一、高盐高COD废水介绍
高盐废水:是指总含盐量(TDS)超过1%(10000 mg/L)的废水,含有Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等可溶性无机盐离子,虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素,在微生物的生长过程中起着重要作用。但是若这些离子浓度过高,会对微生物产生抑制和毒害作用,严重影响生物处理系统的净化效果。
高COD废水:是指在一定条件下,用强氧化剂处理时所消耗氧量较高的废水。COD值越高,表明水体受到的污染程度越严重。高COD废水有机污染物成分复杂,且某些有机物具有剧毒性(如苯和苯酚等),这些有毒物质对水体环境甚至人体都有巨大的危害。
二、高盐高COD废水来源特点
高盐高COD废水主要来源于化工行业(农药、染料、制药、石油化工)、电力行业(脱硫废水、循环冷却水)、食品加工(腌制、发酵、海产品加工)、海水淡化(浓盐水排放)、印染、制革、冶金等行业等行业。这些行业在生产过程中会产生大量的高盐高COD废水,其主要特点包括:
1、盐含量高:废水中的盐分含量(Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻、Ca²⁺、Mg²⁺等)通常超过10000mg/L,甚至更高。高盐度不仅会增加废水处理的难度,影响生物处理效果,还会对处理设备造成强腐蚀和结垢。
2、COD浓度高:废水的COD浓度通常超过数千mg/L,含有大量的有机污染物。这些有机物不仅难以降解,还可能对微生物产生抑制作用。
3、水质复杂:高盐高COD废水中可能含有多种有毒有害物质,如重金属离子、氰化物、苯系物等,这些物质对环境和人体健康构成严重威胁。
4、水量大:化工、石化等行业产生的高盐高COD废水量通常很大,需要大规模的处理设施来应对。
三、高盐高COD废水处理方法和工艺
高盐高COD废水的处理通常分为脱盐和污染物去除两个方向,主要技术包括:
3.1 物理化学法
◆蒸发结晶(MED/ MVR)
多效蒸发(MED):利用蒸汽逐级加热蒸发水分,最终结晶出盐。
机械蒸汽再压缩(MVR):节能型蒸发技术,回收蒸汽热能,降低能耗。
适用:高浓度含盐废水(如化工、制药行业),可回收盐类(NaCl、Na₂SO₄)。
◆电解法
应用电解的机理发生氧化还原作用,有效降解和转化废水中的有机和无机污染物,最终转化成为无污染物质以净化废水的方法。
适用:含重金属有毒废水(如铬、铜、氰)、印染、化工等行业废水、含油废水。
◆焚烧法
通过高温化学反应使废水中有机物质燃烧生成二氧化碳和水。
适用:COD>100000 ml/L、热值>4.1868x2500 kJ/kg的难挥发难降解的废水。
◆高级氧化(AOPs)
Fenton氧化、臭氧氧化、电催化氧化:降解有机物,提高可生化性。
适用:高盐高COD废水(如染料、农药废水)。
◆膜分离技术
♦ 反渗透(RO):高压驱动,去除溶解盐分,但浓水需进一步处理。
♦ 电渗析(ED):利用电场驱动离子迁移,适合中等盐度废水。
♦ 适用:海水淡化、低浓度含盐废水预处理。
3.2 生物处理法
生物法是利用微生物的代谢作用,使水中呈溶解、胶体状态的有机污染物质转化为稳定的无害物质。耐盐菌和嗜盐菌的存在,为生物法处理高盐度废水奠定了理论基础。
◆耐盐菌生物处理
耐盐菌一般在含盐度为2%~5%的水体环境下能够良好生存,中度嗜盐菌在3%~15%盐度环境下可生存,极端嗜盐菌(古细菌)在15%~30%盐度环境下可生存。
工艺:SBR(序批式反应器)、MBR(膜生物反应器)。
适用:食品加工、发酵行业废水。
◆人工湿地(耐盐植物修复)
种植盐生植物(如碱蓬、芦苇),吸收盐分和有机物。
适用:低浓度含盐废水(如农业排水)。
3.3 组合工艺
针对高盐高COD废水的特点,常用的处理工艺流程包括预处理、物化处理、生化处理和深度处理。
1、预处理:通过格栅、沉砂池、调节池等设施去除废水中的大颗粒物和悬浮物,同时调节废水的pH值,为后续处理创造稳定条件。
2、物化处理:采用混凝沉淀、气浮等技术去除废水中的悬浮物、胶体物质和部分有机物。对于高盐废水,还可以采用蒸发结晶、反渗透(RO)、电渗析(ED)等方法进行脱盐处理。
3、生化处理:利用微生物的代谢作用将废水中的有机物降解为无害物质。由于高盐高COD废水对微生物的抑制作用较强,因此需要选择耐盐、耐高COD的微生物菌种,并采用合适的生物反应器进行处理。
4、深度处理:高级氧化处理(如Fenton氧化、臭氧氧化);砂滤、活性炭吸附、超滤、反渗透等,进一步去除残留污染物;为确保水质安全进行消毒处理(氯气、紫外线、臭氧)。
四、结语
高盐高COD废水处理工艺的关键在于综合运用物理、化学、生物等多种技术。在设计工艺时,应充分考虑废水的特性、处理目标、经济性和环境影响,选择最合适的组合处理方法。
高盐高COD废水处理能耗高(蒸发、焚烧、电解、膜分离成本高);易结垢和腐蚀(影响设备运行)。有望未来开发出更加高效、经济的废水处理技术,为环境保护和可持续发展做出更大贡献。
