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标题: 含盐废水处理 [打印本页]

作者: wzcc 时间: 2012-12-20 18:04
标题: 含盐废水处理

含盐废水处理

含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。

  一、高浓度含盐废水处理的生物流程
  高含盐废水生物处理流程的选择：高含盐废水生物处理流程与普通生物处理流程基本一样,主要包括调节池、曝气池、二沉池、污泥回流、剩余污泥脱水、投加营养盐等。
   (1)调节池。含盐废水调节池考虑的主要因素是废水盐浓度的变化,除生产波动周期、冲击因素外,应重点考虑水中盐浓度的变化和如何进行调整,如低含盐水量的减少或过高含盐来水的冲击。
  (2)曝气池。根据废水中含盐类型不同,曝气池选择也应有所不同。生物处理含CaCL2较高的废水,应采用传统曝气方式。钙离子能增加活性污泥的絮体强度,高CaCL2可使污泥中灰分达到40%～50%,污泥密度增加,曝气池中的污泥浓度可在5000mg/L以上。因此,应采用提升力较大的传统曝气、深井曝气、流化床曝气等曝气方法。曝气也应选用气泡较大、提升力较强的散流曝气器等曝气方式。不可采用气泡较小的微孔曝气器和可变孔曝气器,防止曝气孔被无机盐堵塞,不利于曝气池的搅动。在水量小于1000m3条件下也可以采用射流曝气，射流曝气氧的传递效率高，而且不易堵塞曝气设备。曝气强度也应大于普通生物处理,在10m3/(m2•h)左右,或用中心管来增加提升和搅拌能力。高含盐情况下氧的传递速度增加对高污泥浓度有利,只要菌胶团不解体,既使产生丝状菌,污泥也不会上浮流失。含磷营养盐应注意投加位置,以免产生的磷酸钙盐沉淀不仅影响使用效果,而且产生结垢易堵塞管线。
  在用SBR工艺处理高盐废水时，由于SBR是瀑气，沉淀一体，所以在设计的时候要充分考虑到沉淀时间，尤其是在处理含高浓度的钠盐的废水，含钠盐的废水沉淀效果差，故沉淀时间应该相应延长，再就是在为了减少滗水器对沉淀的污泥的干扰，滗水的深度也应该相应减小。在处理盐度波动较大的废水的时候，仍然需要设置调节池。有高浓度含盐废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
  生物膜工艺是处理高盐度废水的理想工艺，如瀑气生物滤池工艺，接触氧化工艺曝气等，在处理钙盐含量高的废水时，要注意填料或者滤料的选择，在瀑气生物滤池中要设计较大的反冲洗强度和时间。接触氧化池的填料也宜采用空隙率较高的类型，填料的安装要考虑到易于拆卸和冲洗，防止废水处理过程中形成的碳酸钙堵塞填料。含ＮａＣｌ较高的废水生物处理时,污泥灰分含量低于含CaCL2废水,而含盐废水密度大,在污泥膨胀或曝气池受到冲击污泥解体时,菌胶团比含CaCL2废水容易上浮流失,因此含NaCl较高的废水生物处理最好采用生物膜法。

