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摘要：化工產品與人們日常生活密切相關，近些年我國化工行業得到了快速發展，但是在化工生產過程中產生的高鹽度廢水對生態環境造成的破壞是非常嚴重的。高鹽度廢水中含有大量的C1-、SO42-、Na+、Ca2+，在進入水體后會影響微生物的生存環境。針對高鹽度廢水的處理，目前采用的方法有很多種，常用的有生化、電解、焚燒、蒸發結晶、膜分離、吸附等。本文對高鹽度廢水的特點、產生機理進行了分析，對當前常用的廢水處理方法進行了總結性分析，希望能促進化工行業的綠色可持續發展。

關鍵詞：化工；高鹽度廢水；污染；技術

通常所說的高鹽度廢水是指水中溶解大量鹽類物質的廢水，含鹽量達到1%以上。高鹽度廢水大都來源于化工、制藥、石油、造紙及皮革等行業中，不同的產品、不同的生產工藝所產生的高鹽度廢水在含鹽濃度、含鹽種類以及水量方面都有著很大差別，最終會進入到相關企業的污水處理系統中。據相關數據顯示，在化工企業生產中所產生的高鹽度廢水大約占廢水總量的5%左右，針對高鹽度廢水的治理難度比較大，這也是當前化工企業及化工專業相關學者共同研究的課題[1]。

1高鹽度廢水的特點分析

在化工產品生產過程中，高鹽度廢水產生過程存在很大差別，在廢水中含有的各種有機物質及化學特性也存在著較大差別。在高鹽度廢水中溶解了大量的C1-、SO42-、Na+、Ca2+等，這些鹽類物質在處于低濃度時能夠促進水中微生物的生長，并且還可以對酶反應起到促進作用，為微生物的生長提供營養物質。但是當鹽類物質的濃度過高時反而會對微生物產生抑制作用，影響水中的生態平衡。在高鹽度廢水中鹽類物質的含量非常高，滲透壓也較高，水中的微生物會因高濃度鹽的作用而出現細胞脫水，引起微生物細胞原生質分離；鹽析作用還會導致脫氫酶的活性大大降低；廢水中的C1-會對微生物產生毒害作用；如果廢水中的鹽類物質含量過高，廢水的濃度就會大幅度提高，水中的活性污泥就會因浮力增加而上浮，過量的活性污泥會影響到微生物細胞質膜的穩定性與通透性，細胞內的重要成分就會流失，最終導致微生物生長停滯或者死亡，影響生物處理系統的凈化效果。針對這種情況，黃新文等［2］分析了高鹽度廢水中常見無機鹽類對微生物處理系統的影響。經過多次試驗發現當無機鹽含量過高時活性污泥處理系統中的微生物會逐漸死亡，污泥量會逐漸減少，出水懸浮物也會升高，另外無機鹽的濃度過高也會降低COD的去除率。如果水體中無機鹽的含量過高就會限制生化系統，高鹽度廢水就不能外排進入自然環境中的。因此針對含鹽濃度過高的含鹽廢水應單獨采取方法進行處理。經過查閱相關資料了解到，在全球范圍內高鹽度廢水的排放量占總廢水排放量的5%左右，而且每年都在持續增長，增長率約為2%，在這種現狀下，如果不加快對高鹽度廢水的有效治理，全球生態環境將會遭到嚴重破壞，因此針對高鹽度廢水治理的研究已經成為全球范圍內的重要課題。

