高盐难降解有机废水处理研究进展.pdf
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1、第 卷第 期 年 月水 道 港 口 .收稿日期:修回日期:基金项目:上海市科委科研计划项目()中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目()作者简介:李振东()男山东德州人助理研究员博士主要从事环境功能材料与水污染深度控制研究:().通讯作者:霍永伟()男高级工程师主要从事海洋经济研究:.高盐难降解有机废水处理研究进展李振东赵英杰霍永伟常 方李慧婷尚 浩仪马兰王廷沣马 志(.交通运输部天津水运工程科学研究所天津.河北省自然资源利用规划院石家庄.国网天津市电力公司建设分公司天津)摘 要:随着我国生态文明建设的持续推进高盐难降解有机废水的处理逐渐成为企业或工业园区污染防控的关键和难点 如何高效
2、、快速、低成本地处理高盐难降解有机废水成为当前水污染治理的重要研究方向文章综述了近年来生物处理、物化处理和化学氧化()处理高盐有机废水的研究现状针对各个处理技术的原理、特点、研究现状和实际应用情况进行讨论和分析并对未来研究方向进行了展望关键词:高盐废水难降解有机污染物生物处理物化处理化学氧化处理中图分类号:.文献标识码:文章编号:()近年来我国的生态环境逐步取得好转针对常规生活污水和易降解废水的处理技术得到了广泛应用而工业难降解有机废水的处理成本在逐年增加 其中有一类废水除了具有较高的有机负荷外(化学需氧量 /)还具有较高的盐度()一般称之为高盐难降解有机废水 目前来自于石化、冶金、煤化工、制
3、药、染料、制革、造纸、食品加工等行业产生的含盐废水占待处理废水总量的 以上高盐难降解有机废水除了含有多氯联苯、多环芳烃、染料、农药、抗生素等难降解的有机污染物外还含有大量可溶性无机盐如、等 由于其水质复杂 变化大毒性高危害大且对微生物活性有抑制作用已经成为众多相关企业和工业园区迫切需要解决的难题 高盐难降解有机废水处理技术主要分为生物处理、物化处理和化学氧化处理本文针对近年来三种处理方法的研究现状展开讨论并对未来发展方向进行展望 生物处理生物法是通过利用细菌等微生物的吸附和氧化分解作用去除废水中有机污染物的一种方法 该方法成本低、有机物去除效果好在常规废水处理中得到了广泛的应用但是对于含盐有机
4、废水的处理有一定的局限性 这主要是因为盐度较高时会降低微生物的脱氢酶活性和内源呼吸速率甚至使细菌发生质壁分离对微生物群体危害较大 另外还会对整个生化系统产生影响会导致污泥上浮、出水固体悬浮物升高等问题 例如 等研究发现厌氧氨氧化菌在盐度为./(约./)时活性受到 的抑制为了突破常规微生物处理高盐有机废水的限制国内外科研人员致力于开展耐盐微生物的培养驯化研究 耐盐的细菌主要分布在盐湖、盐沼、海水以及盐腌制食品、含盐废水中研究人员从这些体系中分离培水 道 港 口第 卷第 期养耐盐微生物用于含盐有机废水的处理 等从 中分离出一株嗜盐细菌其生长的最佳盐度范围为 具有良好的脱氮能力 等从含盐量为.的酸菜
5、中分离出一种耐盐微生物(木糖葡萄球菌)在设定的最佳条件下对 去除率高达 等从含有 矿化盐的石化废水中分离出耐盐细菌对实际含盐废水中 去除率达到.尽管耐盐微生物处理技术的研究不断发展但还有诸多问题没有真正解决如筛选、驯化、培养的周期普遍偏长生化系统容易受到盐度变化的冲击生物处理周期长设备占地面积大对有生物毒性的有机污染物处理效果差等近年来好氧颗粒污泥工艺()在高盐有机废水处理方面表现出巨大的潜力 颗粒污泥具有耐盐性盐度的提升(/)会促进胞外多糖的产生提高颗粒强度和微生物总量可以大大改善颗粒污泥的沉降性能 等研究发现盐度可以加速颗粒的形成提高颗粒结构的稳定性使得 和总氮的去除率分别稳定在和 已被应
6、用于处理榨菜废水、鱼罐头生产废水、石化及制药废水等并取得了良好的效果 尽管 具有耐盐性高、沉降性能好、去除效率高、成本低等优势但是脱氮除磷能力不足亚硝化菌、硝化菌和聚磷菌易受盐度的影响生物处理技术在海水养殖、石化和制药等废水处理领域有较多的应用但微生物耐受能力普遍在.盐度范围内 交通运输部天津水运工程科学研究所开发的高密度微生物法脱氮除磷技术在海水养殖尾水处理领域实现工程化应用微生物耐受盐度可达.高盐难降解有机废水处理过程中生物处理通常与其他工艺技术进行联合使用较为典型的有厌氧 好氧二段接触氧化组合工艺、臭氧 生物膜法和液液萃取 膜反应器组合工艺等 组合工艺克服了生物法对难降解有机污染物处理的
