化工行業(yè)高鹽度廢水的產(chǎn)生及治理

王俊 杜嬙(湖北天泰環(huán)保工程有限公司，湖北 武漢 430070)

0 引言

高鹽度廢水一般指的就是水中含鹽量超過(guò)1%的廢水，而且水中還會(huì)含有多種有機(jī)物成分。

由于化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的高鹽度廢水大多經(jīng)歷了不同的生產(chǎn)工序，在反應(yīng)過(guò)程中生成的含鹽水或會(huì)進(jìn)入企業(yè)污水收集系統(tǒng)，根據(jù)對(duì)各類(lèi)化工企業(yè)的調(diào)研，企業(yè)高濃度廢水中的鹽類(lèi)主要以氯離子，硫酸根離子，鈉和鈣離子為主，另外還有微量的鎂離子、鐵離子、硝酸根離子等。在大自然界微生物的生長(zhǎng)過(guò)程中，雖然非常需要這些離子的存在，并且會(huì)因?yàn)檫@些離子能夠在微生物的生長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程中，這些鹽離子可以幫助微生物維持電解質(zhì)和滲透壓平衡，為微生物的生長(zhǎng)提供給你適宜的化學(xué)環(huán)境。適量的濃度會(huì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用，但當(dāng)這些離子濃度過(guò)高時(shí)，產(chǎn)生的作用就會(huì)變成消極的，過(guò)高的鹽度會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)對(duì)其產(chǎn)生毒害作用。

以污水處理中高鹽水對(duì)活性污泥的影響為例，因?yàn)楦啕}度廢水中的鹽濃度大多都是非常的高，這種情況就會(huì)導(dǎo)致滲透壓變高，那么很多微生物細(xì)胞就會(huì)發(fā)生脫水的現(xiàn)象，會(huì)引起細(xì)胞質(zhì) 壁分離，從而對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的消極阻礙作用；而高鹽度廢水中含量屈居前列的氯離子，在濃度過(guò)高時(shí)會(huì)使水環(huán)境中的滲透壓過(guò)高，破壞微生物的細(xì)胞膜和微生物內(nèi)的活性酶，導(dǎo)致微生物活性降低，甚至失效，另外雖然許多生物自身都存在著一定的處理、自?xún)艄δ埽?dāng)存在的廢水中鹽濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很多活性污泥分散漂浮在水面，隨著污水的流動(dòng)而流入污泥池或被過(guò)濾掉，從而降低了污水處理效率，且流失的污泥對(duì)外環(huán)境也將產(chǎn)不良的影響。同時(shí)，廢水產(chǎn)生量也迅速增大，給當(dāng)前的廢水處理與回收利用技術(shù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。化工企業(yè)的廢水如超標(biāo)排放，勢(shì)必會(huì)對(duì)外環(huán)境，尤其是土壤、地表水體造成嚴(yán)重的污染，治理和修復(fù)的成本極高。

化工生產(chǎn)過(guò)程中，一般廢水的產(chǎn)生量較大，廢水的種類(lèi)繁多，按濃度可以分為低濃度廢水和高濃度廢水，低濃度水一般為洗滌水，沖洗水；高濃度廢水一般指化學(xué)反應(yīng)生成的水。上述廢水需要分質(zhì)處理。對(duì)于高鹽廢水，很多企業(yè)現(xiàn)行的方式是以稀釋方法降低濃度，這種方法不但不能真正減少污染物的排放總量，而且會(huì)使得企業(yè)污水處理的成本增高。同時(shí)，含鹽廢水的排放，也是造成地表水生態(tài)惡化(富營(yíng)養(yǎng)化)和地下水鹽堿化的重要原因之一。我國(guó)對(duì)環(huán)保的重視程度，已可以做到基本零排放，受治理技術(shù)條件與企業(yè)運(yùn)行成本限制，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，尚存在一定的差距。

