趙國良

（潞安化工集團(tuán)太原化工新材料有限公司，山西 太原 030021）

引言

化工行業(yè)生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量高鹽度廢水，實(shí)際工作中可應(yīng)用焚燒、多效蒸發(fā)、生物及電解等方法治理廢水，秉承科學(xué)原則有效應(yīng)用先進(jìn)廢水治理技術(shù)與方法確保可靠進(jìn)行廢水治理，充分發(fā)揮技術(shù)作用降低化工行業(yè)高鹽度廢水對(duì)環(huán)境造成的污染。

1 化工高鹽度廢水來源

日常生活中，常見高鹽度廢水主要來自海水代用排放與工業(yè)生產(chǎn)，其中海水代用指未經(jīng)過淡化處理以海水直接取代部分場合淡水資源。工業(yè)領(lǐng)域中，鍋爐冷卻水、熱電、核電、石化、冶金及鋼鐵廠等行業(yè)中海水應(yīng)用比較廣。西方發(fā)達(dá)國家海水冷卻水用量高達(dá)1 000 億m3/a?，F(xiàn)階段，我國海水使用量為60 億m3/a。1936 年青島電廠在工業(yè)冷卻水中開始應(yīng)用海水，到現(xiàn)在已有80 多年的歷史。截止到現(xiàn)在，本地區(qū)電力、化工與紡織等相關(guān)行業(yè)12 家臨海企業(yè)海水用量為9.37 億m3/a，而天津地區(qū)海水年使用量為18 億m3。另外，秦皇島熱電廠、黃道熱電廠與上海石化總廠等多家臨?；鹆Πl(fā)電、核電、化工與石化等企業(yè)都開始采用不同方式應(yīng)用海水做冷卻水[1]。印染、制堿、橡膠與海產(chǎn)品加工等領(lǐng)域，海水發(fā)揮著工業(yè)生產(chǎn)用水的作用。城市居民生活中，可用海水代替淡水用于沖廁所。我國香港地區(qū)用海水取代淡水沖廁水的推廣率超過70%，未來計(jì)劃實(shí)現(xiàn)百分百的普及率，由此成為全球唯一使用海水沖廁所的城市。大連、天津、青島與煙臺(tái)等個(gè)別沿海城市，也開始實(shí)施海水沖廁，但規(guī)模還有待進(jìn)一步擴(kuò)大。我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，石油開采、化工與制藥等行業(yè)有很高的占比，其廢水排放含有高濃度可溶性無機(jī)鹽與難降解或毒害物質(zhì)，排放量不斷增長，很大程度上增加了生態(tài)環(huán)境保護(hù)難度。

2 高鹽度廢水治理方法

2.1 廢水處理設(shè)備

現(xiàn)階段，埃格多相催化反應(yīng)器是處理高鹽度廢水的重要設(shè)備，其通過臭氧氧化反應(yīng)沉淀廢水中毒害物質(zhì)。因化工高鹽度廢水中氨氮與苯酚等毒害物質(zhì)量大，利用臭氧強(qiáng)氧化性配合催化劑可快速降解此類物質(zhì)以此降低廢水污染性。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，臭氧氧化反應(yīng)能夠把廢水中有機(jī)氮變成無機(jī)氮，以此清除廢水中氨氮成分。此外，利用催化劑強(qiáng)化臭氧氧化效果，對(duì)廢水處理能力的提高也有很好的作用?；ば袠I(yè)，香料香精與造紙生產(chǎn)中，產(chǎn)生的大量工業(yè)廢水中含有大量氨氮與苯酚等毒害物質(zhì)，傳統(tǒng)工作中是利用氧化原理處理苯酚與氨氮物質(zhì)，氧化廢水中有機(jī)化合物以此變成無機(jī)物。然而與傳統(tǒng)芬頓氧化工藝相比，本催化反應(yīng)器可很好地分離出水體中COD，以防其造成二次污染，簡化了污泥處理工藝并節(jié)省了廢水處理費(fèi)用。

2.2 應(yīng)用耐鹽微生物菌種

化工行業(yè)生產(chǎn)中，高鹽度廢水處理過程中可適當(dāng)?shù)丶尤肽望}微生物菌種保障實(shí)際處理效果。各類微生物菌種中，耐鹽微生物菌種有特殊的適應(yīng)能力，一般質(zhì)量高度超過30 g/L 時(shí)，正常微生物會(huì)進(jìn)入休克狀態(tài)最終死亡，但在高鹽分環(huán)境中此類耐鹽特性微生物依然可以生存，以此充分分解有機(jī)物?，F(xiàn)階段，化工高鹽度廢水處理過程中，埃格耐鹽菌種有非常明顯的處理效果，其對(duì)70 g/L～80 g/L 的厭氧鹽度水體環(huán)境中有很好地適應(yīng)性，還可適應(yīng)35 g/L～40 g/L 的好氧鹽度水體環(huán)境，化工廢水處理中應(yīng)用該微生物菌種，使得廢水治理效果更加明顯，化工高鹽度廢水經(jīng)過處理后符合排放標(biāo)準(zhǔn)，以此引入升華創(chuàng)技術(shù)，構(gòu)建良好環(huán)境促進(jìn)耐鹽菌種繁殖并促使其發(fā)展為優(yōu)勢菌群，以此減小化工廢水中微生物處理維護(hù)成本，廢水維護(hù)經(jīng)費(fèi)節(jié)省率達(dá)到25%[2]。

