高盐高浓度废水处理现状

高盐高浓度有机废水处理技术现状

摘要：本文对目前国内外高盐高浓度有机废水的处理技术进行了综述，系统归纳出其主要处理方法：物理化学法、生物法及其组合工艺，并简要介绍了各种方法的技术原理、优缺点，最后对高盐高浓度有机废水的近一步研究指明了方向。关键词：高盐高浓度有机废水；物理化学法；生物法；组合工艺

近年来，随着工农业生产的发展和城镇人民生活水平的提高，工业废水、城市污水排放量越来越大，由此引起的环境污染，已严重影响到环境生态和人类健康，尤其是高盐高浓度有机废水的排放。高盐高浓度有机废水是指至少含有3.5%总溶解固体TDS（Total Dissolved Solid）的高浓度有机废水，其主要来源于海水应用于工农业生产和生活中产生的废水和工业生产过程中产生的高盐废水。高盐废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等离子，这些盐的存在对常规的生物处理有明显的抑制作用[1]。针对此类废水，目前较为成熟、有效的处理工艺主要包括物理化学法，生物化学法[2]及其组合工艺，其中物理化学法主要有：电化学法[3]、膜分离法[4]、深度氧化法[5]、离子交换法[6]和焚烧法[7]。

1 物理化学法

1.1 电化学法

由于废水的高盐度，使得废水具有较高的导电性能，含盐废水中的Cl-在阳极被转化为Cl2，并可进一步转化为次氯酸:

2Cl-Cl2

Cl2+H2O HCl+HClO

次氯酸本身就是一种强氧化剂，可以将水中的有机物氧化，这一特点为电化学法在高盐度有机废水处理方法提供了良好的发展空间。电化学法具有处理费用低，不需要投加化学药剂，设备简单，可操作性强等优势，因此电化学法更适合于小型污水处理厂的运作。

王慧[8]等采用电化学法处理含盐染料废水，研究发现，在最佳条件下，色度和COD的去除率分别可达到85%和99.18%，电解过程中没有难以继续反应的中间产物生成。

1.2 膜分离法

膜分离法是一种新型隔膜分离技术，它是利用一种特殊的半透膜使溶液中的某些组分隔开，某些溶质和溶剂渗透而达到分离的目的。作为废水的深度处理方法，其在饮用水精制和海水淡化等领域受到重视和研究，并已在工程实践中使用。其中根据溶质或溶剂透过膜的推动力和膜种类不同，水处理中膜分离法又可以分为：电渗析、反渗透、超滤、微滤。其中膜材料和组件的开发是决定膜分离法能否大规模工业化应用的关键。

焦涛[9]采用超滤-纳滤工艺处理印染废水，通过改变废水中盐的种类、pH值，

分析了相关因素对处理效果的影响，结果表明：废水的COD和TOC的总去除率均在80%以上，脱盐率约为94%。

1.3 深度氧化法

深度氧化法是以生成氧化自由基为主体，利用自由基引发链式氧化反应迅速破坏有机物的分子结构从而达到氧化降解有机物的目的。根据产生自由基的方式和条件的不同，深度氧化法又可分为湿式氧化发、超临界水氧化法、光化学氧化法以及其他催化氧化法[10]。刘春明[11]等指出超临界水氧化技术具有快速、高效、无二次污染等优点，但腐蚀、盐沉积、高能耗等问题均阻碍了其工业化发展。此外深度氧化法所需氧化剂的用量随废水中有机物浓度的增加而增大，经济优势不突出，急需开发高效率的新型氧化剂和氧化工艺。

1.4 离子交换法

离子交换树脂是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团的功能高分子

材料，树脂中含有的氨基、羟基基团可以把废水中的金属离子交换、螯合，具有处理效果好，设备简单，操作方便，可再生等优点，因此在废水处理方面得到了大量应用。离子交换法主要用于生物法的预处理工艺，以除去对微生物有抑制作用的金属离子。

1.5 焚烧法

对于高COD的高盐废水，可采用直接焚烧的方法进行处理，即将高盐废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全气化，让废物中的有机物在炉内分解成二氧化碳、水及少许无机物灰分[12]，同时焚烧产生的热量可以回收利用或发电，因此焚烧法被认为是一种使有机废液真正实现减量化、无害化和资源化的处理技术。自上世纪50年代初次使用以来，焚烧法已广泛应用于高盐废水的处理。一般认为，对于COD值很高，热值也很高的有机废液采用直接进入焚烧炉处理较其他方法更加经济、合理；而对于热值不是很高的废液，则需添加辅助燃料助燃；对于含水量大的有机废液应先进行蒸发浓缩再进行焚烧[13]。