   (3)二沉池。二沉池表面负荷应有一定的余量,主要是考虑废水密度增加,不利于污泥沉淀,尤其是含NaCl废水。处理水量较大时,特别是含CaCL2废水,最好采用周边传动式刮泥机,以适应污泥浓度高、密度大的特点。在采用传统活性污泥法处理高CaCL2废水时,应适当加大污泥回流量,以减少废水波动造成的冲击,提高系统的稳定性。
  (4)污泥脱水。由于含CaCL2废水生物处理的剩余污泥含钙盐多,有利于脱水,可不用加絮凝剂。经浓缩后的污泥浓度可大于50g/L。剩余污泥量与普通废水处理的剩余污泥类似,设计参数可参考普通污泥脱水。
  在处理钙离子浓度高的废水时，由于活性污泥中的无机成分高，有机物去除能力较低，较低的负荷情况下运行，污染物的去除率要高于高负荷条件下，但是延时曝气又不太适合处理高盐废水，因为污泥龄长，水力停留时间长，活性污泥容易老化，絮凝性能变差，最终影响出水效果。
  此过程需要培养性能很好的适盐微生物，适盐微生物的研究属于极端分子生物学研究范畴，由于研究起步较晚，目前对适盐微生物的分类和新种发现有限。适盐机理的研究主要依靠适盐生理特异结构和特性生理特性两方面进行。在此我简要介绍四种。
  一紫膜原理（光能质子泵）
  嗜盐菌多是好气化能异养类型,一些盐杆菌的种可进行厌氧呼吸.细胞含类胡萝卜素,菌体呈红色、桃红、紫色,大多数不运动,只有少数种靠丛生鞭毛缓慢运动,采用二分分裂法进行繁殖,无休眠状态,不产生孢子.极端嗜盐菌的细胞膜上具有呈六面格子状的紫色斑块，称为紫膜。它是个巧妙的光能转换器。在光能驱动下将光能转化为ATP。某些嗜盐菌会产生大量的胞外多聚物（PGA、PHA）和胞内多聚物（PHB），在不同条件下的研究发现，其多聚物的产生受环境条件很大，C、N、P等抑制了多聚物的产量。
  二嗜盐菌的Ｎａ依存性　　
  嗜盐菌要在高盐环境下生存,Ｎａ对维持细胞膜、细胞壁构造和功能有特别重要的作用.Ｎａ与细胞膜成分发生特异作用而增强了膜的机械强度,有利于细胞膜结构的稳定.若把嗜盐菌的细胞放在蒸馏水中,便会立即发生溶菌,要维持细胞膜的构造,盐类的存在是必不可少的,尤其是Ｎａ+的存在对阻止嗜盐菌的溶菌起着重要作用；在细胞膜的功能方面,嗜盐菌中氨基酸和糖的能动运输系统内必需有Ｎａ存在,而且Ｎａ作为产能的呼吸反应中一个必需因子起着作用；Ｎａ被束缚在嗜盐菌细胞壁的外表面,起着维持细胞完整性的重要作用.
  三吸钾排钠作用　　
  嗜盐菌的生长虽然需要高钠的环境,细胞内的Ｎａ浓度并不高,如盐杆菌光介导的Ｈ+质子泵具有Ｎａ+/Ｋ+反向转运功能,即具有吸收和浓缩Ｋ+和向胞外排放Ｎａ+的能力.Ｋ+作为一种相容性溶质,可以调节渗透压达到细胞内外平衡,其浓度高达7ｍｏｌ/Ｌ,以维持内外同样的水活度.例如嗜盐厌氧菌、嗜盐硫还原菌及嗜盐古菌是采用细胞内积累高浓度Ｋ+来对抗胞外的高渗环境.例酵母中的Ｎａ+/Ｈ+反向载体可以将多余的盐分排出体外,提高酵母的耐盐性.

