关键词：MVR；高盐废水；废水处理
引言
高盐度废水是指化工生产中产生的，含盐量大于总量1%的化工废水，主要来源于纺织、印染、腌制品制作、造纸、化工、农药制作等行业，或来源于直接应用海水所产生的冷却废水，其中主要包含Cl－、SO42－、Na+、Ca2+ NO3-等无机盐离子。这些无机盐离子构成的化合物，为废水生化处理提供了阻碍。目前，我国工业生产的高盐度废水排放量已经占据废水排放总量的5%以上，年增长率持续走高，这种现象代表着高盐度废水的治理已经成为废水处理领域中的重要问题。
一、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+ NO3-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。传统废水处理方法目前一直沿用至今的方法有：焚烧法、电解法、膜分离技术、生物分解。根据在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、脱盐预处理工艺处理高盐生产废水
2.1MVR脱盐预处理工艺
MVR技术将蒸发器与蒸汽压缩机相结合，通过热力循环压缩，利用蒸汽压缩机损耗电能对蒸发器出来的二次蒸汽做工，把低品质蒸汽经过压缩机压缩变成高品质蒸汽再送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持在沸腾状态，而加热蒸汽本身则经过换热降温冷凝成液态水。这样在蒸发处理物料时，蒸发料液所需的热能，由蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放的热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。MVR技术的优点：（1）蒸发结晶过程无需冷却水进行，且冷凝水品质好；（2）生蒸汽能耗低且能量效率高，运行成本低；（3）全自动控制操作，操作简便，具有高可靠性，快速载荷调节；（4）设备体积较小，布置简洁省地；（5）关键设备，用高质量的合金钢制造，设备使用寿命长；（6）设备易于保养，所有需要保养清洗的部位，工作人员都能进入。在一些容易结晶堵塞的管路或阀门处安装蒸汽吹扫或热水冲洗管道。保障设备稳定运行。相比较三效蒸发器蒸发废水产生一吨冷凝水需要0.4吨蒸汽和6度电，合计93.4元/吨，采用MVR蒸发废水产生一吨冷凝水需要0.02吨蒸汽和65度电，运行成本为62.9元/吨，约为三效蒸发器的70%，如果设计为谷电运行模式，则MVR的节能优势更明显。(蒸汽单价按220元/吨计算，电费单价按0.9元/度计算)。
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2.2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，那么，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，国际上低于耐盐活性污泥的驯化方式分为两派，其中一派就是通过投加嗜（耐）盐菌来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，而另外一派则是在不投加嗜（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。通过实验室和工厂实际应用中比较发现，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。
2.3微生物燃料电池处理技术
微生物燃料电池是一种利用微生物作为催化剂发电的技术，这一技术的出现使废水治理从耗能转向产能。微生物燃料电池处理技术应用过程中，将微生物从传统生物法的治理主要力量转向催化剂，利用对污水中的有机和无机污染物进行氧化或还原反应，获得反应中的能量进行发电，使微生物和高盐度废水组成燃料电池，实现废水产能，同时反应所得的产物更加无害，尽量避免二次污染。微生物燃料电池在普通废水中，主要通过在阳极处微生物与废水中的有机污染物和氮氧化物、硫氧化物发生氧化反应，产生H+和电子，H+和电子在电场作用下移动到阴极处，污染物在H+和电子的影响下进行还原反应，形成完整的电路回路。若化工废水中存在金属离子，还同步进行金属还原。微生物燃料电池在高盐度废水中，由于大量的阴离子和阳离子的存在使废水的导电性大幅度提升，可以有效降低内部电阻，提高发电效率和发电量。但由于高盐度废水对微生物的正常活动存在影响，因此微生物燃料电池的发电效率与废水的盐度有很密切的关系，盐度过高不利于发电，但已经能够实现中高盐度废水的发电，对污染物的脱除效果也很好。微生物燃料电池借助微生物、废水中污染物作为燃料发电，成本投入很少，适应性较高，避免了二次污染，实现了产能，具有较为广阔的发展潜力。
2.4MVR脱盐工艺设计和处理效果
1,3-环己二酮高盐废水先加氢氧化钠调节pH到中性，再进入MVR蒸发器进行蒸发脱盐；脱出的氯化钠去制备硫酸钠；蒸出的废水去废水收集池进行后续处理。废水经MVR蒸发器处理后，出水COD由103543mg/L降为5534mg/L,去除率为94.66%；NaCl质量浓度由18.4%降为0，去除率为100%；氨氮浓度由124mg/L降为3.5mg/L，去除率为97.18%。
结语
综上所述，针对高盐废水有多种处理工艺，但在实际工程设计中，考虑可行性和经济性首选去除高盐废水中的盐分。相比较三效蒸发器，MVR蒸发器运行更简便，运行费用更低。
参考文献
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[2]李丹丹,韩建秋.高盐废水生态处理技术研究进展及展望[J].应用技术学报,2018,18(04):61-66.
[3]何婷.甜菜碱在高盐废水生物处理过程中的应用研究[D].成都：西南交通大学，2016.
论文作者:曹卫龙
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第23期
论文发表时间:2020/1/9
标签：废水论文; 盐度论文; 微生物论文; 蒸汽论文; 蒸发器论文; 污泥论文; 水中论文; 《工程管理前沿》2019年第23期论文;