物處理法，目前是處理城市污水廣泛使用的方法。它能從污水中去除溶解性的和膠體狀態(tài)的可生化有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，同時也能去除一部分磷素和氮素。

2.4電解工藝

在高鹽度條件下，廢水具有較高的導電性，這一特點為電化學法在高鹽度有機廢水處理方面提供了良好的發(fā)展空間。

高鹽廢水在電解池中發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)，生成不溶于水的物質(zhì)，經(jīng)過沉淀(或氣浮)或直接氧化還原為無害氣體除去，從而降低COD。

溶液中的氯化鈉電解時，在陽極上所生成的氯氣，有一部分溶解在溶液中發(fā)生次級反應(yīng)而生成次氯酸鹽和氯酸鹽，對溶液起漂白作用。正是上述綜合的協(xié)同作用使溶液中有機污染物得到降解。

因為電化學理論的局限性，高耗能，電力缺乏等問題，目前電解處理高鹽廢水工藝還是處于研究階段。

2.5離子交換法

離子交換是一個單元操作過程，在這個過程中，通常涉及到溶液中的離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間的交換反應(yīng)。

采用離子交換法除鹽時，廢水首先經(jīng)過陽離子交換柱，其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留在交換柱內(nèi)；之后，帶負電荷的離子(CI－等)在陰離子交換柱中被OH－置換，以達到除鹽的目的。

但該法一個主要問題是廢水中的固體懸浮物會堵塞樹脂而失去效果，還有就是離子交換樹脂的再生需要高昂的費用且交換下來的廢物很難處理。

2.6膜分離法

膜分離技術(shù)是利用膜對混合物中各組分選擇透過性能的差異來分離、提純和濃縮目標物質(zhì)的新型分離技術(shù)。

目前常用的膜技術(shù)有超濾、微濾、電滲析及反滲透。其中的超濾、微濾用于高鹽廢水的處理時，不能有效去除污水中的鹽分，但可以有效截留懸浮固體(SS)及膠體COD；電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術(shù)是有效和常用的脫鹽技術(shù)。

另外，反滲透技術(shù)還能去除部分溶解性有機物，這是其他脫鹽技術(shù)不能夠達到的，但是由于其處理成本高、操作經(jīng)驗不足，反滲透技術(shù)在城市污水處理及工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用受到了一定限制。

而且，膜技術(shù)處理高濃度含鹽廢水時，膜易被污染，從而導致操作過程難以正常運轉(zhuǎn)。況且噸級廢水進行膜處理成本高，企業(yè)難以承受。

3 高鹽廢水高倍率濃縮處理膜法工藝特點

下面分析幾種高鹽廢水高倍率濃縮處理膜法工藝的技術(shù)特點和應(yīng)用局限，可以根據(jù)不同水質(zhì)和工況，有針對性的選擇零排放預(yù)濃縮工藝。

1.NF/RO組合工藝

技術(shù)特點：無需完全軟化；NF可有效去除COD(生化出水80-90%去除率)，有效去除硬度和多價離子；產(chǎn)水無膠體懸浮物，可防止下游蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)硫酸鈉結(jié)垢；回收率高、系統(tǒng)穩(wěn)定、CIP效率高等。

應(yīng)用局限：膜系統(tǒng)設(shè)計復雜，過程控制精細。

2 深度軟化預(yù)處理RO

技術(shù)特點：多級深度軟化；高pH運行可防止有機物和硅污染；當原水TDS較低時獲得>90%的回收率；

應(yīng)用局限：化學品消耗量大，RO膜有機物污染風險大。

3 化學沉淀+過濾+DT/ST RO

技術(shù)特點：連續(xù)在線化學沉淀；高錯流連續(xù)過濾；高錯流寬流道RO系統(tǒng)；系統(tǒng)可超高壓穩(wěn)定運行。

應(yīng)用局限：化學品消耗量大，能耗高，設(shè)備投資昂貴。

4 軟化+RO+DTRO

技術(shù)特點：利用DIRO寬流道高錯流防止膜污染；系統(tǒng)可超高壓穩(wěn)定運行。

應(yīng)用局限：能耗高，設(shè)備投資昂貴。