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隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高鹽廢水排放量不斷攀升，這使得高鹽廢水處理變得愈發(fā)具有挑戰(zhàn)性。面對(duì)這一難題，我們?cè)撊绾芜x擇合適的高鹽廢水處理工藝呢？又該如何評(píng)估這些工藝的優(yōu)劣勢(shì)呢？接下來(lái)，我們將深入探討高鹽廢水的定義、來(lái)源以及處理方法。

高鹽廢水，是指含有有機(jī)物和總?cè)芙夤腆w物（TDS）質(zhì)量濃度至少達(dá)到3.5%的廢水。這類廢水在多種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廣泛存在，如化工、制藥、石油、造紙、奶制品加工以及食品罐裝等。這些行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量高濃度的有機(jī)污染物廢水，同時(shí)伴隨著鈣、鈉、氯、根等離子。此外，為了有效利用水資源，一些沿海城市甚至直接將海水作為工業(yè)生產(chǎn)用水或冷卻水，這也產(chǎn)生了大量高鹽廢水。

1. 加藥混凝與氣浮、沉淀的傳統(tǒng)預(yù)處理工藝

在含鹽原水的COD濃度低于505000mg/L，且對(duì)結(jié)晶鹽的質(zhì)量無(wú)特別要求的情況下，通常采用的傳統(tǒng)預(yù)處理流程是：先對(duì)含鹽原水進(jìn)行“調(diào)節(jié)”處理，隨后進(jìn)行“加藥混凝”，Zui后通過(guò)“氣浮、沉淀”的方法進(jìn)一步凈化。經(jīng)過(guò)這一系列預(yù)處理后，廢水會(huì)進(jìn)入“蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽系統(tǒng)”進(jìn)行后續(xù)處理。這種方法的初期投資和運(yùn)行成本相對(duì)較低，但需要注意的是，所產(chǎn)生的結(jié)晶鹽質(zhì)量一般，銷售難度較大。

2. Fenton或電—Fenton催化氧化預(yù)處理工藝

Fenton試劑，包含H2O2和Fe2+，對(duì)廢水中有機(jī)污染物展現(xiàn)出強(qiáng)大的氧化能力，且其反應(yīng)速度迅速，投資成本低。經(jīng)過(guò)沉淀凈化后的出水，可達(dá)到預(yù)處理的效果。

然而，F(xiàn)enton或電—Fenton催化氧化工藝對(duì)反應(yīng)條件有一定要求，包括pH值維持在2至4的范圍內(nèi)。同時(shí)，該工藝會(huì)產(chǎn)生含鐵污泥，導(dǎo)致出水帶有顏色。在含鹽原水的pH值偏低時(shí)，使用這種工藝更為經(jīng)濟(jì)；否則，需要增加“加酸降pH，加堿中和”的過(guò)程，從而提升運(yùn)行成本。當(dāng)含鹽原水的COD濃度大約為10000mg/L時(shí)，這種工藝表現(xiàn)較好；若COD濃度過(guò)高，則可能需要多級(jí)氧化凈化處理，此時(shí)Fenton工藝的優(yōu)勢(shì)將不再明顯。

3. 雙膜法預(yù)處理工藝

首先，通過(guò)孔徑在20至2000Ao（即10-6.5至10-4.5cm）范圍內(nèi)的半透膜進(jìn)行超濾。這一步驟能有效截留蛋白質(zhì)、各類酶、細(xì)菌等膠體物質(zhì)和大分子物質(zhì)，而讓水、溶劑、小分子以及形成鹽的離子通過(guò)膜，進(jìn)入透過(guò)水中。由于透過(guò)水的水量減少而鹽量保持不變，因此其含鹽濃度會(huì)相應(yīng)增加。

接著，再利用孔徑在1至20Ao（即10-7.5至10-6.5cm）范圍內(nèi)的半透膜進(jìn)行反滲透。在此過(guò)程中，無(wú)機(jī)鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等物質(zhì)被截留在濃縮液中，而水和溶劑則進(jìn)入透過(guò)水中。這樣一來(lái)，鹽在濃縮液中的濃度會(huì)進(jìn)一步增加，為后續(xù)的蒸發(fā)結(jié)晶除鹽步驟做好準(zhǔn)備。

