高有机物、高无机盐废水（以下简称 “高盐高 COD 废水”）是工业废水处理中的典型难题，其核心特征为COD（化学需氧量）浓度高（通常＞3000mg/L）、无机盐含量高（如 NaCl、Na₂SO₄等，质量分数多＞3%） ，部分废水还伴随难降解有机物（如杂环化合物、长链烷烃）、毒性物质（如重金属、酚类），广泛来源于化工、制药、食品加工（酱油、腌制品）、煤化工、石油开采等行业。 此类废水处理的核心难点在于：高盐环境会抑制微生物活性（多数微生物耐受盐度＜2%） ，且有机物与无机盐的协同去除存在矛盾（如膜分离易受有机物污染，生化处理难耐受高盐）。因此，需采用 “预处理 + 核心处理（有机物降解 / 盐分去除）+ 深度处理” 的组合工艺，结合废水水质特性（COD 浓度、盐度、可降解性）和出水要求（达标排放 / 回用）灵活设计。
处理目标：根据排放标准（如《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002、行业专用标准）或回用要求，通常需实现：
COD≤50mg/L（排放）或≤30mg/L（回用）；盐分≤1000mg/L（排放）或≤500mg/L（回用）；悬浮物（SS）≤10mg/L，无毒性物质。
工艺体系 高盐高 COD 废水的处理需分 “预处理→核心处理→深度处理” 三阶段，各阶段工艺需根据废水特性协同匹配，主要成分 “先降 COD 后除盐”， “先除盐后降 COD” 两大技术路线。
阶段 1：预处理 —— 去除干扰物，优化后续工艺条件
预处理的核心目标是去除悬浮物、胶体、毒性物质，调节水质（pH、温度），降低后续工艺负荷，避免设备堵塞或微生物抑制。常用工艺如下：
预处理工艺 | 作用原理 | 适用场景 | 处理效果 |
格栅 + 沉砂池 | 物理截留：去除粒径＞1mm 的悬浮物（如残渣、颗粒） | 所有高盐高 COD 废水，作为前端第一道工序 | SS 去除率＞80%，避免后续设备堵塞 |
调节池（带搅拌） | 水质均化：混合不同时段废水，稳定 COD、盐度、pH | 废水水质波动大（如间歇排放的制药废水） | 水质波动幅度降低至 ±10% 以内 |
混凝沉淀 / 气浮 | 化学混凝：投加 PAC（聚合氯化铝）、PAM（聚丙烯酰胺），形成絮体沉淀 / 气浮 | 含大量胶体（如食品废水的蛋白质胶体） | SS 去除率＞90%，COD 去除率 10%~20% |
中和调节 | 酸碱中和：投加 H₂SO₄或 NaOH，调节 pH 至 6~8 | pH 偏极端的废水（如煤化工废水 pH=12，制药废水 pH=2） | pH 稳定在 6.5~7.5，避免腐蚀膜或抑制微生物 |
毒性物质去除 | 化学氧化（如投加次氯酸钠去除酚类）、螯合沉淀（如投加 EDTA 去除重金属） | 含酚、重金属（如 Cu²⁺、Cr⁶⁺）的废水 | 酚类去除率＞95%，重金属＜0.1mg/L |
阶段 2：核心处理 —— 降解有机物（COD）或去除盐分
核心处理是工艺的关键，需根据 “盐度高低” 和 “COD 可降解性” 选择路线，两大路线的适用场景与工艺组合如下：
路线 1：先降 COD 后除盐（适用：盐度＜5%，COD 可降解（B/C＞0.3））
当盐度较低（＜5%）时，可通过驯化耐盐微生物或采用抗盐生化工艺先降解 COD，降低有机物浓度后，再用膜分离或蒸发工艺除盐（避免有机物污染膜组件）。
1.1 有机物降解（COD 去除）—— 耐盐生化工艺为主
高盐环境下，普通活性污泥法（耐盐＜2%）失效，需采用耐盐生化工艺，核心是利用 “嗜盐微生物”（可耐受盐度 3%~10%）或 “生物膜法”（微生物附着在载体上，抗冲击能力强）。
耐盐生化工艺 | 工艺原理 | 适用场景 | COD 去除率 | 优点 | 缺点 |
