高鹽廢水處理為什麼這麼難?

高鹽廢水處理為什麼這麼難?一方面是缺乏技術,另一方面是缺乏經濟可行性和可靠性。

如果採用稀釋流出的方法,不僅不能真正減少汙染物的排放,而且會造成淡水的浪費,特別是鹽水的排放,必然導致土壤鹼化和淡水礦化。

如果將這部分鹽水進行水和鹽分離,並對這部分鹽進行集中處理,就可以達到廢水“零排放”的效果,不僅可以避免水和土壤汙染,而且可以提高執行效率。

因此,廢水“零排放”技術已成為工業企業實現水資源可持續發展的重要措施。

一、什麼是高鹽廢水?

在我國,高鹽廢水主要有三種來源:

1、海水淡化過程中產生的濃鹽水

處理海水淡化產生的高鹽度廢水主要有兩種方法:一是回收利用,產生經濟效益,實現真正的“零排放”。二是將高鹽度廢水直接排入汙水處理系統。

由於大多數沿海地區缺乏技術和經濟成本,一般選擇第2種。

2、工業生產過程中直接排放的高鹽廢水

一般來說,高鹽廢水中的無機鹽主要來自廢水和生活汙水(鉀離子、鈣離子、鈉離子、氯離子、硫酸鹽離子等),而廢水中含有一些有機物,如甘油和低碳鏈化合物。

值得一提的是,大多數工業廢水不僅含有鉀、鈉、鈣等無機鹽,甚至有些含有重金屬。

3、工業廢水回用產生的鹽水

如鋼鐵企業、煤化工、石油等排水量大的行業,為了節能減排,需要對生產過程中的大部分水進行回用,在回用過程中會有一定濃鹽水。

這部分濃鹽水如果不經處理後排放,將造成大量的環境汙染。不同的工業廢水經處理後會產生不同成分含量高的廢水。

二、高鹽廢水處理方法有哪些?

目前,高鹽廢水的處理方法有熱法、膜法、離子交換法、水合物法、溶劑萃取法和冷凍法等幾十種。其中,熱法和膜法是目前大規模應用的主要技術。

熱法可分為多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(MED)和壓汽蒸餾(VC)。20世紀90年代,海水淡化技術主要是多級閃蒸,特別是在中東,但多效蒸發和膜技術對MSF的挑戰很大。

以反滲透技術為代表的膜脫鹽技術,由於不需要大量熱能,適用於大、中、小規模的鹽水脫鹽。

直接蒸發結晶法處理高鹽廢水可以達到“零排放”的目的,但需要耗費大量的能源和資源。

高鹽廢水可透過膜技術進一步濃縮成高鹽廢水,淡水可直接回用。濃縮後的高鹽廢水可蒸發結晶,實現“零排放”,大大降低能耗,合理利用部分水資源。

然而,膜技術對進水水質有一定的要求。因此,高鹽廢水必須經過預處理(藥劑軟化、過濾、離子交換等),才能有效減少膜汙染,對膜的使用壽命、出水水質均有改善。

高鹽廢水處理為什麼這麼難?

三、終端蒸發技術

高鹽廢水排放將對環境產生不利影響。造成這種影響的主要原因有兩個:一是鹽水濃度高。二是鹽水的成分很多。

一方面,蒸發技術的作用是壓縮高濃度鹽水的體積,使其內部鹽分結晶。另一方面,形成迴圈產業經濟,向以沉澱鹽為原料的生產廠家提供沉澱鹽,達到“零排放”的目的。

自然蒸發

自然蒸發的原理是利用太陽能將池中高濃度滷水中的水分去除,達到高濃度滷水的飽和結晶點,鹽分析出。此工藝更適合在年降雨量少、太陽輻射能量豐富的乾燥地區使用。由於能源來自太陽光,熱源無壽命損耗限制,日常維護方便,處理高濃度鹽水成本低,能抵抗負荷衝擊。缺點是該工藝裝置為非密閉裝置,濃鹽水中的揮發性成分進入大氣,容易造成空氣汙染。同時,“蒸發池”裝置側面和下方的防滲工程也非常關鍵。如果處理不當,很容易對岩土和地下水源造成惡性汙染。

一般來說,“蒸發池”佔地面積大,在土地資源緊張的地方會造成一定的浪費。在“蒸發池”執行中,蒸發後的淡水資源難以利用,造成一定的浪費。

熱法

熱法“零排放”技術是在熱鹽水淡化系統的基礎上發展起來的,由於其能耗低,多效蒸發是常用的鹽水淡化技術之一。在這一技術的基礎上,多效蒸發-蒸發結晶理論得到了越來越廣泛地應用。

國外學者對蒸發結晶法的“無排放”系統進行了探索。蒸發蒸汽用於加熱流入蒸發器的水,其效率遠高於傳統蒸發結晶裝置。

多效蒸發(MEE)一般控制在3~6效蒸發。太少不足以節約能源,太多溫差不夠,系統太複雜容易造成問題。第1級蒸發器由蒸汽加熱,後續蒸發器依次利用前一臺蒸發器產生的二次蒸汽作為熱源,實現熱能的重複利用,即多效蒸發。與多級閃蒸相比,多效蒸發結垢嚴重。

多級閃蒸(MSF)是將熱鹽水引入閃蒸室後進行過熱快速部分氣化,以降低熱鹽水本身的溫度,產生的蒸汽是冷凝後所需的除鹽水。

現階段,高鹽廢水“零排放”依然是工業發展中的一大難題。綜合治理是解決高鹽廢水瓶頸的重要途徑。當前大規模的高鹽廢水處理仍然具有處理效率低、執行費用高的特點,還有許多關鍵的技術問題需要突破和解決。相信在不久的將來高鹽廢水將不再難處理。