含鹽廢水預(yù)處理之除有機物篇

中水回用零排放項目上，去除有機物的原因主要有三個：

1、降低膜的有機污染和微生物污染；

2、確保蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)產(chǎn)生的鹽的品質(zhì)；

3、減少分鹽項目雜鹽的產(chǎn)量。

有機物的去除方法有很多種，如生物降解法、高級氧化法、活性炭吸附法及膜分離法等。而高級氧化中又分為芬頓氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化、濕式氧化及復(fù)合氧化等各種氧化技術(shù)，在此我只對臭氧催化氧化、活性炭吸附和膜分離三種有機物的去除方法闡明自己的個人觀點供大家交流。

臭氧催化氧化是臭氧在催化劑的作用下分解產(chǎn)生新生態(tài)氧原子，在水中形成具有強氧化作用的羥基自由基（·OH），破壞有機物的結(jié)構(gòu)，從而對水中的有機物進(jìn)行分解和裂解。一般我們采用非均相臭氧催化劑，（點擊紅字相關(guān)閱讀）催化劑的類型較多，針對不同的水選擇合適的催化劑尤為重要。臭氧催化氧化的影響因素較多，如臭氧的投加量、水的pH、有機物的濃度和性質(zhì)、水的溫度、臭氧水濃度以及水中陰離子的種類及濃度等等。

臭氧的來源主要有以下幾種：

液氧源：將液態(tài)氧氣氣化為氣態(tài)氧氣，作為臭氧發(fā)生器的氣源；

富氧源：采用現(xiàn)場制氧系統(tǒng)（VPSA或PSA），制備純度90～93%的氧氣，作為臭氧發(fā)生器的氣源；

空氣源：采用現(xiàn)場空氣凈化系統(tǒng)對空氣進(jìn)行處理，獲得潔凈干燥的空氣作為臭氧發(fā)生器的氣源。

空氣源臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧的濃度在20～30mg/L之間，相比氧氣源120～150mg/L的濃度太低，因此在臭氧催化氧化工藝中基本不會使用。

思考？

臭氧催化氧化工藝在中水回用項目上使用個人認(rèn)為要綜合考慮，如果經(jīng)過高級氧化后有機物濃度能達(dá)到目前膜進(jìn)水要求的有機物濃度的經(jīng)驗值，這是一種情況；另一種情況是臭氧催化氧化的去除率按照30%～50%考慮設(shè)計后，其出水有機物含量還在兩三百進(jìn)膜，那這個時候膜前端的臭氧催化氧化工藝是否有意義？

如果站在膜的有機污染的角度我覺得是沒有意義的，甚至經(jīng)過高級氧化后水的B/C比還可能會增加，膜的微生物污染反而會增加；但如果站在后端蒸發(fā)結(jié)晶的副產(chǎn)品鹽的品質(zhì)的角度看，又是有意義的，因為高級氧化工藝越往工藝流程的后端設(shè)置，由于水的鹽含量越來越高，其氧化效率會越來越低。

這樣會造成有機物的富集，有機物在濃水中富集一是會影響鹽的品質(zhì)，二是會增加雜鹽的產(chǎn)量，增加危廢的處置費用，所以不同的項目要綜合考慮并結(jié)合工程經(jīng)驗。

活性炭吸附法是利用活性炭龐大的空隙的吸附性能來去除水中的有機物，但其吸附性能也與炭本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及水中有機物的分子量的大小有著密切的關(guān)系。

由于炭本身的價格較高，如果吸附飽和后就換炭，就會面臨運行費用高，同時換下來的炭的處置等問題，所以一般會配套再生裝置。活性炭飽和后會自動被送入再生系統(tǒng)，在高溫環(huán)境下進(jìn)行再生，再生系統(tǒng)分干燥區(qū)（溫度100～300℃）、碳化區(qū)（400～600℃）和再生活化區(qū)（800～1000℃）三個步驟，經(jīng)再生后的活性炭被再次送入吸附塔進(jìn)行循環(huán)利用。再生尾氣經(jīng)廢氣處理裝置處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)行有組織排放。