1 廢水的來(lái)源

高鹽度的廢水在生產(chǎn)過(guò)程以及我們?nèi)粘Ｉ钪械膩?lái)源是十分廣泛的。

1.1 高污染行業(yè)高鹽廢水的產(chǎn)生

隨著社會(huì)發(fā)展和生活條件提高，各類(lèi)化工產(chǎn)品的品類(lèi)繁多，層出不窮，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的高鹽度廢水。比如化工行業(yè)，在新興化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)因?yàn)楦鞣N化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)不同而使用不同的提純或者混合方式，進(jìn)而就會(huì)產(chǎn)生含鹽濃度各不相同的廢水；再比如制藥行業(yè)，因?yàn)楝F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一直呈上升趨勢(shì)，所以對(duì)于新興藥品研究的腳步從未停止，針對(duì)各種病癥的不同治療方案多次對(duì)藥品進(jìn)行試驗(yàn)研究，所以在每一種新興藥品的研發(fā)過(guò)程中，都是既有好處又有壞處的，而產(chǎn)生大量的高鹽度廢水就是在多種壞處中最為顯著的一項(xiàng)。再比如隨著近些年來(lái)我們國(guó)家的紡織工業(yè)在一定程度上的迅速發(fā)展，導(dǎo)致其生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的原料之一染料的使用量就一直在呈大幅度上升的趨勢(shì)。而染料在發(fā)揮自己的作用以后，產(chǎn)生了大量毒性或者含鹽度極高的有害物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)排放到水中后，就會(huì)產(chǎn)生大批量的工業(yè)高鹽度廢水。且因?yàn)橛猛静煌褂昧瞬煌N類(lèi)和性質(zhì)的染料，再加上使用的生產(chǎn)工藝和手法的不同，因而對(duì)該種廢水的處理面臨非常大的難題，既需要滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境對(duì)于水資源的使用與排放要求，又不能影響染料的日常使用和化工產(chǎn)業(yè)的正常運(yùn)行。除此之外，還存在很多其他的行業(yè)在拓展產(chǎn)品范圍和企業(yè)規(guī)模的過(guò)程中，也必將產(chǎn)生大量的高鹽度廢水。

1.2 海水資源利用行業(yè)高鹽廢水的產(chǎn)生

因?yàn)樗Y源在世界絕大多數(shù)地區(qū)都是屬于稀缺資源，許多企業(yè)就會(huì)為了增強(qiáng)水資源的循環(huán)利用率而加大了水資源的使用范圍和使用環(huán)節(jié)。比如在我國(guó)的很多沿海城市，因?yàn)榭拷蠛＃ＫY源較為充足，所以他們就會(huì)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先選用海水，但眾所周知，海水中的含鹽量是非常大的，所以雖然一些地方充分利用了海水，并把海水用于一些消防、沖洗廁所和道路等方面，但在海水發(fā)揮作用的同時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的污水產(chǎn)生，而這些污水由于是在含鹽量極高的海水中水分子揮發(fā)以后的剩余物，所以會(huì)在事后處理方面面臨困難，一旦處理不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)，污染我們賴(lài)以生存的生活環(huán)境。

1.3 高鹽廢水治理過(guò)程中的二次污染

在人們了解廢水的環(huán)境危害后，國(guó)家政策環(huán)保要求企業(yè)必須會(huì)對(duì)廢水的處理采取一定的措施。而在廢水中添加水處理劑(絮凝劑等)或者通過(guò)加入酸、堿來(lái)中和某些化學(xué)物質(zhì)從而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)物理沉淀，以去除某些有毒有害的污染物質(zhì)，上述通常會(huì)是廢水處理的優(yōu)先選擇方式。此外為了回收鹽度較低的水而產(chǎn)生的濃縮液，也會(huì)在一定程度上增加可溶性鹽類(lèi)的濃度，從而形成更多的高鹽度廢水。而且，與普通行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中或者海水利用過(guò)程中而簡(jiǎn)單產(chǎn)生的那些高鹽度廢水相比，這種情況產(chǎn)生的含鹽廢水的破壞性會(huì)更大，對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的危害作用。

2 高鹽度廢水處理方法

隨著高鹽度廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境和生物生存的產(chǎn)生的消極影響不斷地被人們所熟知，人們也在針對(duì)此類(lèi)危險(xiǎn)現(xiàn)象的發(fā)生采取一些適當(dāng)?shù)拇胧５绻麨榱斯?jié)省時(shí)間，而采取直接稀釋高鹽度的廢水的方法來(lái)減少或降低廢水的危害也是不夠妥當(dāng)?shù)模驗(yàn)檫@樣會(huì)一方面降低水資源的利用效率，導(dǎo)致本就稀缺的水資源更加沒(méi)有辦法得到有效的利用；另外如果高鹽度廢水直接進(jìn)入到地表水系統(tǒng)中，會(huì)破壞河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡，如影響?hù)~(yú)類(lèi)三場(chǎng)的水質(zhì)，導(dǎo)致一些珍稀魚(yú)類(lèi)的生存環(huán)境受到破壞，影響?hù)~(yú)類(lèi)生存；對(duì)于一些閉塞的湖泊水系，更有可能造成其富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，水體水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。除此之外，無(wú)機(jī)鹽濃度過(guò)大會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中存在的各類(lèi)微生物產(chǎn)生有害作用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致微生物的逐漸死亡以及生態(tài)環(huán)境中污泥量的減少。因此，為避免這些情況的發(fā)生，在對(duì)這類(lèi)高鹽度廢水的處理過(guò)程中就需要采取單獨(dú)的措施進(jìn)行處理。

