淺談濃鹽水零排放處理技術(shù)

關(guān)正秋

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海201900)

摘要：經(jīng)深度處理后的廢水，走部分均可進(jìn)行回用，但是RO反滲透、電滲析等廢水處理工藝在廢水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含鹽量較高的廢水一’囊鹽水。此部分廢水雖然量少但是處理難度較高，如不進(jìn)行處理直接外排會(huì)污染環(huán)境，而由企業(yè)自行處理，刖處理成本高，增加企業(yè)負(fù)擔(dān)，目前一般采用外運(yùn)處理。在國(guó)外提倡工業(yè)廢水零排放的大背景下，工業(yè)廢水由企業(yè)內(nèi)部消化已成為大勢(shì)所趨，本文便是針對(duì)特殊水質(zhì)的濃鹽水進(jìn)行處理，已達(dá)到廢水霉排放的一種方法，

關(guān)鍵詞：濃鹽水;零排放;蒸發(fā)結(jié)晶

DOI:10.16640/j,cnki.37-1222/t2018.10.025

1現(xiàn)狀及問題

酸洗廢水是為了請(qǐng)除金屬表面氧化物，采用硝酸、硫酸、氨氟酸廈磷酸等酸進(jìn)行酸洗法處理時(shí)而產(chǎn)生的廢水。廢水多來(lái)源于鋼鐵廠或電鍍廠，pH值一般在1.5以下(游離酸0.5-2%)，呈強(qiáng)酸性。傳統(tǒng)處理方法是物化處理+深度除鹽后回用，并將深度除鹽產(chǎn)生的濃鹽水外運(yùn)處理。濃鹽水外運(yùn)處理，處理成本高，增加企業(yè)負(fù)擔(dān)。同時(shí)也不符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)大環(huán)境下對(duì)企業(yè)廢水零排放的政策精神。

酸洗廢水處理將整個(gè)舍酸廢水處理系統(tǒng)分為三個(gè)功能模塊，分別為物化處理、深度除鹽、零排放、通過(guò)逐級(jí)處理，最終達(dá)到環(huán)保要求。本文著重對(duì)耀度除鹽后產(chǎn)生的濃鹽水如何處理進(jìn)行分析和探討。

2廢水零排放技術(shù)

2,1廢水零排放的概念

廢水零排放簡(jiǎn)單地說(shuō)就是指企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后廁用于生產(chǎn)。不排放到環(huán)境當(dāng)中去，使企業(yè)走上綠色蝌=保、循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的道路。由于生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是工業(yè)水還是循環(huán)水，其對(duì)水的硬度均有一定的要求，因?yàn)楫?dāng)水的硬度達(dá)到一定限值時(shí)容易在設(shè)備或管道內(nèi)結(jié)垢，影響設(shè)備熱交換性能和增加管道阻損，而決定水的硬度指標(biāo)的既是水中的含鹽量。由于廢水本身及在處理過(guò)程中加藥導(dǎo)致含鹽量偏離，如何有效降低廢水的含鹽量是實(shí)現(xiàn)廢水回用實(shí)現(xiàn)廢水零排放的關(guān)鍵所在。

2.2廢水除鹽技術(shù)簡(jiǎn)介

銥鹽水以其高臺(tái)鹽量，成分復(fù)雜，處理成本高，一直以來(lái)都是廢水處理行業(yè)難題;近年來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保要求愈加嚴(yán)格，廢水零排放已經(jīng)提上議事日程，且在很多環(huán)保要求嚴(yán)格地區(qū)(比如環(huán)太湖流域、長(zhǎng)江流域)已經(jīng)開始對(duì)企業(yè)要求實(shí)施廢水零排放。如何變廢為寶，使企業(yè)生產(chǎn)走上循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的道路，成為當(dāng)下環(huán)保研究的重要課題。目前常規(guī)的除鹽技術(shù)主要有離子交換法、電滲析法、反滲逯法、電吸附等。下面針對(duì)各類除鹽技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較如下。

