生物除含鹽廢水的氯離子去除率

1. 污水處理中為什麼高濃度的含鹽廢水對微生物的影響特別大

我們先來描述一個滲透壓的實驗：用一張半滲透薄膜將兩種不同濃度的鹽溶液隔開，低濃度鹽溶液的水分子就會透過半滲透薄膜進入高濃度鹽溶液，而高濃度鹽溶液的水分子也會透過半滲透薄膜進入低濃度鹽溶液，但其數量要少，故高濃度鹽溶液一側的液面會升高，當兩側液面的高差產生了足夠阻止水再流動的壓力時滲透就會停止，這時兩側液面的高差產生的壓力就是滲透壓。一般來說，鹽分濃度越高，滲透壓越大。
微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實驗是相似的。微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當於半滲透膜，在氯離子濃度小於等於2000mg/L時，細胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細胞壁和細胞質膜有一定的堅韌性和彈性，細胞壁可承受的滲透壓也不會大於5-6大氣壓。但當水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細胞失水而發生質壁分離，嚴重者微生物死亡。在日常生活中，人們用食鹽（氯化鈉）腌漬蔬菜和魚肉，滅菌防腐保存食物，就是運用了這個道理。工程經驗數據表明：當廢水中的氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當廢水中的氯離子濃度大於8000mg/L時，會造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。
不過，經過長期馴化，微生物會逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖。目前已經有人馴化出能夠適應10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是，滲透壓的原理告訴我們，已經適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，細胞液的含鹽濃度是很高的，一旦當廢水中的鹽分濃度較低或很低時，廢水中的水分子會大量滲入微生物體內，使微生物細胞發生膨脹，嚴重者破裂死亡。因此，經過長期馴化並能逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，對生化進水中的鹽分濃度要求始終保持在相當高的水平，不能忽高忽低，否則微生物將會大量死亡。 更多污水處理技術文章參考易凈水網資料庫http://www.ep360.cn/qita

2. 為什麼高濃度的含鹽廢水不能進生化系統

微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當於半滲透膜，在氯離子濃度小於等於2000mg/L時，細回胞壁可承受的滲透壓答為0.5-1.0大氣壓，即使加上細胞壁和細胞質膜有一定的堅韌性和彈性，細胞壁可承受的滲透壓也不會大於5-6大氣壓。但當水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細胞失水而發生質壁分離，嚴重者微生物死亡。
工程經驗數據表明：當廢水中的氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當廢水中的氯離子濃度大於8000mg/L時，會造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。所以高濃度的含鹽廢水不能進生化系統

3. 如何去除氯離子

隨著我國經濟的發展，一方面我國水資源的需求量在急劇增加，另一方面我國水污染情況又越來越嚴重。在這樣的水環境情況下，人們對水污染處理技術的關注程度越來越高，COD、BOD、氮、磷、重金屬等污染物的去除技術得到了極大的發展，而工業廢水中氯離子由於其不被微生物所利用，其去除技術相對較少。我國《污水綜合排放標准(GB8978-1996)》[1]中並沒對氯化物排放進行限定，大量的氯化物進入環境對環境和生物造成嚴重的危害，因此研究氯離子的去除技術對保護環境和生物都很有意義。

1氯離子的來源及危害

Cl-可與Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的離子形成氯化物。地表水中氯化物的來源有自然源和人為源兩類。自然源主要有兩種：一是水源流過含氯化物地層，導致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解於水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹來的風的影響，導致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、製革(鞣革)、化學制葯、造紙、紡織、油漆、顏料和機械製造等行業所排放的工業廢水以及人類生活所產生的生活污水，其中工業排放是最主要來源。

工業廢水中氯化物含量較高，如泡菜行業腌漬廢水氯離子濃度可達1153000mg/L[2]，如不加控制直接排入水體，將嚴重危害水環境、破壞水平衡，影響水質，對漁業生產、農業灌溉、淡水資源造成影響，嚴重時甚至會污染地下水和引用水源。比如，水中氯化物含量過高時，會腐蝕金屬管道和構築物、妨礙植物生長、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽鹼化(特別是四川地區)、使人類及生物中毒。當水中陽離子為鎂，氯化物濃度為100mg/L時，即可使人致毒。

