污水处理技术工艺

高盐废水生态处理技术研究进展及展望

针对高盐废水,从生产方式、危害、研究现状等方面对高盐废水的传统处理技术和生态处理技术进行了比较分析,阐述了高盐废水的研究现状。本文分析了国内外研究的不足之处,并提出了相应的新的生态处理技术。

高盐废水是指总溶解固体(TDS)和有机物浓度不低于3.5%的废水。该废水含有有机污染物和可溶性无机盐(含Ca~(2+)和Cl~-、SO_2-4、Na~(2+)等无机盐),在生化处理中已达到极限。

高盐废水产生的无机物和有机物的化学性质因来源不同而有很大差异。目前,国内外传统的高盐废水处理方法主要有物理化学法、生物法和人工湿地处理法。由于污水的来源和含盐量不同,处理工艺和处理效果也不尽相同。

生态处理技术是由水、植物、土壤、微生物和阳光组成的污水自然净化系统。与传统的污水处理相比,它具有成本低、能耗低、几乎没有再生污染等优点。已应用于各种高含盐废水的处理。

1处高盐废水的来源和危害

1.1直接使用海水排放的废水

海水直接取代生活和工业用水中的淡水。广泛应用于钢铁、电力、纺织、食品、化工等行业。日本沿海公司使用的工业用水约有50%是海水,而美国工业用水中大约有20%是海水。海水取代城市生活用水,用于清洁厕所和道路、游泳、娱乐和消防。

目前,本港有76%的市民使用海水冲厕,约占本港每日平均用水量的18%。养殖废水中含有鱼粪和饲料中的固体废物和药物残渣,使池底有机物积累,营养物质(如磷酸盐、硝酸盐等)富集。在水体里。

如果直接排放到海水等其他水域,会导致水环境恶化,造成大面积水质恶化。大型船舶生产活动产生的污水、污水减量化生产过程中产生的污水、船舶压载水均为高盐废水。

1.2工业废水

在食品加工中,由于使用干盐或盐液,产生了大量的含盐废水。

在鱼类产品的生产和加工过程中,伴随着卸货过程的海水是最初的主要污染源,在后处理过程中会产生大量的盐类和有机物。制革工业也产生大量废水。鞣制过程需要加盐并产生大量的废水,如动物皮肤浸渍液中氯化钠含量高达80g/L。

石油工业的生产也产生了大量的废水。原油主要含有脂肪族、脂肪环等复杂的混合物。在精炼过程中需要添加破乳剂。在倾倒乳化液和水油过程中产生的高盐度废水是淡水的三倍多。

1.3其他含盐废水

除了上述污染源外,有机肥料中的有机污染物和农业生产中的农药废水,以及一些有机盐的污染,也可能导致水体富营养化和生物的生态毒性。

1.4高盐废水的危害

高盐废水成分复杂,污染物含量高。如果不经过深度处理直接排放,会对水环境和周围土壤造成严重污染。高盐废水进入污水处理系统后,会对废水的综合处理效果产生一定的影响,从而降低系统中微生物的多样性,降低有机物的可降解性,从而降低N、P和COD的去除率。

当盐浓度超过5g/l时,就很难去磷化,需要用化学方法来处理去磷化。

原生动物可以掠夺微生物,降低污水的浊度,导致废水中原生动物的缺乏,从而影响出水的浊度。湿地生态系统中的高盐度废水会影响水体中植物的正常代谢、光合作用和呼吸作用,抑制植物生长,导致光合作用和叶绿素含量下降。

此外,当未经处理的高盐废水进入地下水时,地下水的硬度会增加,严重危害人们的日常生活和身体健康。长期饮用高盐水会损害牙齿和人体健康,甚至会导致肾结石、胆结石等疾病。因此,高盐废水对人们生活的危害不容忽视。

2高盐废水研究现状

2.1物理化学法处理高盐废水

高盐废水的物化处理主要包括蒸发、电化学、膜分离和离子交换技术。

蒸发法的原理是从液体转化为气体,利用产生的热能使液体蒸发,最后回收冷却的水蒸气法。该方法的优点是获得的淡水水质较好。

目前,随着蒸发法海水淡化技术的发展和发展,海水淡化技术在工业生产中得到了广泛的应用。多效蒸馏是20世纪中叶一项重要的海水淡化技术。该工艺虽然成熟稳定,但存在能耗高、设备易腐蚀结垢等问题。

20世纪70年代后期,以色列发展了低温多效蒸馏技术,有效地缓解了多效蒸馏方法的缺陷。多效蒸馏法可以获得大量的水,但高效率也是单位水生产的成本和投资成本。郭卫平研究表明,对于组成复杂、污染强的污染物,郭卫平的研究表明,高效率也代表着单位水的生产成本较高,投资成本较高。不适用于膜法脱盐。