耐盐活性污泥法（SBR/CASS/A²/O） | 驯化嗜盐菌（如 Halomonas 属、Bacillus 属），通过好氧呼吸降解 COD；A²/O 还可脱氮除磷 | 盐度 3%~5%、COD 5000~20000mg/L（如食品废水） | 好氧段 COD 去除率＞80%；A²/O 总 COD 去除率＞90% | 运行成本低（无药剂 / 膜耗材），处理量大 | 驯化周期长（1~2 个月），盐度波动易失活 |
生物接触氧化法 | 微生物附着在填料（如弹性填料、火山岩）表面，形成生物膜，高盐环境下不易流失 | 盐度 4%~6%、含少量难降解有机物（如化工废水） | COD 去除率＞85% | 抗冲击能力强，污泥产量少 | 填料易堵塞，需定期反冲洗 |
厌氧 - 好氧组合（UASB + 耐盐好氧） | 先通过 UASB（上流式厌氧污泥床）将高 COD（＞20000mg/L）降解为小分子有机物（如 VFA），再进好氧段深度处理 | 高 COD（＞20000mg/L）、盐度 3%~5%（如煤化工废水） | 总 COD 去除率＞95%（UASB 降 60%~70%，好氧降 80%~90%） | 能耗低（厌氧无需曝气），处理高 COD 效率高 | 厌氧启动周期长（2~3 个月），需控制温度（中温 35℃左右） |
1.2 盐分去除 —— 膜分离或蒸发工艺
COD 降至＜1000mg/L 后，采用除盐工艺去除无机盐，常用技术对比如下：
除盐工艺 | 工艺原理 | 适用场景 | 盐分去除率 | 优点 | 缺点 |
反渗透（RO） | 利用半透膜，在压力驱动下截留盐分（离子），透过淡水 | 盐度＜8%、COD＜500mg/L（避免膜污染） | 盐分去除率＞99%，出水盐分＜500mg/L | 能耗低（比蒸发低 60%~70%），出水水质好 | 膜易污染（需预处理至 SS＜1mg/L），浓水需进一步处理 |
纳滤（NF） | 截留二价盐（如 SO₄²⁻），部分截留一价盐（如 Cl⁻），同时去除少量 COD | 需去除二价盐、COD＜300mg/L（如印染废水） | 二价盐去除率＞95%，一价盐去除率 50%~70% | 操作压力低（比 RO 低 30%），可兼顾 COD 去除 | 对一价盐去除效果差，不适用于高 NaCl 废水 |
多效蒸发（MED） | 利用蒸汽加热废水，蒸发水分，盐分浓缩结晶 | 盐度＞8%、COD＜1000mg/L（如高盐浓水） | 盐分去除率＞99%，可回收固体盐 | 适应高盐，无膜污染问题 | 能耗高（需大量蒸汽），运行成本高 |
MVR（机械蒸汽再压缩） | 压缩蒸发产生的二次蒸汽，循环加热废水，减少蒸汽消耗 | 盐度 5%~20%、需规模化除盐（如化工废水零排放） | 盐分去除率＞99%，回收盐纯度高 | 能耗仅为 MED 的 1/3~1/2，适合零排放 | 设备投资高（压缩机成本高），需定期清理结垢 |
路线 2：先除盐后降 COD（适用：盐度＞5%，或 COD 难降解（B/C＜0.3））
当盐度过高（＞5%），微生物完全无法耐受，或有机物难降解（如含杂环化合物的制药废水）时，需先除盐（避免盐分抑制后续生化），再通过 “高级氧化 + 生化” 降解 COD。
2.1 盐分去除 —— 抗污染除盐工艺
高盐高 COD 废水直接除盐易导致膜污染或蒸发结垢，需选择抗污染工艺：
膜蒸馏（MD）：利用疏水膜的蒸汽压差，仅允许水蒸气透过，盐分和有机物被截留，抗污染能力强（有机物不与膜接触），适合盐度＞10%、COD＞5000mg/L 的废水，盐分去除率＞99.9%，但能耗高于 RO、低于 MED。
电渗析（ED/EDR）：利用离子交换膜的选择透过性，在电场驱动下迁移盐分，适合盐度 2%~8%、COD＜3000mg/L 的废水，盐分去除率 70%~90%，但有机物易吸附在膜上，需预处理去除大分子有机物。