在进行焚烧之前，应当将水中的悬浮液过滤或采用加热等方法来降低废水粘度，以提高废液雾化效率并防止喷嘴堵塞。对于酸性高盐废水，有时还需加碱中和处理，以防止腐蚀设备。最后，由于废液中常含有N、S、Cl等元素，焚烧后烟气中会含有NO X、SO2、二噁英等有毒有害气体，因此必须控制好焚烧温度、焚烧时间以减少二噁英的生成，对尾气要进行净化处理，达标后才能排放。

2 生物法

生物法是处理高盐有机废水最传统和广泛流行的方法，一般包括以下几种方法：(1)传统活性污泥法；(2)厌氧处理系统；(3)序批式反应系统；(4) 好氧颗粒污泥；(5)从盐湖、盐田、盐沼采取菌种，培养驯化适耐细菌。此外，以上几种方法可根据实际情况，相互结合以达到理想的处理效果。

2.1 传统活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理技术，它采用人工曝气的手段使活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中，与废水充分接触，并在有溶解氧的条件下

对废水中所含的有机物进行微生物的合成和分解等代谢活动。而盐度对活性污泥法的影响较大，因此，对活性污泥进行驯化培养出具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是处理高盐有机废水的重要前提。

刘祥凤[14]等在有菌种存在的好氧系统中，采用驯化活性污泥的方法处理高盐有机废水。结果表明，驯化后的活性污泥可以有效地处理高盐有机分水，

Na2SO4含量小于20 g/L，驯化活性污泥均可以正常降解废水中的有机物，指示剂苯酚的去除率也稳定在90%以上。可以看出，通过驯化可以大大提高微生物的耐盐能力。

2.2厌氧处理系统

相对好氧处理，厌氧处理高盐有机废水的研究较少，但也有成功应用厌氧方法处理高盐有机废水的离子。如C.Y. Gomec[15]等用UASB处理合成废水，当水力停留时间为1d，盐浓度为20 g/L，TOC的去除率可达88%，有效总产气量甲烷占84%。

近10年来，厌氧消化处理实际废水主要集中于海洋产品加工废水处理。采用的工艺包括厌氧滤池、UASB、厌氧接触法。COD去除率在70%-90%，有机负荷从1-15 kgCOD/m3.d，污泥负荷低于0.5 kgCOD/kgVSS.d[16]。关于厌氧处理其他实际废水的报道比较少见，相对而言，厌氧处理系统的COD去除率略低于好氧系统。

2.3序批式活性污泥法

序批式活性污泥法，简称SBR，它是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。该工艺不需设污泥回流设备和二沉池，曝气池容积也小，建设费用和运行费用均较低，结构简单，运行方式灵活，抗冲击负荷能力强。因此，近年来在国内外得到了广泛的研究和应用。

O.Lefebvre [17]等利用好氧SBR反应器处理含盐制革废水（废水中NaCl浓度达30 g/L），COD,PO43-、TKN和SS的去除率分别可达到95%，93%，96%和92%，水力停留时间为5 d，COD有机负荷为0.6 kg/m3.d。

2.4 好氧颗粒污泥

好氧颗粒污泥技术是将生物自絮凝原理应用于好氧反应器，使好氧絮状污泥在一定工艺条件下实现好氧颗粒化。好痒颗粒污泥具有沉降性好、抗负荷冲击能力强、持留生物量高以及脱氮除磷效果好等优点[18]，而且它还能集好氧、厌氧和兼氧微生物于一体，因此好氧颗粒污泥能够有效处理各种难降解工业废水。

Figueroa M[19]等用培养出的好氧颗粒污泥处理鱼类罐头生产过程中产生的

高盐有机废水，在NaCl质量浓度高达30 g/L，有机负荷达1.72 kg/m3.d时，出水水质良好，运行效果稳定，硝化反硝化脱氮效率可以达到40%。

汪善全[20]等采用序批式摇床反应器（SSBR），在高盐废水中利用不同类型接种污泥培养出了好氧颗粒。结果表明，好氧颗粒污泥能够有效处理高盐废水并具有很好的抗盐度冲击能力。当进水NaCl盐度为35 g/L，基质为难降解的制药废水时，利用好氧颗粒物呢处理该废水能够取得与淡水中相似的70%的TOC去除