化工高盐度废水治理技术研究

孙玉捧

摘 要：科技的进步，促进工业建设事业得到快速发展。随着我国工业的不断发展，科技水平不断提高，工业生产中的用水量不断提升，排出的化工废水量也越来越多，因此，化工水污染问题在社会发展中愈加凸显，已经成为影响社会稳定发展的重要因素。高盐度、高氨氮是部分化工废水的特征，而高盐度的环境对于微生物的生存和活跃有着严重的抑制作用，会破坏用于治理废水的微生物的生存功能和代谢功能，降低生物法处理废水的效率，导致废水不达标排放，影响自然水体水质。本文就化工高盐度废水治理技术展开探讨。

关键词：化工废水;治理技术;高盐度废水治理技术

1 高盐废水的来源

高盐废水是指化工生产中产生的总含盐量大于总量1%的废水，其中构成盐化合物的离子主要为Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等无机离子，主要来源于纺织、印染、腌制品制作、造纸、化工、农药制作等生产过程中排放出高盐度废水的行业，或来源于直接应用海水所产生的冷却废水。目前在世界范围内，高盐废水排放总量约已经占废水总量的5%，年增长率十分高，约为2%，已经成为废水处理领域中的重要问题。根据化工生产过程中产生高盐废水的情况，可以将高盐废水分为高热值高盐废水、低热值高盐废水，二者的治理方式有着一定程度的区别，首先是焚烧法，基本只适用于高热值高盐度废水的处理，低热值的情况下需要补充热值后才能使用，成本太高，但焚烧法也有一个缺陷，那就是处理后的尾气还需要治理才能排放，添加了一道工序，否则就会造成二次污染;其次是电解法、膜分离技术等处理技术，都存在成本过高的问题或二次污染问题;最后是生物法，生物法基本只适用于低盐度废水，在高盐度废水中的治理效果十分有限。据统计，我国每年在高盐度废水处理中消耗的电能量占据总发电量的1%，而这个数字还在不断上升，因此，开发低能耗、高效率的高盐度废水治理技术势在必行。

2 生物类技术不适应化工高盐度废水治理的原因

2.1 渗透压原因

微生物细胞膜的渗透性非常好，有助于微生物从环境中摄取水分、营养物质，排除废物。而环境中的盐含量过高时，会导致细胞外的渗透压高，微生物细胞内的水分在渗透压的作用下，从低压向高压处流动，从细胞内向细胞外流动，从而引起微生物细胞的脱水，导致微生物细胞原生质分离，细胞死亡。

2.2 高浓度Cl-对细胞的毒害作用

在Cl-富集的环境中，高浓度高Cl-对微生物细胞存在毒害作用，在含盐量过高的情况下，会产生盐析作用，继而使微生物细胞中的脱氢酶活性降低，影响微生物细胞的正常活动，影响生物法治理效果。

2.3 高盐度废水密度增加、浮力增大

在高盐度废水中，含盐量的提升使得水的密度也随之增加。在高密度的情况下，水体中的活性污泥容易从池底上浮，导致活性污泥的流失，降低微生物与污染物的接触面积。这就需要在污水处理环节中加大补充活性污泥的频率和量，或对废水进行加水稀释预处理。无论是哪一种方式都会导致成本的增加和资源的浪费，不利于高盐度废水的治理。

3 化工高盐度废水治理技术发展

3.1 活性污泥法

活性污泥法是生物处理工艺的传统方式，系统由曝气池，二次沉淀池和污泥回流管道三部分组成。有机污染物在曝气池内完成了一阶段的吸附和二阶段的代谢，最终达到去除有机物和植物营养的目的。用各种盐度的条件来培养具有较好性能的耐盐微生物即活性污泥的驯化是高效降解的前提。有特殊能力适用氯化钠浓度的细菌称为耐盐菌。目前部分研究指出，在生物处理单元提供耐盐菌能够调节盐度对微生物的抑制作用，提高有机物在废水中的去除率。KARGI和UYGUR发现把耐盐菌投入活性污泥中處理含盐5%的废水时，可获得最佳COD去除率为80%。PANSWAD等研究了AAO工艺中活性污泥对含盐废水的影响。结果表明高盐条件下的硝化细菌更适宜生长。当系统承受70g·L-1NaCL冲击时，反硝化细菌耐盐性更强。以上实验表明，耐盐菌可以降解未经稀释和预处理的高浓度含盐废水。

