农村生活污水治理设施 设备

1 高盐废水的产生与处理

高盐废水指生产生活过程中产生的总含盐质量分数大于1%的废水。高盐废水中不仅含有较高浓度的Cl－、SO42－、Na+、Ca2+等无机离子，而且含有氮、磷、中低碳链物等。

高盐废水主要来源于两方面：一是工业生产过程中排放出的高含盐的废水，如纺织、印染、食品腌制、造纸、化工、农药等行业；二是海水直接应用所产生的废水，如海水用于电力、钢铁、化工、机械制造等行业的冷却所产生的废水，和沿海城市将海水用于道路和厕所冲洗、消防以及游泳等方面所产生的废水。在世界范围内，高盐废水排放量约占废水总排放量的5%，年增长率约为2%。高盐废水处理已成为废水处理的重要组成部分。

目前对于含盐废水的处理主要有电解、焚烧、膜分离、深井灌注、生物处理以及物理化学处理等方式。其中，电解法对污水的适应性较强，去除效果好，但运行费用高；焚烧法具有简便、的优势，但仅适宜处理物浓度高、热值高的高盐废水，而对低热值的高盐废水，存在焚烧前需要调整pH、添加燃料，且燃烧后需要进行尾气处理等问题；膜分离处理工艺简单、不会造成二次污染，但运行费用较高，且膜容易堵塞；深井灌注处理操作简便，但会导致土壤和地下水受到污染。生物处理法具有应用范围广、适应性强、经济性好、处理效等特点，是含盐废水处理常用的方法，但生物法大多适用于处理盐度3.5%的废水。物理化学方法可以处理高盐度的废水，但不能有效去除废水中所含有的溶解性物，因此物理化学方法通常作为生物处理法的前处理，用以规避盐度限制。

废水处理是高耗能，据统计，2011 年我国污水处理厂单位水量电耗、单位COD 削减电耗、单位耗氧污染物削减电耗平均值分别为0.293kW·h·m?3、1.594 kW·h·kg?1、1.991 kW·h·kg?1；对于包含高盐废水在内的难处理废水，其单位水量电耗、单位COD 削减电耗、单位耗氧污染物削减电耗平均值是分别高达0.471 kW·h·m?3、2.603kW·h·kg?1、3.249 kW·h·kg?1 。通常，我国每年在废水处理行业消耗的电量约占发电总量的1%。

2 微生物燃料电池处理高盐废水的研究现状

微生物燃料电池是一种利用微生物作为催化剂，氧化/还原污水中的和无机污染物，实现废水处理从耗能向产能的转化的装置。在微生物燃料电池中，阳微生物催化氧化污染物和含态氮、硫元素的污染物，同时产生H+和电子，H+和电子分别经过溶液和外电路传递到阴，在阴处电子受体与电子、H+结合，发生还原反应，完成整个氧化还原反应，同时电子不断流过外电路而产生电能。若溶液中含有较高浓度的金属离子，还可能在阴发生金属离子还原，达到回收金属的目的。

当微生物燃料电池处理高盐废水时，高浓度的阴阳离子使离子迁移速度加快，因而废水具有良好的导电性，可以显著降低MFC 内阻，有利于MFC产电。但高盐环境也会影响微生物的代谢和生长，从而影响MFC 中微生物的种群和群落结构，可能对MFC 的产电和污染物脱除效果产生不利影响。因此，盐度是影响微生物燃料电池处理高盐废水时产电和污染物脱除性能的主要因素之一。

微生物燃料电池处理高盐废水具有无能量投入、、适应性广、过程、产物清洁，且能回收废水处理中电能的特点，对解决高盐废水处理中存在的处理成本高、效率低、出水水质不稳定、存在二次污染等问题具有的潜力。应用微生物燃料电池处理高盐废水，可以回收废水中的能量，同时达到脱氮和降解物、脱硫、除磷、回收金属等效能。