2工業廢水氯離子去除技術

氯離子是氯最為穩定的形態，一方面，由於微生物不能利用Cl-，所以不能通過生物法來去除Cl-，並且廢水中氯離子含量會抑制微生物的生長，阻礙生物法處理廢水效率，許多研究表明，當廢水含鹽質量分數在3%以上時，廢水的生物處理效率明顯下降;另一方面，因為水中氯離子會對金屬產生腐蝕作用，因此廢水回用時必須去除過量的氯離子，達到循環水氯化物標准。目前專門為了去除氯離子使其達標排放而研發的技術是很少的，去除氯離子的目的大致有兩種：一是為了使廢水能滿足後續生物處理生物活性要求;二是為了達到廢水回用氯化物含量標准。氯離子去除原理主要有兩種：要麼被其它陰離子替代;要麼同其它陽離子一起去除。根據不同性質大體歸類為四種方式：沉澱鹽方式、分離攔截方式、離子交換方式、氧化還原方式。

2.1沉澱鹽方式

採用Ag+或Hg+等與Cl-生成沉澱，再將沉降過濾，從而去除Cl-。沉澱鹽方式主要有化學沉澱法，關於該方法研究也很多。金艷等[3]發明了處理一種氯鹼行業高氯含汞廢水的系統，由於廢水中含氯離子濃度高達50000-60000mg/L，由於配合作用，汞主要以HgCl3+與Hg-Cl2-的非汞離子形態存在，經過一系列處理後，出水汞濃度可達1.5ppb，Cl-也得到了一定的去除。

李文歆等[4]利用化學沉澱法做了專業特徵廢液中氯離子的處理的研究，氯離子去除率高達90%以上。該法具有操作簡單、污染小、去除率高等特點。

化學沉澱法由於要加入沉澱試劑，如硝酸銀、硝酸汞等，這些沉澱劑的價格往往較高，導致其工業成本很高，應用不廣泛，基本僅限於實驗室使用。如果開發價格低廉的沉澱劑，由於化學沉澱法反應過程簡單、易操作，所以還是有很大的應用前景的。

2.2分離攔截方式

主要採用蒸發濃縮、電吸附、膜過濾、溶劑萃取和復合絮凝劑絮凝等方法將Cl-分離去除。

2.2.1蒸發濃縮法

對廢水升溫，由於無機鹽類氯化物沸點高於水，最後被濃縮結晶;氯化氫沸點相對較低，同水蒸氣等易揮發物質一同被去除。從而實現了氯離子與廢水的分離。

江西理工大學材化學院科研人員[5]發明了含銨含氯廢水處理並回收利用銨和氯的方法，利用該方法使得銨鹽和氯不僅得到有效分離，還能回收利用。該法有效去除了有色金屬冶煉過程中含銨含氯廢水中氯離子，並實現了經濟與環境的統一。

泡菜生產過程主要產生的廢水類型有腌漬廢水、脫鹽廢水及脫鹽水、清洗水、沖洗水等，其中以腌漬廢水氯離子濃度可達153000mg/L，對部分量少的廢水可採用蒸發法。丁文軍等[6]採用三效濃縮設備將鹽漬水濃縮至飽和狀態，再經結晶、離心分離等工序製得食鹽並回用於泡菜腌制。

蒸發濃縮法適合於小水量高濃度的廢水，其操作簡單，效果明顯，在泡菜等行業應用較多;但對於水量較大廢水，其成本很高，相比其他處理方法不實用。

2.2.2電吸附法

電吸附技術結合了電化學理論和吸附分離技術，通過對水溶液施加靜電場作用，在電極上加上直流電壓，在兩電級表面形成雙電層，由於雙電層具有電容的特性，因而能夠進行充電和放電過程，且溶液中離子不發生化學反應。在充電過程中吸附並保存溶液中離子，在放電過程中釋放能量和離子，使雙電層再生。其目前應用也比較多。

