许多研究表明,生物方法可以处理高含盐废水。但由低盐到高盐,微生物有一个适应期。从淡水环境到高盐环境时,由于盐的变化可能引起微生物代谢途径的改变,菌种选择的结果使适应高盐的菌种较少,只有当微生物经培养驯化后,才能产生适应高盐的菌种,以耐受一定的盐浓度。
2、含盐废水生物处理流程的选择
生物法是高盐废水处理的方法之一,在处理高盐废水时表现出较高的有机物去除率,但这种方法所需要的时间相当长,而且高含盐废水的生物处理需要进行稀释,通常在低盐浓度下运行,因此容易浪费水资源,同时由于处理设施庞大也会造成投资增加、运行费用的tigao,不适合我国节能环保、可持续发展的理念高含盐废水,生物处理流程与普通生物处理流程是有区别的,该流程主要包括废水预处理系统、调节池
模工业化的浓缩方法主要有热法和膜分离法。热法主要是通过加热的方式,将高盐废水中的水分蒸发出来,以达到浓缩和减容的目的,该方法通常利用水蒸气作为热源,因此耗能巨大,运行成本非常高。膜分离法使用选择性透过膜作为过滤介质,以压力差、电势差、渗透压等作为驱动力,实现含盐废水的浓缩,常见的膜分离工艺有微滤、超滤、反渗透、电渗析等。对于膜技术,目前存在的主要问题是膜元件成本高、膜污染及清洗等问题。
膜蒸馏技术是传统热蒸发过程与膜分离技术相结合的新型分离技术,其原理是在疏水性微孔膜的拦截作用下,阻止废液以液体形式穿透膜孔,仅以挥发组分在膜两侧蒸汽压差的推动下穿透膜孔,而非挥发组分则被拦截,终实现混合物的分离和提纯,具有浓缩倍数高、能耗低等(使用30~70℃的低品热源)特点。在常见的膜蒸馏技术中,真空膜蒸馏技术(vacuum membrane distillation,VMD)是利用真空泵使膜的透过侧维持负压状态,从而增加膜两侧的蒸气压差以tigao膜通量,与其他膜蒸馏技术相比,具有膜通量高、温度极化程度低等显著优点,近年来得到了研究人员的广泛关注。Mericq等采用VMD技术对反渗透处理后的海水浓缩液进行进一步浓缩,实验结果表明,当透过侧压力为6000Pa、温度为50℃、雷诺数为4000、进水含盐量为64~300g/L时,膜通量可达7~17L/(m2•h),VMD工艺可将反渗透处理后的海水浓缩液的体积减少81.9%。刘宇程等采用VMD技术处理经湿式氧化后的页岩气压裂返排液,结果表明,当进水COD为299mg/L、NaCl浓度为67870mg/L时,在操作条件为料液温度70℃、真空度0.085MPa、运行时间为90min情况下,出水NaCl含量仅为1.17mg/L,出水COD降至93.2mg/L。Wen等应用VMD技术处理低放射性废水,实验结果表明,当进水含盐量高达80g/L时,VMD工艺对Cs(Ⅰ)、Sr(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的去污因子可分别达到6000、3700和8300。游文婷等采用VMD工艺对硫酸钠和氯化钙模拟废水进行了处理研究,实验选用聚四氟乙烯平板膜作为膜组件,结果表明:随着进水温度的升高、冷侧压强的减小,通量随之增大,VMD工艺的截留率均达到了99.99%以上。另外,随着膜材料和疏水膜制造工艺的不断发展,在保证较高膜通量的前提下,可有效降低膜污染问题,tigaoVMD工艺的稳定性和可靠性。
因此,对于高含盐工业废水,如油气田产出水、炼化废水等须回用或外排的高盐废水,真空膜蒸馏技术是一个较好的选择。本研究采用聚丙烯中空纤维膜元件,研究了真空膜蒸馏技术在不同条件下处理模拟高含盐废水的效果,分析了各因素对膜通量的影响程度,对真空膜
、曝气池、二沉池、污泥回流等。
2.1 高含盐废水的预处理办法
由于工业生产中所产生的废水中含有较高的盐分,对生化处理产生了不良的影响,只能采用蒸发除盐处理,使用含盐废水结晶蒸发器设备是稳定有效且经济的方法。基于蒸发浓缩结晶的原理,对废水进行多效减压蒸发浓缩结晶处理。先将废水浓缩到将近饱和状态,然后继续蒸发结晶,蒸发器的底部含晶体盐的浓缩液不断进入盐分器内,在盐分器内晶体盐和水分实现分离,晶体盐进入储盐池,分离后的含盐水再进入蒸发器连续蒸发结晶。蒸发后的冷凝水可以实现国家规定的废水排放标准。还有些废水可以通过蒸发浓缩、蒸发结晶,将废水中的有用物质回收、变废为宝。
废水蒸发器现已广泛应用在医药工业、食品工业、化工、轻工、金属冶炼、生物工程、环保工程、废液回收等领域,如电镀废水、冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等多种工业废水的蒸发浓缩、蒸发结晶处理。
2.2 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,低含盐水量的减少或过高含盐来水的冲击。
2.3 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20g/L以上。因此,应采用tisheng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、tisheng力较强的散流曝气器等曝气方式。
2.4 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,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liuliang,以减少废水波动造成的冲击,tigao系统的稳定性。
高含盐废水对生物处理不利,盐浓度的波动对生物处理影响更大。盐浓度越高,污泥驯化时间也越长,经驯化后菌群发生变化,菌胶团以嗜盐菌为主。但盐浓度的突然变化,对微生物的影响很大,可直接破坏正常运行,菌胶团解体,污泥上浮。高含盐废水的生物处理,盐浓度大幅度的变化是影响高含盐废水正常生物处理的主要原因,为此增加蒸发结晶系统很有必要,确保高盐废水去除率,tigao对生物处理系统影响,为此,应采取如下控制措施:①在调节池进、出口设电导仪,加强对盐浓度变化的监测和控制,使盐废水时,通过增加曝气池污泥浓度和加大污泥回liuliang,在一定范围内减少盐浓度波动带来的冲击;②污泥浓缩池应存有一定的剩余污泥,在曝气池受到冲击,污泥流失时,能迅速补充污泥,使生物处理