目前，含鹽廢水的排放帶來十分嚴(yán)重的環(huán)境污染，特別是工業(yè)含鹽有機(jī)廢水，不僅含有高濃度的鹽，還含有大量的有毒、難降解有機(jī)物，對(duì)環(huán)境危害極大。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究報(bào)道，近期發(fā)展起來的該類廢水處理方法主要有生物與物化組合工藝、電化學(xué)以及膜處理法等。根據(jù)鹽的種類和濃度不同，鹽水分離的方法有：納濾、反滲透(RO)、多效蒸發(fā)等。以某企業(yè)高含鹽有機(jī)廢水為處理對(duì)象，根據(jù)其含鹽量高、有機(jī)污染物濃度高的特點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，建立了一套三效蒸發(fā)器+MBR+RO相結(jié)合的廢水深度處理與回用系統(tǒng)。采用該組合工藝不僅能實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用和零排放，達(dá)到節(jié)能減排的要求。通過對(duì)工程運(yùn)行情況進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)了該廢水處理與回用系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。

1 項(xiàng)目情況介紹

1.1 水量水質(zhì)

某企業(yè)噴粉線排放的高濃度廢水主要包括預(yù)脫脂、主脫脂、納米陶瓷涂層廢水換槽及洗槽水、廢水做純水產(chǎn)生的RO濃水等，設(shè)計(jì)處理水量為132.4 t/d。原水水質(zhì)指標(biāo)：COD≤8 000 mg/L，SS≤200 mg/L，電導(dǎo)率≤30 000 μS/cm，pH為10～13。

經(jīng)過處理后的回用水水質(zhì)要求：COD≤10 mg/L，電導(dǎo)率≤30 μS/cm，pH為6～9。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

COD：重鉻酸鉀法;SS：重量法;pH：玻璃電極法;電導(dǎo)率：電導(dǎo)率儀法。

1.3 工藝流程

該噴粉線高濃度廢水污染物種類包括硅酸鹽、碳酸鹽、表面活性劑等，含鹽量極高，因此考慮將該廢水收集后進(jìn)行三效蒸發(fā)，冷凝液進(jìn)入MBR，通過生物代謝作用去除有機(jī)物，出水經(jīng)保安過濾器和RO系統(tǒng)進(jìn)一步深度處理后回用，為確?；赜盟|(zhì)達(dá)到回用要求，RO系統(tǒng)設(shè)置為部分產(chǎn)水回到前面，以稀釋RO進(jìn)水。三效蒸發(fā)器產(chǎn)生的少量結(jié)晶濃縮液經(jīng)離心脫水后固廢委外處置，清液循環(huán)蒸發(fā)處理。RO系統(tǒng)濃水回到膜生物反應(yīng)器處理。具體工藝流程如圖 1所示。

1.4 工藝特點(diǎn)

該組合工藝具有以下特點(diǎn)：(1)適合于高含鹽有機(jī)廢水的處理與回用。(2)系統(tǒng)運(yùn)行效率高，鹽分和有機(jī)物去除率高。(3)MBR采用外壓式過濾，可及時(shí)進(jìn)行在線或離線清洗。(4)RO 系統(tǒng)采用短流程大流量設(shè)計(jì)，能有效抵抗污染，延長(zhǎng)清洗時(shí)間。(5)系統(tǒng)流程短占地面積小。(6)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單、管理方便。

1.5 主要設(shè)備組成和工藝參數(shù)

三效蒸發(fā)器：主要由一、二、三效蒸發(fā)器，一、二、三效分離器，水環(huán)式真空泵，一、二、三強(qiáng)制循環(huán)泵，出料泵，冷凝水泵等組成。 MBR系統(tǒng)：主要由膜組件、膜機(jī)架、膜出水泵和鼓風(fēng)機(jī)、PLC 自控系統(tǒng)以及相應(yīng)清洗加藥系統(tǒng)組成。膜通量為10 L/(m2˙h);膜機(jī)架為不銹鋼材質(zhì)。 RO系統(tǒng)：主要由RO膜元件、高壓泵、加藥系統(tǒng)、保安過濾器和PLC自控系統(tǒng)等組成。

2 工程運(yùn)行結(jié)果與討論

2.1 三效蒸發(fā)器對(duì)COD和鹽分的去除

針對(duì)高鹽度有機(jī)廢水的特點(diǎn)，三效低溫減壓蒸發(fā)結(jié)晶器采用列管式循環(huán)外加熱工作原理，物理受熱時(shí)間短、蒸發(fā)速度快、濃縮比大，節(jié)能效果顯著，強(qiáng)制循環(huán)，提高溶液流速，對(duì)于黏度較大或容易結(jié)晶、結(jié)垢的物料，適應(yīng)性較好。三效低溫減壓蒸發(fā)結(jié)晶器采用強(qiáng)制循環(huán)與真空負(fù)壓(真空度0.08 MPa)蒸發(fā)方式，以確保物料在較低溫度下(65～80 ℃)沸騰蒸發(fā)，該設(shè)備具有物料受熱時(shí)間短、蒸發(fā)速度快、濃縮比大的特點(diǎn)，三效蒸發(fā)器采用三效同時(shí)蒸發(fā)，二次蒸汽得到反復(fù)使用，與普通單效蒸發(fā)器相比節(jié)約能耗約70%。

