高濃含鹽有機廢水構成復雜，不僅富含無(wú)機鹽，還包括一些有機物和重金屬離子，污染性大，如果直接排放，不僅會(huì )造成水資源的浪費，還會(huì )引發(fā)嚴重的環(huán)境污染問(wèn)題，因此社會(huì )對高濃含鹽有機廢水資源化處理利用問(wèn)題給予較大的關(guān)注，如何實(shí)現高濃含鹽有機廢水的資源化利用是當前探討的熱點(diǎn)。希望通過(guò)專(zhuān)題研究為高濃含鹽有機廢水資源化處理提供指導與參考，實(shí)現對廢水中鹽的分離和高效回收、資源化利用，從而達到廢水零排放的目的。

1、高濃含鹽有機廢水來(lái)源及水質(zhì)特征

高濃含鹽有機廢水的主要來(lái)源是工業(yè)生產(chǎn)，其為典型的工業(yè)生產(chǎn)廢棄物，除了工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生高濃含鹽有機廢水外，海水直接利用排放產(chǎn)生的濃水也被稱(chēng)為高濃含鹽有機廢水。此外，水回用后雙膜濃縮也會(huì )產(chǎn)生大量的高濃含鹽有機廢水?；どa(chǎn)中化學(xué)試劑使用產(chǎn)生的濃縮廢水含鹽量高，屬于常見(jiàn)的高濃含鹽有機廢水。

高濃含鹽有機廢水來(lái)源廣，但不易處理。通常此類(lèi)廢水中，存在較多生物難以降解的物質(zhì)和高濃度有機物，含鹽量也較高。另外，高濃含鹽有機廢水出水水質(zhì)不穩定也是造成廢水難以處理的原因之一。

高濃含鹽有機廢水具有特定的水質(zhì)特征，其含有大量的離子、無(wú)機鹽。陽(yáng)離子主要包括Ca2+，Mg2+，Na+等，其會(huì )對微生物生長(cháng)繁殖起抑制作用；而陰離子主要是SO42-，NO3-，OH-等，能提高微生物的活躍度。除了含有大量的離子外，還含有有機污染物，部分有機污染物濃度偏高，傳統的處理方法應用局限明顯，因此探討高濃含鹽有機廢水的綜合處理與資源化利用方法具有現實(shí)必要性。

通過(guò)大量的研究與實(shí)踐，人們發(fā)現對于高濃含鹽有機廢水資源化處理利用來(lái)說(shuō)，應推行“組合拳”，多種廢水處理方法有效組合才能實(shí)現對高濃含鹽有機廢水的綠色處理。

2、高濃含鹽有機廢水的綜合利用

2.1 去除有機物與重金屬離子

考慮到高濃含鹽有機廢水成分復雜，除無(wú)機鹽之外還含有大量的有機物和重金屬離子，應先著(zhù)手去除有機物和重金屬離子。目前常用的方法有生物法、化學(xué)法和物理法等。

生物法就是利用微生物自身代謝達到廢水處理的目的，其應用范圍廣、二次污染少、能耗和成本低。但是高濃含鹽有機廢水鹽濃度過(guò)高，離子強度過(guò)大，很可能會(huì )破壞微生物的生命結構，不利于微生物的生長(cháng)繁殖，甚至導致細胞失活，因此該方法整體應用效果不夠理想，在一些大分子有機物的降解中，對微生物的處理能力也十分有限。

化學(xué)法主要是化學(xué)氧化法、電化學(xué)法、濕式氧化法等。例如氧化還原法，可通過(guò)向高濃含鹽有機廢水中通入大量H2O2，O3等具有氧化性的氧化劑，與有機物發(fā)生氧化還原反應，可將其中大分子有機物轉化為簡(jiǎn)單有機物，也可改變物質(zhì)粒子之間所受合力狀況等。電化學(xué)法主要是電解法，在通電條件下經(jīng)過(guò)電極反應進(jìn)行污染物的氧化還原處理，借助陽(yáng)極板的直接氧化與中間產(chǎn)物的間接氧化去除有機物與重金屬離子，但需要消耗大量電能，且需要使用貴金屬電極材料，成本較高，在大規模的工業(yè)化高濃含鹽廢水處理中應用局限性大。再如濕式氧化法，主要是于高溫高壓條件下向有機廢水中通入空氣，以實(shí)現有機污染物的氧化還原反應，在實(shí)際的操作中也需要加入一定的催化劑，以提升氧化反應速率，縮短處理周期，但處理成本較高，也很容易引發(fā)二次污染。