(1)離子交換法。離子交換除鹽的是利用孵、陽(yáng)離子交抉樹脂的可交換離子(活性基團(tuán))與電解質(zhì)溶液中的陰、陽(yáng)離子進(jìn)行交換，從而達(dá)到去除鹽分的一種分離方琺。作為常規(guī)除鹽技術(shù)，離子交換法有著出水純度高，操作筒單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有設(shè)備繁多，投資過(guò)犬，設(shè)備維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行中存在因懸浮物附著在交換劑顆粒表面，降低了交換劑交換容最，堵塞樹脂層孔隙，致使設(shè)備阻損增加，當(dāng)反沖洗不充分時(shí)，污染物可進(jìn)入交換劑內(nèi)部，使交換劑層結(jié)塊惡化出水水質(zhì)。

(z)電滲析祛。電滲析技術(shù)是利用離子交換膜對(duì)陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，在外加直流電場(chǎng)作用下，使水中的陰、陽(yáng)離子定向遷移透過(guò)選擇性離子交換膜，從而使電介質(zhì)離子自溶液中分離出來(lái)。電滲析技術(shù)除鹽需要具備兩個(gè)條件：一是在直流電場(chǎng)的作用下，使溶液中正、負(fù)離子分別問陰極和陽(yáng)極做定向移動(dòng)：二是在離子交換膜的選擇透過(guò)性作用下，使溶液中的帶電離子在膜上實(shí)現(xiàn)反離子遷移。為了保證電滲析設(shè)備長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，對(duì)廢水進(jìn)水水質(zhì)要求較高。電滲析技術(shù)有著工藝德單、易于設(shè)備化、技術(shù)成熟、除鹽率高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)電滲析技術(shù)有著能耗高、易結(jié)塘等缺點(diǎn)，

(3)RO反滲透法。RO反滲透法是以壓力為推動(dòng)力，利用反滲透膜的選擇透過(guò)性，從古有各種無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和微生物的水體中提取叫純凈的水。反滲透技術(shù)脫鹽效率高，一級(jí)反滲透系統(tǒng)脫鹽率一般可在85%以上，二級(jí)反{參透系統(tǒng)脫鹽率可穩(wěn)定在95%以上，對(duì)，有機(jī)物的去除效果相比其他除鹽技術(shù)要好得多，但是由于反滲透裝置要在高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要配備高壓泵和高壓管路，設(shè)備能耗離，回水利用率低，需要對(duì)膜進(jìn)行定期清理，清洗時(shí)需要投加大量的酸、堿，化學(xué)清洗藥劑，

(4)電吸附法。電吸附法除鹽技術(shù)在處理效率，能耗、適應(yīng)性及運(yùn)行維護(hù)等方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是一種新型的水處理技術(shù)，有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。電吸附除鹽技術(shù)是通過(guò)旄加外加電壓形成靜電場(chǎng)，強(qiáng)制離子向帶有相反電荷的電極處移動(dòng)，使離子在雙電層內(nèi)富集，大大降低溶液本體濃度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液的除鹽。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較低，運(yùn)行中不消耗化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生二次污染，預(yù)處理設(shè)施較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)也較方便，產(chǎn)水率高.設(shè)備用電量較大，除鹽率不如反滲透。

2.3濃鹽水零排放技術(shù)簡(jiǎn)介

廢水經(jīng)電吸附或RO反滲透處理后產(chǎn)生的含鹽量較高的廢水，稱為濃鹽水，濃鹽水的處置是一項(xiàng)較困難的課題。一直以來(lái)困其高昂的處理成本，企業(yè)一般選擇外運(yùn)處理或者用于高爐灰渣冷卻，隨著環(huán)保要求的提高灰渣場(chǎng)及煤場(chǎng)一般采取封閉措施，因此水量消耗也有限。

經(jīng)過(guò)多年研究和宴際應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)結(jié)晶可以使?jié)恹}水中的鹽分以結(jié)晶方式析出，從而提取濃鹽廢水中的鹽分和蒸餾水，給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)解決了濃鹽水的排放問題，達(dá)到變廢水為寶的嗣的。本文將介紹’種濃鹽水處理方法，不但可解決濃鹽水零攆放問題還能為論業(yè)措來(lái)彝濟(jì)效益，可謂一箭雙雕。