魏鴻禮[7]做了電吸附工藝去除再生水中氯離子的研究，結果表明，含氯離子平均為307mg/L的原水，產水平均為91mg/L，氯離子平均去除率為70.4%。

電吸附法相比電解法，由於不發生化學反應，相對成本較低，且處理效果良好，而在回用水凈化中，其相對常規石灰軟化法工藝去除氯離子等鹽類效果更明顯，所以其回用水凈化中應用很廣。

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2.2.3絮凝沉澱、溶劑萃取法

絮凝沉澱主要利用絮凝劑作用氯離子，將其絮凝以至沉澱去除，如復合絮凝劑;溶劑萃取是利用萃取劑將含氯離子的化合物萃取去除。

汪巍[8]發明了一種用聚合硫酸亞鐵對含氯廢水進行絮凝沉澱的方法，該方法可把進水為500~1000mg/L含氯廢水，降低到0.4mg/L以下。雷春生等[9]發明了一種由有機酸和無機鹽復配而成的復合除氯劑，實驗表明，該法可去除99.9%以上的氯離子。

絮凝沉澱和溶劑萃取受試劑的影響，溶劑萃取僅適用於小水量情況，更多應用於實驗室;絮凝沉澱法在其成本較低的情況下，可能可應用於較大水量氯離子的去除，但目前應用並不廣泛。

2.3離子交換方式

採用離子交換劑與氯離子進行交換替代氯離子，利用該方式的方法有離子交換樹脂法、水滑石法等。值得說明的是水滑石法，由於水滑石(LDHs)的結構特點使其層間陰離子可與各種陰離子，包括無機離子、有機離子、同種離子、雜多酸離子以及配位化合物的陰離子進行交換。

胡靜等[10]也研究了焙燒鎂鋁碳酸根水滑石(CLDH)對廢水中氯離子的去除效果。實驗表明，Cl-的去除率可達97%。

水滑石法目前研究較多，其對氯離子的去除效果也較好，但多停留在實驗階段，工程應用很少。離子交換樹脂法用復床或混床，將氯離子去除，屬傳統工藝，設備投資較低，但陰離子交換樹脂容易飽和，需要再生。

2.4氧化還原方式

採用電解或電滲析、還原方式將Cl-去除。應用方法有電解、電滲析、加氧化劑等。電解是當污水通電後，電解槽的陰陽級之間產生電位差，趨使污水中陰離子向陽極移動發生氧化反應，陽離子向陰極移動發生還原反應，從而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應產物作用，轉化為無害成分被分離除去。

2.4.1電滲析法

電滲析以離子交換膜為滲析膜，以電能為動力。電滲析過程是電解和滲析擴散過程的組合。在外加直流電場作用下，陰、陽離子分別往陽極和陰極移動，由於陽離子膜理論上只允許陽離子通過，陰離子膜只允許陰離子通過，如果膜的固定電荷與離子電荷相反，則離子可以通過，反之則被排斥。由此來實現氯離子的去除。

錢學玲等[11]採用味精廢水-預處理-電滲析-厭氧-好氧工藝流程，整個工藝流程既保證了COD等的去除，又可使Cl-濃度從進水16.776g/L降至6g/L以下，從而達到了很好的綜合去除效果。

電滲析法適合處理低濃度含氯廢水，水耗和電耗較大，成本較高，其對小水量的處理還是比較實用的。

2.4.2電解、氧化劑法

電解是當污水通電後，電解槽的陰陽級之間產生電位差，趨勢污水中陰離子向陽極移動發生氧化反應，陽離子向陰極移動發生還原反應，從而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應產物作用，轉化為無害成分被分離除去;氧化劑法是通過與氯離子發生氧化還原反應將氯離子去除的方法。

