含鹽廢水的典型特征是含鹽量高、鹽組分復雜、廢水排放量大、污染嚴重,其主要產(chǎn)生于煤化工、采礦、石化、造紙、冶金等行業(yè)。尤其是在煤化工等高耗水行業(yè),通常所在地區水資源就很匱乏,行業(yè)的快速發(fā)展引發(fā)了區域水資源供需的失衡。因此對于含鹽廢水必須最大限度回用，節約水資源，緩解水資源嚴重短缺的困境。另一方面，這些行業(yè)的廢水排放量大，水質(zhì)復雜，含有大量的有機污染物等。并且可能含有聯(lián)苯和毗睫等有毒污染物。對含鹽廢水實(shí)施零排放能有效保護生態(tài)環(huán)境，避免水體和地下水污染。

　　一、含鹽廢水處理的現狀

　　近年來(lái)，國家從政策上鼓勵各地制定更加嚴格的污染物排放標準，全面推行排污許可證制度，將工業(yè)污水的污染防治列為環(huán)保重點(diǎn)工程，并在部分地區和行業(yè)強力推行廢水零排放。這從根本上改變了含鹽廢水之前的處理思路，促進(jìn)了零排放技術(shù)在含鹽廢水處理中的應用和發(fā)展。

　　含鹽廢水零排放實(shí)質(zhì)是指液體零排放，因為廢水中的鹽分最終以固體的形式排出系統外。廢水零排放進(jìn)一步提升了中水回用后端的水資源利用率，但零排放產(chǎn)生的固體雜鹽的處置卻成了難題。在煤制油和煤化工等行業(yè)，含鹽廢水蒸發(fā)結晶產(chǎn)生的固體雜鹽均暫按危廢進(jìn)行管理。由于高昂的危廢處置成本，倒逼企業(yè)必須找到更經(jīng)濟環(huán)保的處理思路，也就催生了對含鹽廢水實(shí)施分鹽結晶資源化的處理方案。

　　二、零排放工藝技術(shù)

　　典型的廢水零排放系統應包含前端的預處理單元和膜濃縮單元，但本文僅就末端的蒸發(fā)單元和結晶單元的主要工藝技術(shù)做簡(jiǎn)述。

　　2.1 蒸發(fā)工藝技術(shù)

　　蒸發(fā)工藝是將含鹽廢水進(jìn)行深度濃縮，通常作為膜濃縮單元和結晶單元之間的銜接。含鹽廢水的蒸發(fā)一般采用耦合了機械蒸汽再壓縮(MVR)技術(shù)的高效降膜蒸發(fā)工藝。降膜蒸發(fā)器可以實(shí)現低溫差傳熱，傳熱系數較高。蒸發(fā)器系統的熱源在建立熱平衡后主要由蒸汽壓縮機提供，利用蒸汽壓縮機來(lái)提高二次蒸汽的溫度和壓力再返回蒸發(fā)系統的加熱室。與蒸汽驅動(dòng)系統相比，MVR系統能獲得更高的熱效率。

　　對于含鹽廢水的蒸發(fā)，如果廢水中的硬度在膜處理前端沒(méi)有經(jīng)過(guò)徹底軟化，則在蒸發(fā)單元應采用鹽種防垢技術(shù)。在鹽水濃縮過(guò)程中，硫酸鈣和二氧化硅等易結垢組分會(huì )達到飽和析出從而造成蒸發(fā)器換熱管壁面結垢。采用鹽種防垢技術(shù)，結垢組分會(huì )優(yōu)先吸附在鹽種表面，保證蒸發(fā)換熱過(guò)程的無(wú)垢化運行。這也是與鹽化工、食品等領(lǐng)域的常規蒸發(fā)工藝最明顯的不同之處。

　　2.2 結晶工藝技術(shù)

　　結晶單元是整個(gè)廢水零排放系統的終端。因為含鹽廢水組分復雜多樣，宜接結晶得到的是混合鹽，也叫雜鹽?；旌消}結晶器與純鹽結晶器在設計上有不同，需要特別考慮廢水中各鹽分的溶解度和沸點(diǎn)升以及進(jìn)水中有機物等對結晶過(guò)程中的影響。通常采用強制循環(huán)閃蒸結晶工藝來(lái)實(shí)現蒸發(fā)濃縮液中的鹽的結晶。強制循環(huán)可以通過(guò)大流速的沖刷來(lái)降低設備管道結垢堵塞的風(fēng)險，延長(cháng)運行周期。由于廢水中鹽分(包含腐蝕性的氯離子)在結晶過(guò)程中濃縮富集顯著(zhù)，因此結晶系統的所有設備和管道的材質(zhì)等級要比蒸發(fā)系統更高(如高等級鈦材TA10、超級雙相鋼2507和高合金Alloy625等)，這也意味著(zhù)更高的建設投資成本。

