目前，含鹽廢水的排放帶來十分嚴重的環境污染，特別是工業含鹽有機廢水，不僅含有高濃度的鹽，還含有大量的有毒、難降解有機物，對環境危害極大。根據國內外有關研究報道，近期發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、電化學以及膜處理法等。根據鹽的種類和濃度不同，鹽水分離的方法有：納濾、反滲透（RO）、多效蒸發等。以某企業高含鹽有機廢水為處理對象，根據其含鹽量高、有機污染物濃度高的特點，結合企業實際，建立了一套三效蒸發器＋MBR＋RO相結合的廢水深度處理與回用系統。采用該組合工藝不僅能實現廢水達標排放，同時可實現廢水的循環利用和零排放，達到節能減排的要求。通過對工程運行情況進行分析，評價了該廢水處理與回用系統的有效性和穩定性。
1 項目情況介紹
1.1 水量水質
某企業噴粉線排放的高濃度廢水主要包括預脫脂、主脫脂、納米陶瓷涂層廢水換槽及洗槽水、廢水做純水產生的RO濃水等，設計處理水量為132.4 t/d。原水水質指標：COD≤8 000 mg/L，SS≤200 mg/L，電導率≤30 000 μS/cm，pH為10～13。
經過處理后的回用水水質要求：COD≤10 mg/L，電導率≤30 μS/cm，pH為6～9。
1.2 測定指標與方法
COD：重鉻酸鉀法；SS：重量法；pH：玻璃電極法；電導率：電導率儀法。
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行三效蒸發，冷凝液進入MBR，通過生物代謝作用去除有機物，出水經保安過濾器和RO系統進一步深度處理后回用，為確保回用水質達到回用要求，RO系統設置為部分產水回到前面，以稀釋RO進水。三效蒸發器產生的少量結晶濃縮液經離心脫水后固廢委外處置，清液循環蒸發處理。RO系統濃水回到膜生物反應器處理。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）適合于高含鹽有機廢水的處理與回用。（2）系統運行效率高，鹽分和有機物去除率高。（3）MBR采用外壓式過濾，可及時進行在線或離線清洗。（4）RO 系統采用短流程大流量設計，能有效抵抗污染，延長清洗時間。（5）系統流程短占地面積小。（6）系統自動化程度高，操作簡單、管理方便。
1.5 主要設備組成和工藝參數
三效蒸發器：主要由一、二、三效蒸發器，一、二、三效分離器，水環式真空泵，一、二、三強制循環泵，出料泵，冷凝水泵等組成。 MBR系統：主要由膜組件、膜機架、膜出水泵和鼓風機、PLC 自控系統以及相應清洗加藥系統組成。膜通量為10 L/（m2·h）；膜機架為不銹鋼材質。 RO系統：主要由RO膜元件、高壓泵、加藥系統、保安過濾器和PLC自控系統等組成。
2 工程運行結果與討論
2.1 三效蒸發器對COD和鹽分的去除
針對高鹽度有機廢水的特點，三效低溫減壓蒸發結晶器采用列管式循環外加熱工作原理，物理受熱時間短、蒸發速度快、濃縮比大，節能效果顯著，強制循環，提高溶液流速，對于黏度較大或容易結晶、結垢的物料，適應性較好。三效低溫減壓蒸發結晶器采用強制循環與真空負壓（真空度0.08 MPa）蒸發方式，以確保物料在較低溫度下（65～80 ℃）沸騰蒸發，該設備具有物料受熱時間短、蒸發速度快、濃縮比大的特點，三效蒸發器采用三效同時蒸發，二次蒸汽得到反復使用，與普通單效蒸發器相比節約能耗約70％。
三效蒸發器對COD、鹽分去除效果如表 1所示。
表 1 三效蒸發器對COD、鹽分去除效果| 工況 | 進水COD/（mg·L -1 ） | 出水COD/（mg·L -1 ） | 去除率/% | 進水電導率/（μS·/cm -1 ） | 出水電導率/（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，三效蒸發器在65～80 ℃蒸發濃縮，對大分子有機物有較高的去除效率，當原水COD為6 230～7 985 mg/L時，出水冷凝液COD為694～888 mg/L，對有機物的去除率達到88.2％～90.1％，這是因為大部分有機物均在濃縮液中，只有小部分低沸點的揮發性小分子有機物隨冷凝液流出的緣故〔1〕。三效蒸發器對鹽分也有較高的去除效率，當原水電導率在25 397～29 751 μS/cm時，出水電導率在492～862 μS/cm。
