含鹽廢水預(yù)處理之除有機(jī)物篇

中水回用零排放項(xiàng)目上，去除有機(jī)物的原因主要有三個(gè)：

1、降低膜的有機(jī)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(xiàng)目雜鹽的產(chǎn)量。

有機(jī)物的去除方法有很多種，如生物降解法、高級(jí)氧化法、活性炭吸附法及膜分離法等。而高級(jí)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(duì)臭氧催化氧化、活性炭吸附和膜分離三種有機(jī)物的去除方法闡明自己的個(gè)人觀點(diǎn)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(qiáng)氧化作用的羥基自由基（·OH），破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，從而對(duì)水中的有機(jī)物進(jìn)行分解和裂解。一般我們采用非均相臭氧催化劑，（點(diǎn)擊紅字相關(guān)閱讀）催化劑的類型較多，針對(duì)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(jī)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(lái)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(chǎng)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(chǎng)空氣凈化系統(tǒng)對(duì)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(huì)使用。

思考？

臭氧催化氧化工藝在中水回用項(xiàng)目上使用個(gè)人認(rèn)為要綜合考慮，如果經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化后有機(jī)物濃度能達(dá)到目前膜進(jìn)水要求的有機(jī)物濃度的經(jīng)驗(yàn)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(jì)后，其出水有機(jī)物含量還在兩三百進(jìn)膜，那這個(gè)時(shí)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(jī)污染的角度我覺(jué)得是沒(méi)有意義的，甚至經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化后水的B/C比還可能會(huì)增加，膜的微生物污染反而會(huì)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?yàn)楦呒?jí)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(lái)越高，其氧化效率會(huì)越來(lái)越低。

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

活性炭吸附法是利用活性炭龐大的空隙的吸附性能來(lái)去除水中的有機(jī)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(jī)物的分子量的大小有著密切的關(guān)系。

由于炭本身的價(jià)格較高，如果吸附飽和后就換炭，就會(huì)面臨運(yùn)行費(fèi)用高，同時(shí)換下來(lái)的炭的處置等問(wèn)題，所以一般會(huì)配套再生裝置。活性炭飽和后會(huì)自動(dòng)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(gè)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(jué)得首先也要對(duì)水中有機(jī)物的組分、機(jī)型非極性、分子量的大小也得有較為深刻的認(rèn)識(shí)才能確定該工藝的實(shí)用性。

在選擇活性炭的時(shí)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?yàn)槲降庵凳潜碚骰钚蕴课⒖讛?shù)量的一個(gè)指標(biāo)，但活性炭吸附有機(jī)物更多是利用活性炭的過(guò)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(huì)采用兩級(jí)吸附，兩級(jí)活性炭所選用的活性炭的性能應(yīng)該不同，說(shuō)直白就是活性炭的孔徑大小不一樣，有機(jī)物的去除效果會(huì)更好。

例如一種廢水經(jīng)一級(jí)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(duì)二級(jí)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?yàn)榻?jīng)過(guò)一級(jí)吸附而無(wú)法被吸附的有機(jī)物，即使通過(guò)膜濃縮后濃度增加了，但有機(jī)物的性質(zhì)是沒(méi)有變化的，采用同規(guī)格的活性炭再進(jìn)行吸附，個(gè)人認(rèn)為是沒(méi)有任何吸附作用的。

膜的有機(jī)物分離技術(shù)是一項(xiàng)新興的有機(jī)物去除技術(shù)，廢水經(jīng)分離膜攔截掉大量的有機(jī)物后進(jìn)入后續(xù)零排放處理工段，截留下來(lái)的有機(jī)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(jī)物分離，那整個(gè)廢水零排放的工藝將會(huì)被改寫(xiě)。

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(wàn)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(wàn)；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(guò)上述膜的孔徑和對(duì)應(yīng)的截留分子量的大小可以看出，膜對(duì)有機(jī)物的分離主要取決與有機(jī)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(duì)工程公司和膜廠家提出了較高的技術(shù)要求，要對(duì)每一種水種有機(jī)物組分和不同有機(jī)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(gè)領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)很廣也很成熟，那是因?yàn)樗麄兯蛛x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(lái)制作適合該物料孔徑的膜。

思考？

但水處理中的有機(jī)物就不是一個(gè)概念了，如果單純的一個(gè)行業(yè)，個(gè)人感覺(jué)還好確定，例如煤化工行業(yè)，經(jīng)過(guò)前端生化等一系列的處理后，剩下的有機(jī)物是那些，分子量多大，但工業(yè)園區(qū)的廢水了？其來(lái)水包含園區(qū)各種化工行業(yè)的排水，要確定其有機(jī)物的種類和分子量，我覺(jué)得這是有難度的。再就是如果選用該工藝，對(duì)有機(jī)物的去除率的問(wèn)題，我見(jiàn)過(guò)一些項(xiàng)目，采用了該工藝，但對(duì)有機(jī)物的截留率寫(xiě)的只有30%，這個(gè)不得不打個(gè)問(wèn)號(hào)，選用該工藝是否具有較高的經(jīng)濟(jì)性了，是否需要考慮該單元的投資成本和膜的更換費(fèi)用等問(wèn)題。

本次只介紹了上述三種有機(jī)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(guò)多介紹了，但電催化氧應(yīng)該是高鹽廢水除有機(jī)物最具有前景的一種有機(jī)物去除工藝了，目前也是大家都在研究的方向。