高鹽廢水多級閃蒸

以海水淡化為例，將原料海水加熱到一定溫度后引入閃蒸室，由于該閃蒸室中的壓力控制在低于熱鹽水溫度所對應的飽和蒸汽壓的條件下，故熱鹽水進入閃蒸室后即成為過熱水而急速地部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。多級閃蒸就是以此原理為基礎，使熱鹽水依次流經(jīng)若干個壓力逐漸降低的閃蒸室，逐級蒸發(fā)降溫，同時鹽水也逐級增濃，直到其溫度接近(但高于)天然海水溫度。

多級閃蒸是海水淡化工業(yè)中較成熟的技術(shù)之一，是針對多效蒸發(fā)結(jié)垢較嚴重的缺點而發(fā)展起來的。MSF一經(jīng)問世就得到應用和發(fā)展，具有設備簡單可靠、運行安全性高、防垢性能好、操作彈性大以及可利用低位熱能和廢熱等優(yōu)點，適合于大型和超大型淡化裝置，并主要在海灣國家使用。

多效蒸發(fā)是讓加熱后的鹽水在多個串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，前一個蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源，并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中最節(jié)能的方法之一。低溫多效蒸餾技術(shù)由于節(jié)能的因素，近年發(fā)展迅速，裝置的規(guī)模日益擴大，成本日益降低，主要發(fā)展趨勢為提高裝置單機造水能力，采用廉價材料降低工程造價，提高操作溫度，提高傳熱效率等。

蒸汽壓縮冷凝脫鹽技術(shù)是將鹽水預熱后，進入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內(nèi)部分蒸發(fā)。所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側(cè)。蒸汽冷凝后作為產(chǎn)品水引出，如此實現(xiàn)熱能的循環(huán)利用。當其作為循環(huán)冷卻水脫鹽回收工藝時，可使冷卻水中的有害成份得到濃縮排放，并使95%以上的排污水以冷凝液的形式得到回收，作為循環(huán)水和鍋爐補充水返回系統(tǒng)。這種工藝對設備材質(zhì)的要求極高，運行中需消耗大量的熱量，存在一次性投入和運行費用極高的缺點，只可能在特別缺水的地區(qū)發(fā)電廠中采用。

高含鹽廢水生物處理流程的選擇高含鹽廢水生物處理流程與普通生物處理流程基本一樣,主要包括調(diào)節(jié)池、曝氣池、二沉池、污泥回流、剩余污泥脫水、投加營養(yǎng)鹽等。

(1)調(diào)節(jié)池。含鹽廢水調(diào)節(jié)池考慮的主要因素是廢水鹽濃度的變化,除生產(chǎn)波動周期、沖擊因素外,應重點考慮水中鹽濃度的變化和如何進行調(diào)整,如低含鹽水量的減少或過高含鹽來水的沖擊。

(2)曝氣池。根據(jù)廢水中含鹽類型不同,曝氣池選擇也應有所不同。生物處理含CaCL2較高的廢水,應采用傳統(tǒng)曝氣方式。鈣離子能增加活性污泥的絮體強度,高CaCL2可使污泥中灰分達到40%~50%,污泥密度增加,曝氣池中的污泥濃度可在5000mg/L以上。因此,應采用提升力較大的傳統(tǒng)曝氣、深井曝氣、流化床曝氣等曝氣方法。曝氣也應選用氣泡較大、提升力較強的散流曝氣器等曝氣方式。不可采用氣泡較小的微孔曝氣器和可變孔曝氣器,防止曝氣孔被無機鹽堵塞,不利于曝氣池的攪動。在水量小于1000m3條件下也可以采用射流曝氣，射流曝氣氧的傳遞效率高，而且不易堵塞曝氣設備。曝氣強度也應大于普通生物處理,在10m3/(m2·h)左右,或用中心管來增加提升和攪拌能力。高含鹽情況下氧的傳遞速度增加對高污泥濃度有利,只要菌膠團不解體,即使產(chǎn)生絲狀菌,污泥也不會上浮流失。含磷營養(yǎng)鹽應注意投加位置,以免產(chǎn)生的磷酸鈣鹽沉淀不僅影響使用效果,而且產(chǎn)生結(jié)垢易堵塞管線。

在用SBR工藝處理高鹽廢水時，由于SBR是瀑氣，沉淀一體，所以在設計的時候要充分考慮到沉淀時間，尤其是在處理含高濃度的鈉鹽的廢水，含鈉鹽的廢水沉淀效果差，故沉淀時間應該相應延長，再就是在為了減少潷水器對沉淀的污泥的干擾，潷水的深度也應該相應減小。在處理鹽度波動較大的廢水的時候，仍然需要設置調(diào)節(jié)池。

生物膜工藝是處理高鹽度廢水的理想工藝，如瀑氣生物濾池工藝，接觸氧化工藝曝氣等，在處理鈣鹽含量高的廢水時，要注意填料或者濾料的選擇，在瀑氣生物濾池中要設計較大的反沖洗強度和時間。接觸氧化池的填料也宜采用空隙率較高的類型，填料的安裝要考慮到易于拆卸和沖洗，防止廢水處理過程中形成的碳酸鈣堵塞填料。含NaCl較高的廢水生物處理時,污泥灰分含量低于含CaCL2廢水,而含鹽廢水密度大,在污泥膨脹或曝氣池受到?jīng)_擊污泥解體時,菌膠團比含CaCL2廢水容易上浮流失,因此含NaCl較高的廢水生物處理最好采用生物膜法。

(3)二沉池。二沉池表面負荷應有一定的余量,主要是考慮廢水密度增加,不利于污泥沉淀,尤其是含NaCl廢水。處理水量較大時,特別是含CaCL2廢水,最好采用周邊傳動式刮泥機,以適應污泥濃度高、密度大的特點。在采用傳統(tǒng)活性污泥法處理高CaCL2廢水時,應適當加大污泥回流量,以減少廢水波動造成的沖擊,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(4)污泥脫水。由于含CaCL2廢水生物處理的剩余污泥含鈣鹽多,有利于脫水,可不用加絮凝劑。經(jīng)濃縮后的污泥濃度可大于50g/L。剩余污泥量與普通廢水處理的剩余污泥類似,設計參數(shù)可參考普通污泥脫水。

在處理鈣離子濃度高的廢水時，由于活性污泥中的無機成分高，有機物去除能力較低，較低的負荷污情況下運行，染物的去除率要高于高負荷條件下，但是延時曝氣又不太適合處理高鹽廢水，因為污泥齡長，水力停留時間長，活性污泥容易老化，絮凝性能變差，最終影響出水效果。

高含鹽廢水是指含有有機物和至少總?cè)芙夤腆wTDS(Total Dissolved Solid)的質(zhì)量分數(shù)大于等于3.5%的廢水，包括高鹽生活廢水和高鹽工業(yè)廢水。主要來源于直接利用海水的工業(yè)生產(chǎn)、生活用水和食品加工廠、化工廠及石油和天然氣的采集加工等。這些廢水中除了含有有機污染物外，還含有大量的無機鹽，如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等離子。這些高鹽、高有機物廢水，若未經(jīng)處理直接排放，勢必會對水體生物、生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水生產(chǎn)極大的危害。但常規(guī)處理方法中鹽水濃度不能過高，亟待開發(fā)處理更高濃度的高鹽廢水的工藝技術(shù)。