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，對環(huán)境危害極大。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)研究報道，近期發(fā)展起來的該類廢水的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)廢水為處理對象，根據(jù)其含鹽量高、有機(jī)污染物濃度高的特點，結(jié)合企業(yè)實際，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現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，同時可實現(xiàn)廢水的循環(huán)利用和零排放，達(dá)到節(jié)能減排的要求。通過對工程運行情況進(jìn)行分析，評價了該廢水處理與回用系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。

1 項目情況介紹
 
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�質(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
 
該組合工藝具有以下特點：（1）適合于高含鹽有機(jī)廢水的處理與回用。（2）系統(tǒng)運行效率高，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，能有效抵抗污染，延長清洗時間。（5）系統(tǒng)流程短占地面積小。（6）系統(tǒng)自動化程度高，操作簡單、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 工程運行結(jié)果與討論
 
2.1 三效蒸發(fā)器對COD和鹽分的去除
 
針對高鹽度有機(jī)廢水的特點，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)備具有物料受熱時間短、蒸發(fā)速度快、濃縮比大的特點，三效蒸發(fā)器采用三效同時蒸發(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COD、鹽分去除效果如表 1所示。

表 1 三效蒸發(fā)器對COD、鹽分去除效果

工況	進(jìn)水COD/（mg·L -1 ）	出水COD/（mg·L -1 ）	去除率/%	進(jìn)水電導(dǎo)率/（μS·/cm -1 ）	出水電導(dǎo)率/（μS·/cm -1 ）	去除率/%
1	6230	734	88.2	28241	862	96.9
2	7985	888	88.9	26426	581	97.8
3	6939	782	88.7	25397	694	97.3
4	7060	795	88.7	29751	492	98.3
5	6995	694	90.1	28561	780	97.3
6	7664	785	90.0	26978	504	98.1

由表 1可見，三效蒸發(fā)器在65～80 ℃蒸發(fā)濃縮，對大分子有機(jī)物有較高的去除效率，當(dāng)原水COD為6 230～7 985 mg/L時，出水冷凝液COD為694～888 mg/L，對有機(jī)物的去除率達(dá)到88.2％～90.1％，這是因為大部分有機(jī)物均在濃縮液中，只有小部分低沸點的揮發(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，出水電導(dǎo)率在492～862 μS/cm。

2.2 MBR對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，實現(xiàn)污泥停留時間與水力停留時間的分離，保持較高的污泥濃度，豐富污泥中微生物種類，同時截留大分子污染物，延長生化作用時間，表現(xiàn)出優(yōu)良的COD去除能力〔2，3〕。

MBR對有機(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，出水COD為32～47 mg/L，對有機(jī)物的去除率達(dá)到94.3％～95.6％，這是因為冷凝液中的小分子有機(jī)物大部分屬于易生物降解的物質(zhì)。

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

表 2 RO系統(tǒng)對COD、電導(dǎo)率去除效果

工況	進(jìn)水COD/（mg·L -1 ）	出水COD/（mg·L -1 ）	去除率/%	進(jìn)水電導(dǎo)率/（μS·/cm -1 ）	出水電導(dǎo)率/（μS·/cm -1 ）	去除率/%
1	34	8.3	75.6	1752	24.8	98.6
2	47	8.7	81.5	1644	26.1	98.4
3	42	7.3	82.6	1732	19.2	98.9
4	35	6.2	82.3	1539	17.2	98.9
5	32	5.8	81.9	1598	14.9	99.1
6	45	6.2	86.2	1647	16.5	99

由表 2可見，當(dāng)進(jìn)水COD為32～47 mg/L時，出水COD為5.8～8.7 mg/L，對有機(jī)物的去除率達(dá)到75.6％～86.2％，這是因為RO系統(tǒng)對不同分子質(zhì)量的有機(jī)物去除程度是不同的，對于相對分子質(zhì)量在200以上的有機(jī)物可以完全去除，而相對分子質(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，出水電導(dǎo)率在14.9～26.1 μS/cm，表明RO系統(tǒng)對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月正式投入實際應(yīng)用以來，各處理工藝段運行情況如表 3所示。

表 3 各處理工藝段水質(zhì)情況

項目	COD/（mg·L -1 ）	SS/（mg·L -1 ）	電導(dǎo)率/（μS·/cm -1 ）	pH
高濃度廢水	≤8000	≤200	≤30000	10~13
三效蒸發(fā)器出水	≤1000	≤40	≤1000	7~9
MBR出水	≤50	≤5	≤2000	6~9
RO系統(tǒng)出水	≤10	≤1	≤30	6~9

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。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

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，出水冷凝液COD為694～888 mg/L，對有機(jī)物的去除率達(dá)到88.2％～90.1％。

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

（3）RO系統(tǒng)對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，出水COD為5.8～8.7 mg/L，對有機(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，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。