物理法主要是通過(guò)吸附、絮凝、結晶等物理手段實(shí)現有機物和重金屬離子的分離。其中，吸附應用效果最明顯，目前來(lái)說(shuō)常見(jiàn)的吸附劑是活性炭、生物質(zhì)天然高分子吸附劑等，但吸附劑吸附作用發(fā)揮不穩定。另外，例如混凝沉淀法，通過(guò)向高濃含鹽有機廢水中加入有絮凝作用的試劑，發(fā)揮絮凝劑和雜質(zhì)的團聚效能，使有機廢水中的膠體失去穩定性，脫穩的膠粒聚集形成絮凝體，當絮凝體的質(zhì)量達到一定程度后，因重力作用沉降，水溶液逐漸變得澄清。此過(guò)程能夠將高濃含鹽有機廢水中的絮凝體過(guò)濾掉，實(shí)現對廢液中難降解有機物的去除。實(shí)驗中有很多因素會(huì )影響混凝沉淀法的有機物去除效果，例如絮凝劑的種類(lèi)、加入試劑的量及廢水的pH值等。目前，鐵鹽混凝劑和鋁鹽混凝劑較為常見(jiàn)，相對分子量大的特點(diǎn)使其能夠很好地去除廢液的色度和污濁，單獨使用一種絮凝劑對難降解有機物的去除效果不如幾種絮凝劑混合使用的效果，也可將二者和有機高分子絮凝劑混合使用，達到更好的絮凝效果。因此，在實(shí)際的高濃含鹽有機廢水處理中，可以結合使用不同的方法，如物理化學(xué)法與間歇式活性污泥法、光催化氧化法相結合，以克服某種技術(shù)的應用劣勢，提高高濃含鹽有機廢水中有機物和重金屬的去除效率。

2.2 關(guān)注無(wú)機鹽回收

不同來(lái)源的高濃含鹽有機廢水構成成分有明顯差異，但其無(wú)一例外都含有Cl-，Na+，Ca2+等無(wú)機鹽類(lèi)物質(zhì)。因此，在高濃含鹽有機廢水資源化利用中，應做好無(wú)機鹽的回收，常用的處理方法是蒸發(fā)、電滲析、反滲透、納濾、結晶等。其中，結晶技術(shù)應用廣泛，它主要是將無(wú)機鹽由高含鹽廢水中的溶解離子形式轉變?yōu)楣虘B(tài)形式，達到分離的目的，其支持復雜成分有機廢水中高純度固體產(chǎn)品的提取，應用成熟、適應范圍廣、能量消耗少、操作成本低、穩定性好，可長(cháng)期使用。目前有多種高濃含鹽有機廢水無(wú)機鹽回收的結晶方法。如蒸發(fā)結晶，顧名思義就是通過(guò)蒸發(fā)分離出水，讓無(wú)機鹽在溶液中達到飽和析出，缺陷是蒸發(fā)結晶過(guò)程中容易引發(fā)設備腐蝕、結垢等問(wèn)題；再如冷卻結晶，以降溫的方法使無(wú)機鹽溶解度降低，從而結晶析出，需對含鹽量偏低的初始廢水進(jìn)行預濃縮處理；再如溶析結晶，在水中加入可與水互溶的反溶劑，降低無(wú)機鹽體系的溶解度，從而使其結晶析出。此外，還有反應結晶、膜結晶，其中，膜結晶的社會(huì )應用反饋較好。建立膜蒸餾組合系統，進(jìn)料單元、預處理單元、加熱單元、膜蒸發(fā)器單元、蒸發(fā)結晶單元、凝冷凝出水單元是系統主要構成部分，廢水先經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)行初步處理，主要去除細小顆粒和懸浮物質(zhì)；再經(jīng)加熱器加熱，加熱設備以蒸汽盤(pán)管為主，對應的熱源為內蒸汽；之后廢水由污水泵進(jìn)入到膜蒸發(fā)器模塊，膜蒸發(fā)器主要針對經(jīng)過(guò)預處理的廢水利用真空泵抽除膜組件冷側的空氣，形成冷熱兩側蒸汽壓差，熱側的液相水會(huì )轉移至冷側，以水蒸氣的形式存在，水蒸氣冷凝后轉化為液相純凈水，最終導出。

2.3 水資源的綜合利用

通過(guò)結晶方法回收高濃含鹽有機廢水時(shí)需要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理，此時(shí)會(huì )得到大量的水，做好這些回收用水的資源化處理與利用有利于解決人類(lèi)當前面臨的水資源短缺的問(wèn)題，也有利于形成綠色循環(huán)系統。高濃含鹽有機廢水排放量大，水資源的充分利用帶來(lái)的經(jīng)濟效益也將十分理想，可以緩解資源短缺帶來(lái)的壓力，行業(yè)前景光明。早在1972年，就有學(xué)者提出了TiO2電極光能水分解的項目，人們用光能解水制備H2和O2，利用水資源和太陽(yáng)能獲得可再生能源及相應的工業(yè)原料。而光電解水的難點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)高光催化活性的光電，如果照射到半導體的光子強度大于禁帶寬度，半導體價(jià)帶電子會(huì )被激發(fā)躍遷至導帶，導帶上有還原性的光生電子，價(jià)帶上產(chǎn)生等量有氧化性的空穴。如果導帶電位負于析氫電位，半導體可以實(shí)現水導H2的還原，價(jià)帶電位位于產(chǎn)氧電位時(shí)H2O氧化生成O2。TiO2這種光解水催化雖然性質(zhì)穩定且無(wú)毒，但若遇到禁帶過(guò)寬的情況，只能利用紫外光區的能量，可見(jiàn)光吸收能力有限，且容易出現光生電子與空穴的復合，其整體光催化能力較弱?？梢試L試在TiO2中摻雜金屬元素或非金屬元素，以提升其光催化效果。當前，新推出的單斜相釩酸鉍（ms-BiVO）禁帶較窄，可利用可見(jiàn)光區的能量，轉化率高、光催化能力強，且性質(zhì)穩定，對環(huán)境友好，其在光解水工業(yè)水資源利用方面應用效果明顯。