7、局限性同时降低了处理成本但是关于组合工艺的设计以及运行过程的控制有待进一步研究 物化处理物理化学方法是通过物理化学过程去除污染物的方法 该方法操作简单、运行平稳、容易维护、效果明显 常用的物理化学处理方法包括吸附法、离子交换法、膜分离法、蒸发法和絮凝法等(表).吸附法吸附法主要是借助多孔性、高吸附性的吸附材料去除水中的污染物 吸附法在应急处理处置、深度处理、气体吸附等方面应用较多该技术的关键是使用稳定、高效的吸附剂 目前常见的吸附剂一般包括硅藻土、树脂、活性炭等 现有的吸附剂虽然能在一定程度上吸附去除有机污染物但是当无机盐大量存在时其吸附效率大大降低同时该方法也面临着吸附容量有限、价格昂贵、材
8、料再生困难、耗水量大、存在二次污染等问题.离子交换法离子交换法主要通过阴阳离子交换树脂实现水体脱盐 该方法通常作为高盐废水处理的前处理工艺其主要缺点在于所使用的离子交换树脂对废水中的有机污染物的抵抗能力差容易被废水中的悬浮颗粒物质阻塞对进水要求较高在实际运行时污水中除盐效果受多种因素的制约 同时离子交换树脂的再生需使用大量的再生剂会产生大量的再生水需要二次处理处理成本较高.膜分离法膜分离技术是利用半透膜根据分子粒径不同实现特定物质的选择性分离 常用的有微滤法、超滤法、纳滤法、反渗透法、渗析法和电渗析法 其中超滤、微滤不能有效地去除水中的无机盐但可以高效地阻截悬浮固体和胶体它们通常和反渗透联用用
9、来实现高盐废水的浓缩这也是目前最有效、最常用的脱盐技术 膜法在物质的分离、分级、提纯和富集等方面有很好的应用膜分离技术的关键是高效率膜的使用而膜堵塞和冲洗是无法避免的这大大缩短了膜的使用寿命 反渗透还会产生浓水电渗析会有大量电耗 膜分离法易造成二次污染成本较高处理水量有限应用条件相对严苛需要与其他物化法相配合 年 月李振东等 高盐难降解有机废水处理研究进展.蒸发法蒸发法是实现无机盐浓缩及分离回收的重要手段 有研究指出采用蒸发处理可以去除 的盐同时能去除一部分的 蒸发技术均是采用外加热源(电、蒸汽或联合使用)能量输入较大根据蒸发效数的多少可以分为单效蒸发和多效蒸发根据动力来源又可以分为机械蒸汽再
10、压缩()蒸发及热力蒸汽再压缩蒸发 技术能实现蒸汽的循环再用在同等效果上减少了原始蒸汽的使用量冷却水用量大大降低更加节能高效且经济性好 北京某化工企业的高盐废水采用 技术进行处理处理量/工程投资 万元实际运行功率.吨水耗电.吨水能耗成本.元(电价按.元/计)目前 作为一种新型技术已成为国家重点节能推广项目在渗滤液、海水淡化、煤化工等领域取得了应用缺点在于设备的投资太大 针对该技术也有一些问题急需解决例如耐腐蚀设备的开发、终端浓水的处置、进水中难降解有机污染物的预处理、设备结垢堵塞和废水中蒸发起泡等.絮凝法絮凝法是污水处理工艺中比较常用的工艺其通过向废水中投加絮凝剂使悬浮物得到有效去除 常见的絮凝
11、剂包括无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂以及复合絮凝剂 无机絮凝剂主要是铁制剂系列、铝制剂系列及其丛生的高聚物系列例如硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝等 有机高分子絮凝剂以淀粉、壳聚糖等天然有机高分子絮凝剂为主它们天然无毒、不会造成二次污染、处理效果好人工合成的高分子絮凝剂的开发和应用近年来也得到了广泛关注和开展 絮凝法对于悬浮物的去除效果明显通常作为预处理或深度处理的前端工艺但对溶解性难降解有机污染物的去除效果不佳 目前针对耐盐絮凝药剂的研究报道较少相关机理的探讨尚不成熟仍有待深入研究表 高盐有机废水物化处理技术比较.物化处理技术研究现状优点缺点吸附法稳定、高效、耐盐性吸附材料的开发与应用用
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