李長俊等[12]採用混凝絮凝-電解法聯用技術，實驗表明，Cl-濃度能從原水的136698.2mg/L降低到54205.5mg/L，能達到較好的去除效果。

電解法去除氯離子同樣存在成本高的問題，對小水量廢水應用有較好效果，相對於電滲析法其不存在膜堵塞問題，但運行費用相對較高，一般在廢水預處理後採用。氧化劑法目前應用也較少。

3結束語

氯離子的去除技術主要有物理、化學和物理化學方法，生物法不能去除氯離子。目前工業廢水去除氯離子主要是為了實現後續廢水生物處理和達到回用水氯化物標准，單獨為了去除氯離子而實現達標排放的做法很少，這也是人們對氯離子危害不重視的一種表現。

總的來看，氯離子的去除技術多適用於小水量和中水量情況，電吸附和電滲析由於操作簡單，對較大水量可能將是氯離子去除技術的趨勢和熱點，相信未來會出現更多更經濟更環保的氯離子去除技術。

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4. 高含鹽廢水處理方法

1、馴化處理：

在鹽度小於2g/L條件下，可能通過馴化處理含鹽污水。但是馴化鹽度濃度必須逐漸提高，分階段的將系統馴化到要求鹽度水平。突然高鹽環境會造成馴化的失敗和啟動的延遲。

2、稀釋進水鹽度：

既然高鹽成為微生物的抑制和毒害劑，那麼將進水進行稀釋，使鹽度低於毒域值，生物處理就不會收到抑制。這種方法簡單，易於操作和管理；其缺點就是增加處理規模，增加基建投資，增加運行費用，浪費水資源。

3、蒸發濃縮除鹽：

在鹽度大於2g/L時，蒸發濃縮除鹽是最經濟也是最有效的可行辦法。其它的方法如培養含鹽菌等的方法都存在工業實踐難以運行的問題。

4、生物方法：

許多研究表明，生物方法可以處理高含鹽廢水。但由低鹽到高鹽，微生物有一個適應期。從淡水環境到高鹽環境時，由於鹽的變化可能引起微生物代謝途徑的改變，菌種選擇的結果使適應高鹽的菌種較少，只有當微生物經培養馴化後，才能產生適應高鹽的菌種，以耐受一定的鹽濃度。

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高含鹽廢水的生化處理：

高含鹽廢水生物處理流程的選擇高含鹽廢水生物處理流程與普通生物處理流程基本一樣,主要包括調節池、曝氣池、二沉池、污泥迴流、剩餘污泥脫水、投加營養鹽等。

（1）調節池。含鹽廢水調節池考慮的主要因素是廢水鹽濃度的變化,除生產波動周期、沖擊因素外,應重點考慮水中鹽濃度的變化和如何進行調整,如低含鹽水量的減少或過高含鹽來水的沖擊。

（2）曝氣池。根據廢水中含鹽類型不同,曝氣池選擇也應有所不同。生物處理含CaCL2較高的廢水,應採用傳統曝氣方式。鈣離子能增加活性污泥的絮體強度,高CaCL2可使污泥中灰分達到40%～50%,污泥密度增加,曝氣池中的污泥濃度可在5000mg/L以上。因此,應採用提升力較大的傳統曝氣、深井曝氣、流化床曝氣等曝氣方法。曝氣也應選用氣泡較大、提升力較強的散流曝氣器等曝氣方式。

（3）二沉池。二沉池表面負荷應有一定的餘量,主要是考慮廢水密度增加,不利於污泥沉澱,尤其是含NaCl廢水。處理水量較大時,特別是含CaCL2廢水,最好採用周邊傳動式刮泥機,以適應污泥濃度高、密度大的特點。在採用傳統活性污泥法處理高CaCL2廢水時,應適當加大污泥迴流量,以減少廢水波動造成的沖擊,提高系統的穩定性。

（4）污泥脫水。由於含CaCL2廢水生物處理的剩餘污泥含鈣鹽多,有利於脫水,可不用加絮凝劑。經濃縮後的污泥濃度可大於50g/L。剩餘污泥量與普通廢水處理的剩餘污泥類似,設計參數可參考普通污泥脫水。