2化工行業中高鹽度廢水的主要來源

隨著我國經濟的發展與技術的進步，化工產品的種類及產量都在逐漸增加，同時每年也都在產生大量的高鹽度廢水。化工行業屬于一個大的分類，其中包括了基礎化工、石油、冶金、能源、精細與日用化工、醫藥、農藥、環保、軍工等等，在化工產品生產過程中的各種原料、中間產物、衍生產品等等，其化學性質都相同，而在生產過程中產生的廢水也包含了各種類型、不同濃度的鹽類物質，大部分廢水都屬于高鹽度廢水，這些鹽類化合物由Fe2+、Na+等多種無機離子組成[3]。近些年我國煤化工行業發展較快，在煤化工生產過程中會產生大量的高鹽廢水，其成分也非常復雜，在當前綠色環保發展的要求下煤化工企業也面臨著高鹽廢水處理的難題。針對煤化工廢水的處理常采用反滲透法，目前應用是比較成熟的，并且也是現階段處理成本較低、效果較好的除鹽方法，其原理是將廢水中的溶劑和溶質進行分離，并對其中的水進行回收利用，減少資源的浪費。有專家對絡合納濾法進行了研究，使用絡合劑與廢水中的重金屬離子反應生成絡合物，再使用納濾膜截留重金屬離子，取得了較好的效果。醫藥化工行業也是高鹽廢水的重要來源之一，這是因為在醫藥化工生產過程中使用酸堿性物料比較多，在中和反應過程中會產生大量的無機鹽，另外醫藥化工生產過程中也會使用到較多的無機鹽進行洗滌，這就造成醫藥化工生產中大量高鹽廢水的生成，并且含鹽量、COD都比較高。基于這一點，目前通常采用MVR蒸發系統對高鹽廢水進行處理，去除其中的大部分鹽分，先給微生物創造一個比較適合生存的環境，然后再使用PSB生化系統和鐵碳裝置對高濃度廢水進行處理，目前鐵碳裝置與PSB生化處理系統是醫藥化工高鹽度廢水處理中應用效果較好的一套系統，具有長效性與損耗小的優點。冶煉廢水也是高鹽廢水的重要來源之一，硬度高、鹽分高、成分復雜是其主要特點。針對冶煉廢水的處理通常采用多種技術聯合的方法，以達到固液分離。有專家對鋅冶煉項目中產生的冶煉廢水進行了研究，采用了雙堿法－澄清－超濾－苦咸水反滲透－樹脂軟化－海水反滲透－MVR組合處理工藝，最后結果表明，該套工藝處理效果比較穩定，而且能耗較低，但是在處理過程中需要重點控制NaCLO的投加量。為了防止苦咸水反滲透工藝對膜形成污染，還需要另外安裝專門的酸堿池，保持溶液中的pH值穩定，以免影響系統的穩定運行。專家對高鹽含氰廢水進行研究時，先在廢水試樣中加入臭氧，消除部分COD與氰化物，回收利用部分廢水，其余廢水再加藥去除重金屬離子并降低廢水硬度，在得到高濃度含鹽廢水后再利用反滲透減量濃縮，對濃縮液進行去氰化物處理，最后使用MVR工藝進行蒸發結晶。結果表明該方法處理效果較好，而且能耗較低，可進行推廣使用。另外在染料、農藥生產中也會產生大量的高COD、高鹽有毒廢水；再比如廢水處理，經過初期的生化處理后廢水中的大量難降解的有機物、有毒有害物質基本都能得到去除，可以進行回收處理，但是在經過反滲透膜回收60%左右后又會形成大量高鹽度水需要進行專門的處理。近些年，我國紡織行業發展較快，由此帶動了人造纖維、染料、助劑、膠粘劑等行業的發展，這些類型的企業在生產過程中同樣會產生大量的高鹽度廢水。在化工行業中通常將高鹽度廢水分為高熱值和低熱值兩大類型，針對這兩種類型的廢水處理方法也有很大的區別。比如高熱值廢水可使用焚燒法進行處理，如果使用焚燒法處理低熱值廢水，則還需要提高廢水的熱值，大大增加了成本。但是焚燒法也有較大缺陷，在處理過程中會產生大量的煙氣，因而還需要對煙氣進行處理后，合格后才能排放，否則會對環境造成二次污染。

3化工行業高鹽度廢水治理分析

高鹽度廢水的處理一直都是業界的難題，必須保證廢水處理后能夠達到國家要求的排放標準，同時還要確保衍生的物質不會對環境造成二次污染。目前常用的高鹽度廢水治理工藝有以下幾種。

