高鹽廢水分鹽結(jié)晶工藝
高鹽廢水一般是指鹽度顯著高于常規(guī)地表水或普通生產(chǎn)生活用水鹽度的廢水。典型的高鹽廢水包括循環(huán)冷卻塔排污水、反滲透系統(tǒng)濃水以及其他工藝過程產(chǎn)生的鹽度較高的廢水。根據(jù)來源不同，高鹽廢水的實(shí)際鹽度通常在3 000～50 000 mg /L，甚至更高的范圍。高鹽廢水的產(chǎn)生由來已久，特別是隨著脫鹽技術(shù)在原水處理和廢水回用領(lǐng)域日益廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)生量正在不斷增加。另一方面，環(huán)保法規(guī)的不斷加碼對高鹽廢水的處理處置提出了更高的要求。

1煤化工高鹽廢水分鹽結(jié)晶工藝設(shè)計(jì)

高鹽廢水水中還約含有4 000 mg /L 的其他無機(jī)鹽，而其含有的硬度、硅和有機(jī)物等通過預(yù)處理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大部分去除。株洲江海環(huán)?？萍挤謩e討論采用熱法和膜法分鹽結(jié)晶工藝路線，針對上述預(yù)處理后的高鹽廢水進(jìn)行分鹽結(jié)晶工藝設(shè)計(jì)。

1.1 熱法分鹽結(jié)晶工藝設(shè)計(jì)

由于預(yù)處理后的原水中滲透壓貢獻(xiàn)較大的氯化鈉濃度較低，采用高壓反滲透先行濃縮減量50%。反滲透濃水以15 m3 /h 的流量進(jìn)入結(jié)晶器Ⅰ，其運(yùn)行溫度在104～107 ℃，結(jié)晶分離干燥后得到元明粉，產(chǎn)量約為800 kg /h。結(jié)晶器I 的產(chǎn)水率為88%，排出1.4 m3 /h 的母液，其中氯化鈉濃度約為23%。結(jié)晶器Ⅰ的母液進(jìn)入結(jié)晶器Ⅱ，其運(yùn)行溫度在82～86 ℃，結(jié)晶干燥后得到雜鹽，產(chǎn)量約為1 000 kg /h。可以看出，整個(gè)分鹽結(jié)晶系統(tǒng)結(jié)晶鹽的綜合回收率約為44.4%。

2.2 膜法分鹽結(jié)晶工藝設(shè)計(jì)

為了提高分鹽結(jié)晶工藝的鹽回收率，減少雜鹽固廢的產(chǎn)生量和處置成本，采用納濾-低溫結(jié)晶路線對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)。

經(jīng)過預(yù)處理的原水首先通過納濾處理實(shí)現(xiàn)一價(jià)鹽和二價(jià)鹽的分離，得到含氯化鈉的納濾產(chǎn)水和含硫酸鈉與氯化鈉混合鹽的納濾濃水。其中，納濾濃水中硫酸鈉的含量約為8.5%，通過換熱器降溫至接近0 ℃，進(jìn)入低溫結(jié)晶器析出芒硝產(chǎn)品，產(chǎn)量約為2 560 kg /h。固液分離后的上清液中，2.6 m3 /h 作為母液送入結(jié)晶器Ⅱ得到雜鹽，其余上清液則回流至納濾系統(tǒng)循環(huán)處理。

合適的納濾膜對硫酸鈉等多價(jià)鹽的截留率大于98%，因此納濾產(chǎn)水中氯化鈉組分占比很高。加之原水中氯化鈉含量較低，因而納濾產(chǎn)水中氯化鈉濃度相對較低，直接進(jìn)蒸發(fā)器濃縮成本較高，因此先通過反滲透進(jìn)行預(yù)濃縮，反滲透單元設(shè)計(jì)產(chǎn)水率為75%。6.5 m3 /h 的反滲透濃水通過蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮后，進(jìn)入結(jié)晶器Ⅰ，結(jié)晶和固液分離后獲得氯化鈉結(jié)晶鹽產(chǎn)品，產(chǎn)量約為350 kg /h，極少量母液也送入結(jié)晶器Ⅱ得到雜鹽，雜鹽的總產(chǎn)量約為320 kg /h。該分鹽結(jié)晶系統(tǒng)硫酸鈉和氯化鈉的綜合回收率約為82.2%，較熱法分鹽工藝有大幅提升。

4 結(jié)論

結(jié)晶鹽的資源化回收和利用是我國煤化工等行業(yè)高鹽廢水*處理技術(shù)發(fā)展的趨勢，而分鹽結(jié)晶工藝則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)基礎(chǔ)。熱法分鹽結(jié)晶工藝相對成熟，但結(jié)晶鹽產(chǎn)品的品質(zhì)和回收率略低。膜法分鹽結(jié)晶工藝對原水組分波動的適應(yīng)性更強(qiáng)，與熱法分鹽結(jié)晶工藝聯(lián)用后可以有效提升結(jié)晶鹽產(chǎn)品的品質(zhì)和回收率。

膜法分鹽結(jié)晶工藝較熱法分鹽結(jié)晶工藝可以節(jié)省約30%的運(yùn)行成本，綜合來看在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性上具有優(yōu)勢。而當(dāng)雜鹽固廢的處置成本達(dá)到3 000元/t 時(shí)，膜法分鹽結(jié)晶工藝取代熱法分鹽結(jié)晶工藝的靜態(tài)投資回收期只有0.4 年，優(yōu)勢十分明顯。