三效蒸發(fā)器對(duì)COD、鹽分去除效果如表 1所示。

表 1 三效蒸發(fā)器對(duì)COD、鹽分去除效果

由表 1可見，三效蒸發(fā)器在65～80 ℃蒸發(fā)濃縮，對(duì)大分子有機(jī)物有較高的去除效率，當(dāng)原水COD為6 230～7 985 mg/L時(shí)，出水冷凝液COD為694～888 mg/L，對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)到88.2%～90.1%，這是因?yàn)榇蟛糠钟袡C(jī)物均在濃縮液中，只有小部分低沸點(diǎn)的揮發(fā)性小分子有機(jī)物隨冷凝液流出的緣故〔1〕。三效蒸發(fā)器對(duì)鹽分也有較高的去除效率，當(dāng)原水電導(dǎo)率在25 397～29 751 μS/cm時(shí)，出水電導(dǎo)率在492～862 μS/cm。

2.2 MBR對(duì)COD的去除

MBR為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。利用沉浸于好氧生物池內(nèi)的膜組件截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥(MLSS)濃度穩(wěn)定在8 000～10 000 mg/L，有利于生化反應(yīng)的進(jìn)行。MBR能夠高效截留污泥，實(shí)現(xiàn)污泥停留時(shí)間與水力停留時(shí)間的分離，保持較高的污泥濃度，豐富污泥中微生物種類，同時(shí)截留大分子污染物，延長(zhǎng)生化作用時(shí)間，表現(xiàn)出優(yōu)良的COD去除能力〔2，3〕。

MBR對(duì)有機(jī)物的去除效果如圖 2所示。

由圖 2可見，當(dāng)進(jìn)水COD為694～888 mg/L時(shí)，出水COD為32～47 mg/L，對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)到94.3%～95.6%，這是因?yàn)槔淠褐械男》肿佑袡C(jī)物大部分屬于易生物降解的物質(zhì)。

2.3 RO系統(tǒng)對(duì)COD和鹽分的去除

RO采用反滲透抗污染膜，在上述三效蒸發(fā)器和MBR可將大部分污染物的濃度降低到可接受的范圍，RO 可進(jìn)一步提高出水水質(zhì)，脫除大部分的鹽分，以滿足生產(chǎn)工藝用水水質(zhì)要求〔4〕。

RO系統(tǒng)對(duì)COD、電導(dǎo)率去除效果如表 2所示。

表 2 RO系統(tǒng)對(duì)COD、電導(dǎo)率去除效果

由表 2可見，當(dāng)進(jìn)水COD為32～47 mg/L時(shí)，出水COD為5.8～8.7 mg/L，對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)到75.6%～86.2%，這是因?yàn)镽O系統(tǒng)對(duì)不同分子質(zhì)量的有機(jī)物去除程度是不同的，對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量在200以上的有機(jī)物可以完全去除，而相對(duì)分子質(zhì)量小于200的有機(jī)物可以去除一部分。 RO系統(tǒng)進(jìn)水電導(dǎo)率在1 539～1 752 μS/cm時(shí)，出水電導(dǎo)率在14.9～26.1 μS/cm，表明RO系統(tǒng)對(duì)離子有很好的截留作用，脫鹽效果明顯。

2.4 工程應(yīng)用情況

該廢水處理及回用設(shè)備自2011年3月正式投入實(shí)際應(yīng)用以來，各處理工藝段運(yùn)行情況如表 3所示。

表 3 各處理工藝段水質(zhì)情況

由表 3可見，出水水質(zhì)完全可以達(dá)到該企業(yè)生產(chǎn)工藝用水水質(zhì)要求，廢水回用率達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)了廢水零排放，該企業(yè)每天節(jié)省了130余t新鮮自來水，節(jié)能減排效果明顯。

3 結(jié)論

(1)三效蒸發(fā)器在真空度為0.08 MPa、溫度 65～80 ℃條件下蒸發(fā)濃縮，對(duì)大分子有機(jī)物有較高的去除效率，當(dāng)原水COD為6 230～7 985 mg/L時(shí)，出水冷凝液COD為694～888 mg/L，對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)到88.2%～90.1%。

(2)MBR對(duì)有機(jī)物的去除效率較高，當(dāng)進(jìn)水COD為694～888 mg/L時(shí)，出水COD為32～47 mg/L，對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)到94.3%～95.6%。

(3)RO系統(tǒng)對(duì)廢水中的污染物具有很強(qiáng)的截留能力，當(dāng)進(jìn)水COD為32～47 mg/L時(shí)，出水COD為5.8～8.7 mg/L，對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)到75.6%～86.2%，進(jìn)水電導(dǎo)率為1 539～1 752 μS/cm時(shí)，出水電導(dǎo)率為14.9～26.1 μS/cm。

(4) 采用三效蒸發(fā)器、MBR與RO組合工藝，對(duì)高含鹽有機(jī)廢水進(jìn)行深度處理，出水水質(zhì)可滿足企業(yè)生產(chǎn)工藝用水水質(zhì)要求，并達(dá)到零排放的目的。