5. 原水氯離子含量100mg/L，通過反滲透或者離子交換處理之後，出水氯離子含量可以降低到多少

反滲透脫鹽率為97%左右，其出水氯離子應該在5mg/L以下。建議原水氯離子含量100mg/L時還是不要直接使用離子交換處理，失效太快。

6. 高鹽分污水處理方法

高含鹽廢水處理是很多企業面臨的一個難題，依斯倍擁有相關的電滲析處理高鹽分專廢水技術，電滲析是屬電化學過程和滲析擴散過程的結合；在外加直流電場的驅動下，利用離子交換膜的選擇透過性(即陽離子可以透過陽離子交換膜，陰離子可以透過陰離子交換膜)，陰、陽離子分別向陽極和陰極移動。離子遷移過程中，若膜的固定電荷與離子的電荷相反，則離子可以通過；如果它們的電荷相同，則離子被排斥，從而實現溶液淡化、濃縮、精製或純化等目的。依斯倍環保採用均相膜EDR技術來對高鹽分廢水進行鹽分分離，項目中高鹽廢水的TDS去除率高達 80% 以上。

7. 除鹽水和低壓生產水那個氯離子含量高

除鹽水。
除鹽水氯離子含量除鹽水系統產出的除鹽水中氯離子含量在10-20mg/L，而低壓生產水氯含量≥0.3mg/L，所以除鹽水氯離子含量高。
除鹽水（desaltedwater），是指利用各種水處理工藝，除去懸浮物、膠體和無機的陽離子、陰離子等水中雜質後，所得到的成品水。除鹽水並不意味著水中鹽類被全部去除干凈，由於技術方面的原因以及制水成本上的考慮，根據不同用途，允許除鹽水含有微量雜質。

8. 高氯化物廢水如何處理

處理含鹽廢水，對於6000+的COD，建議用生物法來處理。
有三種方法
1 普通的好回氧或厭氧污泥
2 利用嗜鹽答菌
3 利用酵母菌

普通的好氧或厭氧污泥遭受含鹽廢水沖擊時，
可以通過自身的滲透壓調節機制來適應這種環境，但其適應能力有限，它們通常不能處理含鹽較高的廢水。 嗜鹽菌和耐鹽酵母菌對鹽有特殊的適應性，它們可以在高含鹽廢水中生長繁殖，並且具有較強的降解能力，因此有廣闊的應用前景，今後應加強它們在實際廢水中的研究"提高它們的處理能力。

9. 我用氧化亞銅去除廢水中的氯離子，通過實驗最終得到在溶液pH=4時，對廢水中的氯離子去除率最高，這是

根據點解平衡，電解後，隨著Cl離子越來越少，會不斷產生H離子，所以電離等式最後會在一個較酸性的條件達到基本平衡

10. 污水處理中氯離子含量多少即對微生物產生抑製作用

當廢水中的氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物的活性將受到抑制。
高濃度氯離子對廢水生物處理的毒害作用主要是通過升高的環境滲透壓而破壞微生物的細胞膜和菌體內的酶，從而破壞微生物的生理活動。如下：
1.微生物在等滲透壓下生長良好．如微生物在質量為5～8．5g／L的NaC1溶液中；
2.在低滲透壓(p(NaC1)=0．1g／L)下，溶液水分子大量滲入微生物體內，使微生物細胞發生膨脹，嚴重者破裂，導致微生物死亡；
3. 在高滲透壓,(p(NaC1)=200g／L)下，微生物體內水分子大量滲到體外（即：脫水），使細胞發生質壁分離。
4.微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當於半滲透膜，在氯離子濃度小於等於2000mg/L時，細胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細胞壁和細胞質膜有一定的堅韌性和彈性，細胞壁可承受的滲透壓也不會大於5-6大氣壓。但當水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細胞失水而發生質壁分離，嚴重者微生物死亡。工程經驗數據表明：當廢水中的氯離子濃度大於2000mg/L時，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當廢水中的氯離子濃度大於8000mg/L時，會造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。