电化学直接氧化法是通过反应过程中的污染物直接将电子转移到电极,通过阳极的高电位氧化和降解废水中的有机污染物和无机污染物。在氧化过程中,由于污染物的不同,氧化程度不同。

国外一些研究人员利用石墨作为实验电极材料,采用电化学方法处理高盐废水。讨论了电化学氧化参数(盐浓度、电流密度、时间、酸碱度等)对有机物去除的影响。处理后的废水用于制革工艺。结果表明,电化学氧化法可用于高盐废水的处理。

膜分离技术包括反渗透膜技术、电渗析膜技术、超滤膜技术和微滤膜技术。由于膜技术和设备的特殊性,通常需要对废水进行预处理。为防止膜系统的正常运行,尽量避免膜孔堵塞和膜表面损坏等问题。

赵则龙采用电渗析技术,实现了含3-氯烯丙醇、氯化钠、碳酸氢钠等无机盐废水中3-氯烯丙醇的回收利用,同时对工艺进行了优化,以满足进水质要求。能满足国家对含盐废水和处理后废水的回收利用要求。

2.2高盐废水的生物处理

高盐废水的生物处理主要包括:嗜盐菌培养、SBR法、活性污泥法、生物膜法和厌氧处理系统等。微生物的生长需要一系列盐度来维持膜平衡,维持细胞渗透压,促进酶促反应,但过高的盐度会抑制微生物的生长。

近年来,有学者指出,耐盐微生物在高盐度环境中能够存活,为处理含盐废水提供了新的研究方向。

张培玉等从高盐废水污泥中分离出异养硝化细菌ga2。通过观察该菌株的形态和生化现象,发现该菌株能同时实现硝化和反硝化,并能独立完成。所有生物脱氮过程。

在移动床生物膜反应器(MBBR)中接种SEM复合耐盐菌剂李坤。研究了5%≤、10%盐度与悬浮包装膜的关系。结果表明,盐度和无机盐种类影响成膜时间和成膜效果。

李玲玲等研究表明,当活性污泥未驯化时,在高盐度水平下对微生物的活性有很大影响,驯化后活性污泥的耐盐性明显提高。适合于低盐度的活性污泥在高盐度条件下仍具有较高的活性。

根据化学生产废水,培育了朱永强等特殊耐盐菌株。实验表明,该菌株可以在盐度为30 g / L的废水中存活,处理后的废水达到排放标准。

从蔬菜腌制废水(含盐量7.2%)中分离到耐盐微生物木糖葡萄球菌。采用序批式反应器合成了氯化钠浓度为0.5%~3%的耐盐废水。在单活性污泥、活性污泥和耐盐菌三种模式下,以1:1的比例进行了比较试验。

结果表明,当盐含量为1<时,脱鳕鱼率可达到80~90<lunk;gt;。当盐含量为2<时,耐盐细菌和活性污泥的杀鳕鱼效率和耐盐细菌的杀鳕鱼效率均能达到91;lt;unk;GT;和93.4&lunk;gt;,而鳕鱼的还原效率只能在活性污泥单独使用的情况下使用。当盐度为3的时候,抗盐细菌、活性污泥和抗盐细菌的混合细菌对鳕鱼的去除率可达到93;分别使用臭气和臭气和臭气,只有实际的耐盐细菌来处理实际的盐渍化蔬菜废水,盐度为7.2。去除鳕鱼的速率可达88吨。

李彬膜生物反应器处理高盐废水的结果表明,污泥中无机成分含量增加,絮体更加致密,沉降性能变好,膜表面污染物主要成分为蛋白质、糖和腐殖酸。

Morsyleide等人采用浸没式好氧生物滤池对盐度为50g/L的废水硝化过程中的生物膜生长及其控制参数进行了观察,结果表明,在无盐的情况下,氨氮的去除率可达94%,但在有盐的情况下,盐的存在严重影响了生物膜的活性。

采用张延青等方法,通过A-≤-0工艺,研究了城市污水直接利用对污水处理厂生物处理系统的影响。实践证明,当海水含盐量过高时,生物处理系统受到高盐度水平的严重限制,生物活性很难恢复到正常水平,氨氮和COD的去除效率明显降低。出水水质不能满足国家对城市污水处理厂二级出水水质的要求。

2.3人工湿地处理高盐废水

人工湿地是人工设计的污水处理技术,用于污水处理。水、土壤、植物和微生物的生态系统。在物理、化学和生物学的协同作用下,污水的有效处理得到满足。

Sansanayuth等人研究了潜流人工湿地对虾废水的净化能力。试验结果表明,采用耐盐植物的湿地系统对BOD的净化能力可达91%,明显高于普通湿地。

Nitisoravut等人研究了人工湿地种植香蒲后BOD去除率的抑盐系数。国内学者研究了海水盐度对人工湿地废水净化效果的影响。结果表明,当海水比例小于40%时,人工湿地的污水净化效率几乎不受盐度的影响。