3、煤化工高濃含鹽有機廢水處理案例

一煤化工企業(yè)以煤為原料，主生產(chǎn)柴油、石腦油等化工產(chǎn)品，循環(huán)水站污水處理系統、回用水系統、濃水深度處理系統、高濃含鹽有機廢水處理系統是其水處理系統的主要構成部分。污水處理系統的水有氣化污水、低溫甲醇洗污水，也有含硫污水、含油污水、生活污水等濃水。濃水深度處理系統則負責系統排放的反滲透濃水、難降解有機物的處理。高濃含鹽有機廢水處理系統則對經(jīng)過(guò)深度處理的回用水站排放的反滲透濃水進(jìn)行處理。深度處理后的濃水進(jìn)入到高濃含鹽有機廢水處理系統的預處理單元中，先去除雜質(zhì)，其主要處理原理是基于膜化學(xué)反應實(shí)現對SiO2等物質(zhì)的去除。膜化學(xué)反應裝置出水再經(jīng)過(guò)離子交換系統深度除硬后進(jìn)入兩級反滲透膜濃縮系統，再進(jìn)入蒸發(fā)結晶系統，排出混鹽，使反滲透系統的產(chǎn)水、蒸發(fā)結晶系統的蒸餾水得到回收利用，最終實(shí)現高含鹽廢水的零排放。實(shí)際進(jìn)水的硬度較高，在450～900mg/L之間，SiO2質(zhì)量濃度在20～80mg/L范圍內，COD為30～60mg/L，電導率在15000～25000μS/cm之間。經(jīng)膜化學(xué)反應之后，裝置出水的硬度顯著(zhù)降低，降低到80mg/L以下，SiO2質(zhì)量濃度小于15mg/L。之后經(jīng)兩級反滲透膜濃縮系統，得到的回用水硬度約為0，SiO2質(zhì)量濃度顯著(zhù)降低，低于0.5mg/L，電導率大大減小，小于100μS/cm，整體去除效果提升明顯，系統運行穩定，實(shí)現廢水零排放，更貼合綠色工業(yè)生產(chǎn)的理念。主要的運行成本是電費、藥劑費、蒸汽費等，合計費用后其成本投入為20.3元/t，處理成本較低，可大規模推廣應用。

4、高濃含鹽有機廢水處理未來(lái)發(fā)展趨勢

對高濃含鹽有機廢水進(jìn)行有效處理，使其達到國家排放標準，以降低廢水對環(huán)境的污染，更重要的是利于貫徹落實(shí)可持續發(fā)展戰略，將工業(yè)廢水、生活廢水中可回收物質(zhì)資源進(jìn)行回收再利用，充分發(fā)揮其利用價(jià)值。高濃含鹽有機廢水中并不都是有害物質(zhì)，其中大量的無(wú)機鹽、水資源及經(jīng)廢水處理之后產(chǎn)生的污泥等都可進(jìn)行回收，發(fā)揮更大的價(jià)值。廢水中無(wú)機鹽高純度回收后可用于化工行業(yè)，而水資源的回收利用減輕了日益嚴重的水資源利用壓力。若不經(jīng)資源化處理直接排放到生態(tài)環(huán)境中，不僅是對資源的浪費，還加劇了對環(huán)境的污染，降低了資源的經(jīng)濟效益。資源化的處理方式是處理高濃含鹽有機廢水的創(chuàng )新之路。

5、結語(yǔ)

高濃含鹽有機廢水的資源化處理對于資源的高效回收利用與生態(tài)環(huán)境保護都有積極意義，多種技術(shù)方法靈活組合運用能消除高濃含鹽廢水中的有機物、重金屬離子，消除其對資源回收的負面影響，再進(jìn)行無(wú)機鹽的回收，回收后使用結晶法通過(guò)蒸發(fā)濃縮操作獲得大量水，為無(wú)機鹽、水資源的綜合利用奠定基礎。這是目前高濃含鹽有機廢水資源化處理與利用的先進(jìn)成果，擁有多領(lǐng)域應用的光明前景。（來(lái)源：廣東綠美環(huán)境科技有限公司）