思考？

該工藝的選擇我覺得首先也要對水中有機物的組分、機型非極性、分子量的大小也得有較為深刻的認(rèn)識才能確定該工藝的實用性。

在選擇活性炭的時候不能一味的看活性炭的吸附碘值，還應(yīng)關(guān)注活性炭的亞甲基藍(lán)指標(biāo)，因為吸附碘值是表征活性炭微孔數(shù)量的一個指標(biāo)，但活性炭吸附有機物更多是利用活性炭的過度孔（2～50nm），而亞甲基藍(lán)才是表征活性炭大孔數(shù)量的指標(biāo)。再就是一般吸附會采用兩級吸附，兩級活性炭所選用的活性炭的性能應(yīng)該不同，說直白就是活性炭的孔徑大小不一樣，有機物的去除效果會更好。

例如一種廢水經(jīng)一級活性炭吸附后COD不在下降，進(jìn)入后續(xù)膜濃縮單元濃縮后，如果再采用活性炭吸附，那需要對二級吸附所采用的活性炭進(jìn)行很好的選擇，而不是一味的采用一種活性炭再次進(jìn)行吸附，因為經(jīng)過一級吸附而無法被吸附的有機物，即使通過膜濃縮后濃度增加了，但有機物的性質(zhì)是沒有變化的，采用同規(guī)格的活性炭再進(jìn)行吸附，個人認(rèn)為是沒有任何吸附作用的。

膜的有機物分離技術(shù)是一項新興的有機物去除技術(shù)，廢水經(jīng)分離膜攔截掉大量的有機物后進(jìn)入后續(xù)零排放處理工段，截留下來的有機物可進(jìn)入前端生化系統(tǒng)或者雜鹽干燥單元直接進(jìn)行干燥。該技術(shù)如果廣泛的應(yīng)用于水處理有機物分離，那整個廢水零排放的工藝將會被改寫。

根據(jù)分離膜的孔徑的大小及分離物質(zhì)的差別，膜分離技術(shù)可分為微濾、超濾、納濾和反滲透。微濾膜孔徑在0.05～2μm之間，可截留分子量為20～100萬的物質(zhì)；超濾膜孔徑在0.0015～0.1μm之間，可截留分子量范圍為1000～50萬；納濾膜孔徑在1～2nm之間，截留分子量范圍為150～1000之間；反滲透膜孔徑小于1nm，截留分子量小于200。

通過上述膜的孔徑和對應(yīng)的截留分子量的大小可以看出，膜對有機物的分離主要取決與有機物分子量的大小和選擇合適大小孔徑的膜，因此該技術(shù)就對工程公司和膜廠家提出了較高的技術(shù)要求，要對每一種水種有機物組分和不同有機物分子量的大小有大量的工程數(shù)據(jù)，這樣才能確保該工藝的可行性。物料分離膜在各個領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)很廣也很成熟，那是因為他們所分離的物料是確定的，即所有攔截的物質(zhì)的分子量是確定的，因此可以根據(jù)特定的物料來制作適合該物料孔徑的膜。

思考？

但水處理中的有機物就不是一個概念了，如果單純的一個行業(yè)，個人感覺還好確定，例如煤化工行業(yè)，經(jīng)過前端生化等一系列的處理后，剩下的有機物是那些，分子量多大，但工業(yè)園區(qū)的廢水了？其來水包含園區(qū)各種化工行業(yè)的排水，要確定其有機物的種類和分子量，我覺得這是有難度的。再就是如果選用該工藝，對有機物的去除率的問題，我見過一些項目，采用了該工藝，但對有機物的截留率寫的只有30%，這個不得不打個問號，選用該工藝是否具有較高的經(jīng)濟性了，是否需要考慮該單元的投資成本和膜的更換費用等問題。

本次只介紹了上述三種有機物的去除工藝，像芬頓氧化、電催化氧化、濕式氧化等就不做過多介紹了，但電催化氧應(yīng)該是高鹽廢水除有機物最具有前景的一種有機物去除工藝了，目前也是大家都在研究的方向。