2.1 中和法

由于高鹽度廢水中某些離子的含量較高，所以在確定這些廢水無(wú)其他的使用價(jià)值之后，企業(yè)往往會(huì)選擇中和的方法來(lái)對(duì)這些高鹽度廢水進(jìn)行處理，這種方法主要是化學(xué)處理方法，通過(guò)將有關(guān)化學(xué)物質(zhì)的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，添加合適的酸堿化學(xué)藥劑，通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使其生成其他物質(zhì)，來(lái)有效的減少?gòu)U水中的某些離子含量從而降低其含鹽濃度，能夠在廢水的排放時(shí)，有效減少酸堿度對(duì)水環(huán)境的污染。

2.2 混凝沉淀法

混凝法主要指的是把某些特殊物質(zhì)混合形成的混凝劑添加到因工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程而產(chǎn)生的高鹽度廢水中，由于混凝劑的電解質(zhì)特性，混凝劑中的帶電離子與廢水中的膠體發(fā)生電解中和反應(yīng)，從而能夠在反應(yīng)結(jié)束后結(jié)合形成很多固體沉淀。而高鹽度廢水中非常常見(jiàn)的細(xì)小懸浮顆粒和其他氮磷物質(zhì)等都能夠通過(guò)這種方式得到很有效的處理。

2.3 氧化還原法

由于高鹽度廢水中某些有害的化學(xué)物質(zhì)的存在，所以在具體的處理過(guò)程中，可以根據(jù)化學(xué)物質(zhì)的具體特性來(lái)選擇通過(guò)化學(xué)反應(yīng)中的氧化還原方法進(jìn)行有效處理。這種處理的基本要求就是通過(guò)把高鹽度廢水中的有害因子通過(guò)氧化還原的化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境危害較小的一種化合物。

2.4 多效蒸發(fā)法

多效蒸發(fā)是通過(guò)幾組串聯(lián)的蒸發(fā)設(shè)備，通過(guò)蒸汽和冷凝的方式，使廢水中的鹽物質(zhì)提取出來(lái)。其中低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶是常用的節(jié)能的方式之一。在化工生產(chǎn)中，常見(jiàn)濃縮結(jié)晶的工藝，也是利用的多效蒸發(fā)裝置，因此，在生產(chǎn)中，多效蒸發(fā)是一種高效的、節(jié)能的工藝。

通過(guò)多次蒸發(fā)和冷凝，低濃度的接近純凈的水可匯集后重復(fù)利用；高濃度的鹽物質(zhì)可在最后效達(dá)到飽和狀態(tài)行程及結(jié)晶，一般5～8效可完成整個(gè)過(guò)程，由于過(guò)程中使用蒸汽、電能、設(shè)備，因此企業(yè)一般會(huì)在凈化效率和節(jié)能降耗的選擇上達(dá)到平衡。

2.5 焚燒法

焚燒法適用于熱值較高的高濃度有機(jī)廢水，一般適用于協(xié)同處理焚燒。要對(duì)廢水的成分、熱值、產(chǎn)生周期、產(chǎn)生量進(jìn)行檢驗(yàn)分析，如對(duì)濃鹽水進(jìn)行分類(lèi)，進(jìn)行酸堿中和預(yù)處理，并且濾除大顆粒的懸浮物等，符合焚燒標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可與有相關(guān)資質(zhì)企業(yè)簽訂處置協(xié)議。其工藝是將高濃度的鹽水，霧化后噴灑入爐腔內(nèi)部，經(jīng)過(guò)汽化，氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，將含有有機(jī)物的廢水消耗分解成自然界中常見(jiàn)的二氧化碳和水蒸氣，以及化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物，以灰塵或者固體灰分的形式存在。

焚燒法屬于末端處置，其污染物主要是燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，焚燒企業(yè)會(huì)按要求對(duì)煙氣做凈化處理，濃度和含量達(dá)標(biāo)后方可排入環(huán)境空氣中。

3 結(jié)語(yǔ)

作為化工企業(yè)污染物的重中之重，高濃度含鹽廢水，企業(yè)應(yīng)真正的投入土建保證污水處理規(guī)模、投入研發(fā)污水治理工藝、加強(qiáng)日常運(yùn)維管理工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。化工行業(yè)需要不斷應(yīng)對(duì)時(shí)代變化而努力發(fā)展提高，處理高鹽度廢水的措施也需要根據(jù)企業(yè)需求推陳出新，進(jìn)行不斷的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐案例，來(lái)不斷加強(qiáng)對(duì)于高鹽廢水的有效處理，減少?gòu)U水中鹽濃度的含量。

處理好化工高鹽廢水，提高企業(yè)內(nèi)部廢水的回收利用率和重復(fù)使用率，既可以減少?gòu)U水的排放量，節(jié)約企業(yè)的排污稅，也可以減少環(huán)境污染，人們的生活環(huán)境將得到日益改善。