3.1生化治理

由于高鹽度廢水對于微生物具有抑制作用，常規的生化方法并不能對高鹽度廢水進行有效處理，因此相關領域的專家學者將耐鹽嗜鹽菌引入到高鹽度廢水處理中。通過對嗜鹽菌進行分離、培養、馴化，然后用于高鹽度廢水的生化治理，大大提高了治理效果。高鹽度廢水的含鹽度基本保持在2%～5%，而嗜鹽菌完全可以在這樣的環境中保持其活性，中度嗜鹽菌可以適應鹽度為3%～15%的環境，極端嗜鹽菌可以適應鹽度為15%～30%的環境，并能夠保持酶的活性，在高鹽度廢水環境中具有極端的優勢。通過生化技術對廢水進行處理后，可以將其中的COD進行降解，從而有效降低COD的含量。但是，經過嗜鹽菌處理的廢水中仍然存在COD，雖然達到了排放標準，但是如果大量排放到自然界還是會對生態環境造成一定破壞。因此，只有將高鹽度廢水中的COD完全去除，同時還要將廢水中的鹽類物質分離處理，才能做到真正意義上的治理。

3.2電解氧化處理

由于高鹽度廢水的導電性能比較優良，可以采用電解氧化的方法進行降解。經過電解會產生一系列氧化還原反應，然后生成不溶于水的物質，經沉淀后對水進行回收利用，這樣可以有效降低水中的COD。采用電解法處理高鹽度廢水，與廢水中有機鹽、無機鹽的種類、濃度都有很大關系，比如廢水中含有大量C1-，則需要在陽極放電，經過反應后生成C1O-，起到降解COD的目的。但是在處理有機鹽時，需要將其經過深度氧化生成無害的CO2才能有效去除COD。不過有試驗表明，廢水中含有的苯酚在經過電解后只是改變了COD的存在形式，TOC的含量并沒有減少，這也是電解氧化法處理高鹽度廢水的不足[4-5]。

3.3廢液焚燒處理

對高鹽廢水中的有機物質進行焚燒處理，其原理就是在高溫狀態下對有機物質的深度氧化，在氧化過程又會生成大量的熱，進一步加速了氧化反應的速度，最后有機物質被分解為CO2和H2O，達到分解COD的目的，圖1為蒸發釜殘液采用焚燒法處理的流程。由于高熱值的高鹽廢水中含有較高的COD，在800～1000℃的高溫焚燒會發生氧化反應，其中大部分有機物質會轉化為CO和CO2，還有少部分會轉化為固體殘渣。通過焚燒法可以徹底去除高鹽廢水，不過僅限于COD含量超過100g/L的廢水，而且在焚燒時會消耗大量能源，因此往往只用來處理COD濃度極高的廢水，這樣才能達到熱量平衡狀態。在實際應用中，有時也用來處理含有機鹵化物的廢水，不過在焚燒過程中會產生二噁英，需要進行妥善處理。

3.4蒸發結晶處理

蒸發處理技術的優點在于回收的淡水水質較好，用于化工行業廢水處理的蒸餾法脫鹽技術來源于海水脫鹽淡化技術、低溫多效蒸餾技術，具有低耗節能的優點。針對高鹽度廢水的處理，主要適用于COD含量較低且通過蒸發結晶可以實現固液分離的廢水。蒸發結晶工藝是由多個蒸發器組成，先將高鹽廢水進行蒸發制成濃縮液，然后再將濃縮液放置在旋轉薄膜蒸發器上進行加熱，大部分水分蒸發后得到過飽和鹽溶液。最后再降溫至40℃以下，形成鹽泥，這樣就完成了高鹽廢水可溶性鹽類物質的分離工作。該技術的重點在于使用了旋轉薄膜蒸發器，其結構原理見圖2。該方法工作效率高，能耗低，可以對高鹽度廢水進行連續處理，目前在酸性高鹽廢水回收中應用較廣。