雙膜法預(yù)處理工藝的優(yōu)點(diǎn)在于能顯著減少蒸發(fā)結(jié)晶除鹽所需的水量，從而降低其運(yùn)行成本和投資。然而，該方法也面臨一些挑戰(zhàn)，包括超濾前需要調(diào)整pH值為中性、去除硬度和SS凈化等預(yù)處理步驟；原水含鹽量需在5000mg/L以下以保證足夠的透過(guò)水量和脫鹽率；膜的清洗和保護(hù)問(wèn)題，這會(huì)影響膜的使用壽命和運(yùn)行成本；以及如何處理被截留下的更高污染的濃縮液等。這些都需要在實(shí)際應(yīng)用中綜合考慮和解決。

4. 臭氧/催化/混凝復(fù)合預(yù)處理工藝

采用臭氧作為強(qiáng)氧化劑，并結(jié)合催化劑和混凝劑，在特定環(huán)境下進(jìn)行協(xié)同反應(yīng)，能夠有效斷開廢水中的環(huán)鏈和長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升廢水的可生化性。適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件能夠充分氧化廢水中的溶解性有機(jī)污染物，破壞膠體、發(fā)色團(tuán)和發(fā)臭團(tuán)，從而去除COD、BOD、SS、異味及部分顏色。但需注意，此工藝無(wú)法去除鹽分和大量的氨氮。

由于臭氧的強(qiáng)氧化性質(zhì)以及復(fù)合的催化劑和混凝劑，整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的泥量較少。與Fenton工藝相比，其反應(yīng)環(huán)境、形式和過(guò)程更為簡(jiǎn)單，且支持多級(jí)串聯(lián)運(yùn)行，確保出水質(zhì)量。

對(duì)于水量大且含鹽量低于5000mg/L的廢水，雙膜法預(yù)處理更為適宜；而含鹽原水pH值為2至4時(shí)，則推薦使用Fenton工藝。當(dāng)含鹽原水pH值高于5且高濃COD、含鹽量大于5000mg/L時(shí)，臭氧/催化/混凝復(fù)合預(yù)處理工藝是合適的選擇。若含鹽原水色度或氨氮含量過(guò)高，則需另行進(jìn)行脫色和脫氨處理。

5. 蒸發(fā)結(jié)晶除鹽工藝

含鹽溶液的除鹽過(guò)程，關(guān)鍵在于其結(jié)晶析出方式。對(duì)于溶解度隨溫度變化不大的物系，通常采用蒸發(fā)溶劑的方法；而對(duì)于溶解度隨溫度顯著變化的物系，則多采用冷卻溶液的方式。含鹽廢水，作為多種鹽的混合物，其溶解度曲線和沸點(diǎn)特性均異于單一物系，因此需要實(shí)驗(yàn)來(lái)確定其準(zhǔn)確的飽和溶解度和沸點(diǎn)。

在蒸發(fā)除鹽的設(shè)計(jì)中，濃縮終點(diǎn)的選擇至關(guān)重要，它直接影響到后續(xù)分離設(shè)備的匹配。例如，選用臥式螺旋卸料離心機(jī)時(shí)，蒸發(fā)器溶液的含固量應(yīng)控制在約10%；而選用雙級(jí)活塞推料離心機(jī)時(shí)，這一數(shù)值則約為50%。

此外，蒸發(fā)結(jié)晶器的設(shè)計(jì)也是蒸發(fā)除鹽裝置能否穩(wěn)定運(yùn)行的核心。設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮晶核的生成、過(guò)飽和度的控制、短路溫差的消除、大顆粒鹽的及時(shí)分離、強(qiáng)制循環(huán)的方式和流速，以及氣液分離強(qiáng)度等多個(gè)因素。