3.2 嗜（耐）盐菌治理技术

高盐度化工废水中生物法的治理效率低，主要是因为普通的微生物无法在高盐环境下正常活动，因此选择和应用能够在高盐度环境下生存、活动的微生物是治理高盐度废水的重要研究方向之一。生物界中存在着一种能够在高盐度环境下正常活动的微生物，被称为嗜（耐）盐菌，这种原始的嗜（耐）盐菌可以从海洋、盐湖、盐池场、腌制品等高盐环境中得到，并在此基础上进行进一步的培养、驯化，得到能够满足化工高盐度废水治理需求的嗜（耐）盐菌，制取得到含有耐盐性能的活性污泥。目前，国际上对于耐盐活性污泥的驯化方式分为两派，一派是通过投加嗜（耐）盐菌对普通活性污泥进行驯化，使其能够适应化工高盐度废水的治理需求;另外一派是在不投加嗜（耐）盐菌的情况下，通过逐渐提高环境中的盐度的方式对普通活性污泥进行驯化。两种方式在实验室和工厂实际应用中发现，投加嗜（耐）盐菌的驯化效果更佳，得到的耐盐活性污泥对高盐度废水的治理效果更佳。例如，在盐度3.5%的情况下，投加嗜（耐）盐菌后驯化出的耐盐活性污泥对废水中COD的去除率高达97%，总氮去除率61%，总磷去除率55%，而通过提高水环境盐度驯化出的耐盐活性污泥对废水中COD的去除率低至75%，总氮和总磷的去除率也低于前者。相比较而言，投加嗜（耐）盐菌后驯化出的耐盐活性污泥治理效果更佳。

3.3 混盐回收技术

高盐度化工废水的治理中有一种技术能够通过混盐回收的方式降低废水含盐量，使其降低至接近正常的含盐量后进行正常的处理。高盐度废水中含有大量的Cl-、SO42-、Na+，在进行混盐回收前，需要先使Cl-和SO42-达到饱和状态，后加入NH4HCO3固体，一段时间后可得到饱和析出的NaHCO3的沉淀，而后将沉淀物过滤、洗涤、缎烧可以得到工业纯碱，使高盐度废水的含盐量下降，通过回收工业纯碱来提高废水处理的经济效益。回收完工业纯碱后，剩余的滤液中此时还存在过量的NH4HCO3，还有NH4Cl、（NH4）2SO4、Cl-、SO42-、Na+，此时进行加热蒸发，可以对分解产成的CO2与NH3进行回收，滤液减少水分、冷却后会结晶析出混合铵盐，进行回收。

3.4 电解法处理高盐废水

电解法是在阴阳两极间产生强电流，水中发生电化学反应，在氧化还原、凝聚和气浮等作用下，去除水中污染物。这种方法对污水的适应性较强，去除效果好，但运行费用较高。用铁碳微电解法处理高盐度有机废水，考察了反应初pH、铁碳质量比、反应时间、曝气及过氧化氢加入量对该废水处理效果的影响。实验结果表明：在反应初pH为4.0、铁碳质量比为1、反应时间为60min、过氧化氢加入量为0.1%（体积分数）、曝气条件下，COD去除率为57.6%，盐去除率为47.0%，处理后废水的可生化性有明显改善，BOD5/COD可达0.65，对COD的去除基本符合一级动力学规律。

结语

高盐度废水是世界范围内的工业废水治理难题。在研究和实验过程中，科学家们发现了微生物燃料电池、驯化耐盐菌、预处理降低盐度、应用甜菜碱等多种新技术，避免了二次污染，提高了治理效果，为将废水治理从耗能转向了产能产业奠定了基础。但这些新技术还存在一些问题，需要进一步研究，使高盐度化工废水达标排放。

参考文献

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[2]唐佳佳.Anammox处理高盐废水及火电厂脱硝尾液实际应用的研究[D].青岛：青岛大学，2018.