刘佳宁[35]同时应用厌氧氨氧化细菌和盐生植物处理人工湿地中的含盐废水,取得了良好的实验效果,不仅提高了湿地的净化能力,而且节约了成本,增加了湿地的增加。价值和经济效率的使用具有重要的业务意义。

三。高含盐废水研究中存在的问题

由于废水来源和含盐量的不同,处理工艺和处理结果不尽相同。使用物理化学方法处理高盐度废水,这种方法一般面临较高的经费,例如在蒸发技术的过程中一般需要大量的能量。然而,在后期单独使用离子交换技术需要较高的再生资金成本,容易产生废水的二次污染。

例如,对水质要求较高的反渗透技术,需要进行复杂的预处理技术。在此过程中,反渗透膜在受到污染后需要用昂贵的化学物质进行清洗,从而导致处理成本的增加。因此,物理化学方法在处理高盐废水中的应用受到一定的限制。

微生物处理高盐废水可以满足低成本、无污染的要求。然而,盐度和高盐度的大幅度变化会在一定程度上抑制未驯化的微生物,破坏代谢功能,从而削弱微生物的降解能力,显著降低高盐废水中有机物和氮的去除效率。结果表明,微生物的絮凝效果明显恶化。

在高盐驯化后添加微生物后,适当浓度的盐浓度可以在一定程度上增加污泥的絮凝,并且该过程不会降低处理废水中有机物的效率和脱氮效率,可以在一定程度上改善污泥。絮凝。

宋晶等研究发现,污泥驯化的嗜盐菌具有很高的活性,说明在高含盐废水处理中分离筛选嗜盐菌的技术是可行的。在湿地处理系统中,高盐度的土壤和水可以抑制普通植物的生长,影响植物根系的吸水,过量的钠离子和氯离子可以抑制其他微量元素的吸收,影响植物酶的特性,抑制叶绿素的合成,影响光合作用等。

研究发现盐生植物在盐浓度超过70mmol/l时仍能正常生长,为人工湿地技术处理高盐度废水提供了新的理论依据。

4。生态处理技术与传统处理技术的比较

生态处理技术是由水、植物、土壤、微生物和阳光组成的天然污水净化系统。与传统的污水处理相比,它具有成本低、能耗低、几乎没有可再生污染等优点。

如今,人工湿地广泛用于废水的二级和三级处理,投资少,运行成本低,美观,污染物去除效率高。

生物反硝化是一种硝化反硝化过程。

环境几乎没有二次污染。研究了"王淑莹"在不同盐度水平下对反硝化和硝化的影响,分别为5、7.5和10克/纳克。

结果表明,反硝化细菌的耐盐性强于硝化细菌。盐度越高,活性污泥的比脱氮速率越低。在NaCl浓度为5g/L和7.5g/L时,比反硝化速率先增大后趋于稳定。10g/LNaCl的盐度比反硝化速率趋于稳定。在特殊废水处理中引入特殊微生物可以有效地提高废水处理效率。

例如,耐盐菌在海上油污治理过程中的优势非常明显,天然菌株分解油污至少需要一年时间,经过几个小时的分解,耐盐菌才能完成油污的治理。处理费用低,二次污染少。

人工湿地因其能有效去除氮磷污染物、抗污染、维护管理费用低等优点,已被应用于各种高盐废水的深度处理。结果表明,经城市污水处理厂处理的中水含盐量为5~7g·L-1,含盐量较高。人工湿地可去除再生水中约30%的有机污染物。滨海高盐区微咸水含盐量为4~8g·L-1,人工湿地对总氮和总磷的最大去除率分别为50%和37%。

同时,研究表明,人工湿地还可以有效去除水产养殖高盐度废水中的氮、磷。Sheng等人。建立了以水稻新品种为湿地植物的表面流人工湿地。结果表明,人工湿地可以去除被营养物质污染的河水中约三分之一的氮。

5结语

污水生态处理技术是以土地处理系统为基础的,是污水土地处理系统的进一步发展。利用土壤基质的净化作用,在废水处理中必须特别注意植物微生物共存体系。处理环境与基质的关系,优化和调节生态因子。

植物的根可以为土壤中的微生物提供栖息地,并能吸收、利用和吸附富集的重金属等有害物质。因此,盐生植物与耐盐微生物在高盐度环境中共存具有重要的意义和广阔的应用前景,具有实际应用和理论研究的意义。

高盐废水生态处理技术研究进展及展望

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