2.2 MBR對COD的去除
MBR為膜分離技術與生物處理技術有機結合的新型態廢水處理系統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。利用沉浸于好氧生物池內的膜組件截留槽內的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器系統內活性污泥（MLSS）濃度穩定在8 000～10 000 mg/L，有利于生化反應的進行。MBR能夠高效截留污泥，實現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，表現出優良的COD去除能力〔2，3〕。
MBR對有機物的去除效果如圖 2所示。
由圖 2可見，當進水COD為694～888 mg/L時，出水COD為32～47 mg/L，對有機物的去除率達到94.3％～95.6％，這是因為冷凝液中的小分子有機物大部分屬于易生物降解的物質。
2.3 RO系統對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 可進一步提高出水水質，脫除大部分的鹽分，以滿足生產工藝用水水質要求〔4〕。
RO系統對COD、電導率去除效果如表 2所示。
表 2 RO系統對COD、電導率去除效果| 工況 | 進水COD/（mg·L -1 ） | 出水COD/（mg·L -1 ） | 去除率/% | 進水電導率/（μS·/cm -1 ） | 出水電導率/（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，當進水COD為32～47 mg/L時，出水COD為5.8～8.7 mg/L，對有機物的去除率達到75.6％～86.2％，這是因為RO系統對不同分子質量的有機物去除程度是不同的，對于相對分子質量在200以上的有機物可以完全去除，而相對分子質量小于200的有機物可以去除一部分。 RO系統進水電導率在1 539～1 752 μS/cm時，出水電導率在14.9～26.1 μS/cm，表明RO系統對離子有很好的截留作用，脫鹽效果明顯。
2.4 工程應用情況
該廢水處理及回用設備自2011年3月正式投入實際應用以來，各處理工藝段運行情況如表 3所示。
| 項目 | COD/（mg·L -1 ） | SS/（mg·L -1 ） | 電導率/（μS·/cm -1 ） | pH |
| 高濃度廢水 | ≤8000 | ≤200 | ≤30000 | 10~13 |
| 三效蒸發器出水 | ≤1000 | ≤40 | ≤1000 | 7~9 |
| MBR出水 | ≤50 | ≤5 | ≤2000 | 6~9 |
| RO系統出水 | ≤10 | ≤1 | ≤30 | 6~9 |
由表 3可見，出水水質完全可以達到該企業生產工藝用水水質要求，廢水回用率達到100％，實現了廢水零排放，該企業每天節省了130余t新鮮自來水，節能減排效果明顯。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。
3 結論
（1）三效蒸發器在真空度為0.08 MPa、溫度 65～80 ℃條件下蒸發濃縮，對大分子有機物有較高的去除效率，當原水COD為6 230～7 985 mg/L時，出水冷凝液COD為694～888 mg/L，對有機物的去除率達到88.2％～90.1％。
（2）MBR對有機物的去除效率較高，當進水COD為694～888 mg/L時，出水COD為32～47 mg/L，對有機物的去除率達到94.3％～95.6％。
（3）RO系統對廢水中的污染物具有很強的截留能力，當進水COD為32～47 mg/L時，出水COD為5.8～8.7 mg/L，對有機物的去除率達到75.6％～86.2％，進水電導率為1 539～1 752 μS/cm時，出水電導率為14.9～26.1 μS/cm。
（4） 采用三效蒸發器、MBR與RO組合工藝，對高含鹽有機廢水進行深度處理，出水水質可滿足企業生產工藝用水水質要求，并達到零排放的目的。