　　三、分鹽結晶工藝技術(shù)

　　分鹽結晶工藝需要將含鹽廢水中的主要鹽分提取出來(lái)實(shí)現資源化回用，對于煤化工等高耗水行業(yè)而言，含鹽廢水中的主要鹽分為氯化鈉和硫酸鈉。對于含鹽廢水的分鹽結晶，當前主要有兩條核心工藝路線(xiàn)，一是膜法分鹽結晶工藝，二是熱法分鹽結晶工藝。因每個(gè)項目水質(zhì)都不盡相同，分鹽結晶的實(shí)際工藝路線(xiàn)各異，基于多組分水鹽體系相圖，各單元按需組合和排序，需根據特定條件選擇最適合的工藝路線(xiàn)。

　　3.1 膜法分鹽工藝

　　膜法分鹽結晶工藝的核心在于利用納濾(NF)膜對一二價(jià)鹽的選擇性進(jìn)行初步分離。納濾膜對一價(jià)離子透過(guò)率高，在高濃度下幾乎完全透過(guò)，而對二價(jià)離子的透過(guò)率很低，因此利用納濾膜的這種性質(zhì)，將廢水中的主要鹽分(NaCl和NazSO』進(jìn)行分離。納濾產(chǎn)水中的鹽分以氯化鈉為主，可經(jīng)過(guò)再濃縮后進(jìn)行氯化鈉鹽的結晶分離;納濾濃水中的鹽分以硫酸鈉為主,經(jīng)繼續濃縮后(如果有機物濃度較高時(shí)需要進(jìn)行脫除有機物措施，如臭氧氧化等)進(jìn)行硫酸鈉鹽的結晶分離。

　　該工藝的優(yōu)勢在于利用納濾膜進(jìn)行初分截留，抗水質(zhì)波動(dòng)性較好。但需要特別注意的是納濾膜的性能衰減和穩定性問(wèn)題。初始階段納濾膜對硫酸根的截留率通?？蛇_98%及以上，但由于廢水中的易結垢組分和有機物等雜質(zhì)影響，經(jīng)過(guò)一年甚至更短的時(shí)間，該數值有可能降至90-95%,從而嚴重影響后續結晶鹽的品質(zhì)和回收率。所以通常會(huì )考慮采用多級多段措施，整體分鹽流程較長(cháng)，系統的投資和能耗較高。

　　3.2 熱法分鹽工藝

　　熱法分鹽結晶工藝主要是利用鹽硝(NaCl和Na/OJ溶解度隨溫度變化的差異進(jìn)行分離，尤其是硫酸鈉在低溫工況下與芒硝(Na2S04-10H20)之間的轉變。典型的工藝路線(xiàn)是將含鹽廢水經(jīng)過(guò)預處理和膜濃縮后，經(jīng)MVR降膜蒸發(fā)進(jìn)行深度濃縮，在規模大幅減量后進(jìn)入冷凍結晶單元。冷凍結晶過(guò)程將廢水中的絕大部分硫酸鈉鹽以芒硝結晶形式析出，芒硝再經(jīng)過(guò)熱熔成硫酸鈉的飽和溶液后做蒸發(fā)結晶產(chǎn)出無(wú)水硫酸鈉鹽。

　　冷凍結晶過(guò)程的母液以氯化鈉為主，去往氯化鈉蒸發(fā)結晶單元產(chǎn)出氯化鈉鹽。熱法分鹽結晶工藝的主要優(yōu)勢在于系統流程較短、結晶鹽品質(zhì)高，同時(shí)系統的投資和能耗較低。該工藝對裝置操作要求較高，在特定工況下，鹽的回收率相對較低。但對于鹽硝比合適的含鹽廢水體系，熱法分鹽結晶工藝還是具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

　　四、結語(yǔ)

　　含鹽廢水的處理方式從達標排放到液體零排放是一次變革，而從零排放雜鹽結晶到資源化分鹽結晶則是一次飛躍。零排放雜鹽結晶的問(wèn)題在于雜鹽無(wú)重復利用價(jià)值，且存在二次污染風(fēng)險,很多行業(yè)在政策上暫按危廢管理。分鹽結晶工藝在很大程度上解決了雜鹽處置的難題，能回收大部分鹽分實(shí)現有限的資源化利用，大幅減小了危廢雜鹽的產(chǎn)生量。但分鹽結晶工藝尚需進(jìn)一步研發(fā)和工程化驗證，其裝置投資和運行成本都遠高于零排放系統,工程設計時(shí)需要比選出最經(jīng)濟合理的工藝路線(xiàn)。( >

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