2.2 有机物降解（COD 去除）—— 高级氧化 + 生化组合
除盐后的淡水（盐度＜1%）可采用 “高级氧化预处理 + 常规生化” 降解难降解 COD：
高级氧化（AOPS）：通过产生・OH（羟基自由基，氧化电位 2.8V），将难降解有机物（如苯环、杂环）氧化为小分子有机物（如羧酸），提高 B/C 比（从＜0.3 提升至＞0.4）。常用技术：
Fenton 氧化：投加 Fe²⁺+H₂O₂，适合 pH 2~4 的废水，COD 去除率 30%~50%；
臭氧氧化（O₃+ 催化剂）：投加 TiO₂或活性炭催化剂，适合中性废水，COD 去除率 20%~40%，同时脱色；
光催化氧化（UV+TiO₂）：适合低浊度废水，COD 去除率 25%~45%，但处理量小。
常规生化：高级氧化后，采用普通活性污泥法、生物接触氧化法深度降解 COD，COD 去除率＞85%，最终出水 COD≤50mg/L。
阶段 3：深度处理 —— 确保达标排放或回用
核心处理后，出水可能残留少量 COD（50~100mg/L）、盐分（500~1000mg/L）或色度，需深度处理优化水质：
· 活性炭吸附：去除残留小分子有机物（如酚类、色素），COD 去除率 10%~20%，适合回用前的脱色除味；
· 臭氧 - 生物活性炭（O₃-BAC）：臭氧氧化残留有机物，活性炭吸附 + 生物降解协同作用，COD 去除率＞30%，出水 COD≤30mg/L；
· 超滤（UF）：作为 RO 回用的保安过滤，去除悬浮物和胶体（SS＜1mg/L），避免 RO 膜污染；
· 蒸发结晶（针对 RO 浓水）：RO 浓水（盐度＞15%）需通过 MVR 蒸发结晶，回收固体盐（如 NaCl），实现 “零排放”。
四、关键技术难点与解决策略
技术难点 | 解决策略 |
高盐抑制微生物活性 | 1. 驯化嗜盐菌（接种海水或高盐环境污泥，逐步提升盐度）；2. 采用生物膜法（提高微生物浓度，减少流失）；3. 投加盐适应剂（如 K⁺、Mg²⁺，维持微生物渗透压） |
膜污染（RO/MD） | 1. 预处理强化（混凝沉淀 + UF，确保 SS＜1mg/L，COD＜500mg/L）；2. 定期化学清洗（RO 用柠檬酸 + NaOH，MD 用乙醇 + 次氯酸钠）；3. 优化运行参数（RO 压力 0.8~1.2MPa，MD 膜面流速 0.3~0.5m/s） |
难降解有机物降解效率低 | 1. 高级氧化预处理（Fenton+O₃组合，提高 B/C 比）；2. 厌氧 - 好氧协同（UASB 分解大分子，好氧分解小分子）；3. 投加功能菌剂（如降解苯环的 Pseudomonas 属菌） |
蒸发结垢（MVR/MED） | 1. 预处理除硬（投加 Na₂CO₃去除 Ca²⁺、Mg²⁺）；2. 采用强制循环蒸发器（减少垢层附着）；3. 定期酸洗（用 HNO₃清洗碳酸钙垢） |
五、工艺选择原则
1. 水质优先：盐度＞5% 优先 “先除盐后降 COD”，盐度＜5% 优先 “先降 COD 后除盐”；难降解 COD 需搭配高级氧化。
2. 成本平衡：生化工艺运行成本低（1~3 元 / 吨），适合大规模低浓度废水；膜 / 蒸发工艺成本高（5~15 元 / 吨），适合高盐或回用需求。
3. 环保要求：需 “零排放” 的项目，必须搭配 MVR 蒸发结晶（回收盐分）；仅需达标排放的项目，可采用 RO + 浓水稀释（盐度＜10% 时）。
4. 灵活性：预留工艺调整空间（如调节池容积足够应对水质波动，膜系统预留备用组件）。
综上，高盐高 COD 废水处理无 “通用工艺”，需根据废水特性、环保要求、经济成本综合设计，核心是通过 “预处理 - 核心处理 - 深度处理” 的协同，实现有机物与盐分的高效去除，兼顾达标与资源回收（如水回用、盐回收）