高鹽度廢水處理中，應(yīng)用埃格多相催化反應(yīng)器并在生化池中投放耐鹽微生物菌種，促使廢水污泥實(shí)現(xiàn)40%～50%的沉降比，提高污泥質(zhì)量濃度到13 g/L，促進(jìn)生物系統(tǒng)快速恢復(fù)。該反應(yīng)器的應(yīng)用，水體COD 去除率提升了20%，該物質(zhì)含量明顯下降，處理簽水體中含量為60 g/L，通過該反應(yīng)器臭氧處理后，含量降低為47 g/L，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)21.66%的去除率。應(yīng)用埃格多相催化反應(yīng)器處理高鹽度廢水處理前后COD 變化情況示意圖，如圖1 所示。

圖1 反應(yīng)器處理前后COD 含量變化

2.3 處理工藝流程

高鹽度廢水處理過程中，其工藝流程主要是：含酚廢水處理過程中，先在氧化池中集中存放含酚廢水，應(yīng)用埃格多相催化器氧化處理含酚廢水，經(jīng)過處理后將其輸送到中和池，高氨氮廢水經(jīng)過降解后與低鹽度廢水共同進(jìn)行厭氧處理，通過調(diào)節(jié)與氣浮池進(jìn)行處理，并將其轉(zhuǎn)移到缺氧生化池充，投入耐鹽微生物菌種進(jìn)一步降解廢水中有機(jī)物，最后利用超濾膜過濾廢水毒害物質(zhì)，完成整個(gè)處理工藝。污水處理工藝流程，如圖2 所示。

圖2 污水處理工藝流程

3 高鹽度廢水治理技術(shù)

3.1 焚燒治理技術(shù)

如果高鹽度廢水熱值數(shù)值比較高，實(shí)際處理過程中可進(jìn)行協(xié)同焚燒處理。此過程中，將廢水成分、熱值、產(chǎn)生周期與數(shù)量等特點(diǎn)作為檢驗(yàn)研究重點(diǎn)，做好分類與酸堿中和處理，有效過濾大顆粒懸浮物，滿足焚燒治理方法使用標(biāo)準(zhǔn)情況下，與相關(guān)企業(yè)簽署合作協(xié)議。實(shí)際治理過程中，根據(jù)高鹽度廢水特點(diǎn)，氧化處理后噴灑到爐腔內(nèi)部，借助氣與氧化處理等方式形成化學(xué)反應(yīng)模式，快速消耗高鹽度有機(jī)物廢水并將其分解為二氧化碳、水蒸氣或無機(jī)物等成分以防污染自然環(huán)境。應(yīng)用該處理方式時(shí)，可進(jìn)行末端處理，燃燒過程中污染物產(chǎn)生大量煙氣，要根據(jù)其特點(diǎn)加強(qiáng)凈化處理，確保濃度含量達(dá)標(biāo)后才能向自然環(huán)境中排放。

3.2 甜菜堿廢水處理技術(shù)

化工高鹽度廢水會(huì)影響微生物正常生長與活動(dòng)。生物界非常神奇，如果發(fā)現(xiàn)外部環(huán)境無法生存，微生物就會(huì)在細(xì)胞中積累一些小分子溶質(zhì)以此對(duì)細(xì)胞內(nèi)濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)、還有滲透壓，為細(xì)胞正常生存與活動(dòng)創(chuàng)造條件。一般，該小分子溶質(zhì)包含很多種如多元醇、氨基酸與甜菜堿等，因而也被叫做相容性溶質(zhì)。應(yīng)用生物法處理高鹽度廢水，理論層面可借助甜菜堿方式確保微生物細(xì)胞正常生存與活躍?，F(xiàn)階段，生產(chǎn)實(shí)踐中該技術(shù)應(yīng)用有很高的成本而且推廣難，因而還要重視該處理技術(shù)的研究，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[3]。

3.3 混鹽回收處理技術(shù)

化工高鹽度廢水治理時(shí)，可利用混鹽回收技術(shù)減小廢水中含鹽量，達(dá)到正常標(biāo)準(zhǔn)值后就可處理。高鹽度廢水包含很多Cl-、SO42-與Na+，混鹽回收前先通過Cl-和SO42-達(dá)到飽和狀態(tài)后加入NH4HCO3固體，達(dá)到飽和后析出NaHCO3沉淀物，再過濾、洗滌并煅燒該沉淀物獲得工業(yè)純堿，降低廢水含鹽量，應(yīng)用工業(yè)純堿稅收保障廢水處理效益。工業(yè)純堿回收結(jié)束后，剩余濾液中存在大量NH4HCO3、NH4Cl、（NH4）2SO4級(jí)Cl-等，此時(shí)經(jīng)過加熱蒸發(fā)可再次回收CO2與NH3分解物，降低水分并冷卻，回收濾液結(jié)晶析出的混合銨鹽。

3.4 微生物燃料電池廢水處理

實(shí)際工作中，該處理技術(shù)是以微生物為催化劑進(jìn)行發(fā)電的一項(xiàng)基礎(chǔ)，其促使廢水治理從能源耗損轉(zhuǎn)為產(chǎn)能。應(yīng)用該處理技術(shù)時(shí)，將微生物從傳統(tǒng)生物法治理轉(zhuǎn)為催化劑，通過氧化或還原反應(yīng)污水中有機(jī)與無機(jī)污染物，以此獲得反應(yīng)能量并發(fā)電，微生物與高鹽度廢水構(gòu)成燃料電池獲得廢水產(chǎn)能，反應(yīng)獲得無害產(chǎn)物，以防出現(xiàn)二次污染。

4 結(jié)語

化工廢水治理中，高鹽度廢水治理中生物治理技術(shù)效果有限，盡管理化治理效果好但因其成本太高，影響了該治理技術(shù)的推廣應(yīng)用。當(dāng)前，各類新治理技術(shù)研究開發(fā)中成本高是面臨的重要問題。因而，科學(xué)家要深入研究有效接地其成本，保障污水處理效果。