  四积累相容物质
  中度嗜盐菌是通过在细胞内积累一些被称为相容性溶质(Compatible solutes) 的物质来抵抗细胞外的高渗透压。任何处于高渗环境中的生物其细胞内必须含有一定浓度的溶质以保持细胞内外渗透压的平衡,维持细胞的形态、结构和生理功能。通常细胞内积累的溶质不同于细胞外的主要溶质,同时这些细胞内溶质不能妨碍细胞的其它代谢途径,因此被称为相容性溶质。相容性溶质是一些高度水溶性的小分子物质,如糖,糖醇,其它的醇类,氨基酸,及氨基酸的衍生物。它们可以在高NaCl 浓度中保持细胞内的低水活度,从而保持细胞内酶的活性。不同的生物各自积累不同的相容性溶质。
  二、高含盐水脱盐技术
  高含盐水脱盐技术现状
  1、石灰/石灰-纯碱软化法
  石灰软化作为应用最广泛应用的单元技术之一，能有效降低水中结垢成份与悬浮物浓度，并且可使部分水处理剂经软化工艺后再回流系统中继续循环使用，石灰乳与水中的碳酸盐硬度成分反应，生成难溶的CaCO3或Mg(OH)
  2.后沉
  淀析出。单纯的石灰软化法只能去除碳酸盐硬度，而石灰- 纯碱软化法能有效去除水中结垢的主要成分如钙、镁、磷酸盐和二氧化硅等，并将水中的悬浮物、腐蚀产物和微生物粘泥等在沉淀和过滤过程中去除，且产生泥渣易脱水，可作为非毒性废弃物掩埋处置。另外，石灰价格低廉、来源广泛，运行成本低，可与絮凝过程同时进行，即可降低水的硬度，又可除浊。因此，石灰－纯碱软化法已广泛用于工业纯水系统补充水的预处理。
  2、膜分离
  近40年来，膜分离技术已迅速发展成为工业循环冷却水系统中旁流处理中最重要、最广泛采用的新型高效节能分离单元技术，电渗析(ED)、反渗透(RO)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和渗透汽化(PV)等膜技术相继发展，并成为集成处理技术系统中的关键技术。主要膜分离技术简述如下：
  （1）反渗透膜技术
  反渗透膜技术是以渗透压差作为推动力的一类膜分离过程。依据各种物料的不同渗透压，通过RO膜技术达到分离提取、纯化与浓缩的目的。RO技术的最大优点是节能，其能耗仅为电渗析的1/2，蒸馏技术的1/40，而且能够达到深度除盐目的。近年来，随着膜分离技术的快速发展，工程造价和运行成本持续降低，RO膜技术已逐渐取代传统的离子交换、电渗析除盐技术，成为工业水系统中首选除盐技术。
  RO膜技术今后主要发展趋势是降低R O膜的操作压力，提高RO系统纯水产率和浓缩回收率，以及廉价高效预处理技术，增强膜组件抗污能力等。尤其近年来，在电厂循环冷却水脱盐回用领域，集成膜工艺已成为主要发展方向，其中“UF+RO”双膜工艺已成为电厂深度除盐的主导技术。
  （2）电渗析技术
  电渗析技术是以电位差作为推动力的一类膜分离过程。在外加直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子迁移原理使水中阴阳离子做定向迁移，从水溶液及其它不带电组份中分离带电离子组份。
  ED技术作为脱盐，在20世纪70～90年代得到广泛应用，但由于ED只能部分除盐，不能满足许多工业领域深度除盐的技术需求且电耗高。因此，近年来已逐渐被反渗透膜技术所替代。
  （3）纳滤膜技术
  与RO相比，NF技术的操作压力较低(0.5-1.0MPa)，节能效果显著。因此NF技术又称低压RO技术，是介于RO和UF之间的一种亲水性膜分离过程，适宜分离分子量在 200-1000 Daltons(1Daltons=1.65×10-24g)，分子大小约为1nm溶解组份的膜工艺。由于NF膜具有松散的表面层结构，存在氨基和羧基两种正负基团，具有离子选择性，一价离子可基本完全透过，对二价和高价离子具有较高截留率，可去除约80%的总硬度、90%的色度和几乎全部浊度及微生物，因此，NF的软化功能近年引起重视，在工业循环冷却水的排污水回用处理中具有良好的应用前景。
  3 、蒸馏脱盐
  蒸馏法是一种最古老、最常用的脱盐方法。目前工业废水的蒸馏法脱盐技术基本上均是从海水脱盐淡化技术基础上发展而成。蒸馏法就是把含盐水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的过程。蒸馏法是最早采用的淡化法，其优点是结构简单、操作容易、所得淡水水质好等。蒸馏法有很多种，如多效蒸发、多级闪蒸、压气蒸馏、膜蒸馏等。
  （1）多效蒸发（MED）
  多效蒸发是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低温多效蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率等。
  （2）多级闪蒸（MSF）
  以海水淡化为例，将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近（但高于）天然海水温度。
  多级闪蒸是海水淡化工业中较成熟的技术之一，是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的。MSF一经问世就得到应用和发展，具有设备简单可靠、运行安全性高、防垢性能好、操作弹性大以及可利用低位热能和废热等优点，适合于大型和超大型淡化装置，并主要在海湾国家使用。
  （3）蒸汽压缩冷凝（VC）
  蒸汽压缩冷凝脱盐技术是将盐水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。当其作为循环冷却水脱盐回收工艺时，可使冷却水中的有害成份得到浓缩排放，并使 95%以上的排污水以冷凝液的形式得到回收，作为循环水和锅炉补充水返回系统。这种工艺对设备材质的要求极高，运行中需消耗大量的热量，存在一次性投入和运行费用极高的缺点，只可能在特别缺水的地区发电厂中采用。
  脱盐技术发展趋势
  脱盐技术已经得到充分的发展与研究，日趋成熟。在实际选用中，究竟哪种方法最好，何种脱盐技术处理成本最低，均不是绝对的，要根据脱盐规模大小、选材、当地能源价格、水质要求、地理气候条件、技术与安全性、投资来源与管理体制等实际条件而定。而且脱盐技术的选择也不是仅仅局限于单个脱盐技术，而是建立在多种脱盐技术与传统技术的集成之上。
  现阶段多级闪蒸（MSF）、低温多效（MED）和反渗透（RO）是当今脱盐三大主流技术，多种膜技术的集成是解决高含盐水脱盐难题的有效而经济的方法。目前主要采用的热法和膜法海水淡化相联合的方式（如NF-RO,RO-MD， MED-RO或MSF-RO方式）就是一个很好的示范。绿色能源(风能、太阳能及太阳能光伏发电)的利用也是今后研究发展的主要趋势。

作者: hbyq 时间: 2014-1-20 18:56
今天没事来逛逛，看了一下，感觉相当的不错。

作者: 漂亮蓝影 时间: 2015-9-6 06:05
初来乍到，请多多关照。。。

作者: cyc1111 时间: 2015-10-19 20:24
今天没事来逛逛

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