3.5膜分離處理技術

膜分離技術可以在常溫下完成，屬于物理分離過程，不存在化學反應，操作簡單，能耗低。目前膜分離技術的應用范圍也非常廣，并趨于成熟，常用的有納濾、微濾和超濾等。對于懸浮類物質的分離多使用微濾和超濾，但是溶解性的物質無法進行分離，而納濾可以實現對二價離子的分離，在實際應用中應根據具體要求合理選擇。目前在煤化工行業高鹽度廢水處理中常使用到納濾膜分離技術，但缺點是濃縮倍數較低，一般只達到濃縮3倍左右，影響了處理效果，組合式膜分離回收含鹽廢水工藝如圖3所示。圖3組合式膜分離回收含鹽廢水工藝。

3.6吸附處理法

在高鹽度廢水處理中使用吸附處理法是利用了固體吸附劑的物理吸附與化學吸附作用，用來處理廢水中的劇毒物質和難降解的生物污染物。活性炭是一種良好的吸附材料，內部具有獨特的晶格結構，并且活性炭的表面還含有大量的含氧官能團，吸附能力非常強。當水中的雜質被吸附到微孔結構內后會形成螯合物，使水體得到凈化。比如在芬頓氧化工藝中會將高分子有機物轉化為低分子有機物，增加了有機物的可生化性，或者直接轉化為CO2以方便吸附。吸附處理法在用于高鹽度廢水處理時可以在芬頓試劑中加入活性炭，提升吸附效果[6]。

4高鹽廢水零排放技術的發展

隨著環保形勢日趨緊張，近年來，我國政府相關部門出臺了一系列法律法規，目的是加強對淡水資源的保護。在這種背景下，化工生產企業面臨著高鹽廢水處理的壓力，因此，還需要在生產中過程中加強環保生產，一些新建化工項目在建設之初就要考慮廢水零排放技術，并希望通過零排放系統的建設，同步解決含鹽廢水的治理以及水資源的循環利用問題。目前，一部分化工企業建設的零排放系統已建成并正式投產，相關項目經驗客觀反映了廢水零排放技術的意義以及未來業內廢水治理的發展態勢，同時也給化工領域零排放系統的建設提供了技術參考。另一方面，該項目運行發現的一些問題，在較大程度上制約了零排放技術的發展。首先，與傳統的廢水治理模式相比，零排放系統的建設面臨高額的投資成本和后續的運營成本，尤其是對高鹽廢水的治理。廢水治理的現實條件直接限制了廢水處理技術的應用。據相關行業數據顯示，以蒸發結晶技術與膜濃縮技術為核心的零排放系統的廢水處理成本高達40元/t，高額成本給化工企業帶來了極大的負擔。此外，在將鹽分脫出并轉化為固體鹽的過程中，如果結晶鹽中依然含有雜質，那么零排放系統還需要重新考慮雜質的去除問題，這些現實問題都是影響高鹽廢水治理的關鍵。

5結語

隨著現代化工行業的快速發展，關于高鹽度廢水治理的研究越來越緊迫，到目前為止并沒有哪一種處理方法是完美無缺的，都存在著各種不足。從高鹽廢水的角度，應加快技術研發，提升高鹽度廢水的治理效率，并降低治理成本，優化污水治理效果。從化工企業的角度，應從加快清潔生產技術升級、減少高鹽廢水的生成方面，探索出可持續發展之路。

參考文獻：

[1]李波，劉昌輝.煤化工含鹽廢水膜濃縮液熱法分鹽結晶工藝蒸發終點研究[J].中國井礦鹽，2021，52（1）：3-6.

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[3]廖柳琳.高鹽廢水處理工藝研究進展探析[J].環境與發展，2019，31（10）：67-69.

[4]馬棟，段鋒.煤化工高鹽廢水臭氧催化氧化脫除COD[J].環境工程學報，2020，14（4）：984-992.

[5]劉魯建，董俊，張嵐欣，等.高鹽度廢水中反硝化脫氮效果的研究[J].化學與生物工程，2019，36（7）：50-53.

[6]黃灝宇，葉春松.雙極膜電滲析技術在高鹽廢水處理中的應用[J].水處理技術，2020，46（6）：4-8.

作者：馬禮 單位：徐州市新沂生態環境局