2.4蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

蒸發(fā)結(jié)晶是工、眥生產(chǎn)中比較中典型的化工單元，廣泛使用在化工、冶金、海水淡化、污水處理等工業(yè)生產(chǎn)中。蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)用在濃鹽水處理上，其工作原理是將蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，提高其壓力和飽和溫度，增加熱焓，再送入蒸發(fā)器作為熱源，替代一次蒸汽進(jìn)行循環(huán)利用，通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶提取濃鹽廢水中的鹽分和蒸餾水。

3濃鹽水零排放處理工藝

以對(duì)酸洗車間產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理為例，蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)完全可作為廢水處理的一個(gè)模塊組成。酸洗車間排放的廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，然后由提升泉提升至中和池進(jìn)行加藥中和，調(diào)節(jié)廢水PH值至中性(偏堿性)，凈沉淀池沉淀后由提升泵船壓提升至電滲析進(jìn)行分離，電滲析產(chǎn)生的新水進(jìn)行回用，濃鹽水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行蒸發(fā)、一結(jié)晶。濃鹽水處理工藝如圖1所示。

3.1工藝流程說(shuō)明

待處理的濃鹽水儲(chǔ)存在廢水池中，經(jīng)廢水提升泵加壓提升后送人蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)熱交換器，在熱交換器內(nèi)進(jìn)料廢水與蒸汽冷凝水進(jìn)行熱交換，再經(jīng)蒸汽板換升溫至蒸發(fā)溫度，進(jìn)入降膜蒸發(fā)器，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。物料依次通過(guò)蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器列管內(nèi)，熱量從上而下進(jìn)入，廢水從下而上流出，廢水依次通過(guò)后達(dá)到較高的濃度后再進(jìn)入結(jié)晶分離器內(nèi)進(jìn)行閃蒸，此時(shí)會(huì)有小顆粒的結(jié)晶體析出，用提升泵打入冷卻結(jié)晶器，濃縮液在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行升溫，后進(jìn)入分離器，在分離器內(nèi)進(jìn)行閃蒸，之后結(jié)晶析出，如此循環(huán)。

3.2效益分析

以濃鹽水處理量10m3/h為例，項(xiàng)目總投資約900萬(wàn)元，項(xiàng)目投產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)回收產(chǎn)品效益約500萬(wàn)元，減去藥劑消耗、能介消耗、固定資產(chǎn)折舊、設(shè)備修理、人工成本及其他制造費(fèi)用約340萬(wàn)元，年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約160萬(wàn)元。效益還是比較可觀的。

3.3技術(shù)難點(diǎn)

蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用于濃鹽水零排放處理，雖然為濃鹽水零排放提供了一個(gè)出路，但是仍存在一定的技術(shù)難點(diǎn)。由于濃鹽廒水蒸發(fā)結(jié)晶相比一般生產(chǎn)性化工蒸發(fā)結(jié)晶程序要復(fù)雜得多。一般性化工產(chǎn)品成分相對(duì)較單一，如氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉等化工商品的生產(chǎn)，僅需要處理一種鹽類的結(jié)晶，這類成分單一的鹽類結(jié)晶工藝比較容易掌握，但濃鹽廢水里所合的的鹽份，種類繁多，經(jīng)常是幾種鹽類相混合，多種鹽類并存的濃鹽水容易在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生泡沫及腐蝕性物質(zhì)，同時(shí)多種不同鹽類的存在，容易因鹽類結(jié)晶溫度不同而在設(shè)備內(nèi)結(jié)垢，對(duì)設(shè)備的換熱系數(shù)產(chǎn)生不同程度的影響。雖然理論上可以利用不同成分的鹽類結(jié)晶溫度不同的特性將混鹽分步結(jié)晶進(jìn)行分離，但是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)中，濃鹽廢水中各組分鹽的結(jié)晶溫度也很難控制，仍需在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)并提高工藝技術(shù)。

4結(jié)語(yǔ)

蒸發(fā)結(jié)晶是廢水零排放的解決方案，逐漸成為水處理的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，雖然目前蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用于濃鹽水處理上仍存在一定的難度，但是含鹽成分相對(duì)單一的濃鹽水，蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用于濃鹽水零排放，將水中的鹽直接取出、回收利用還是可行的。該技術(shù)一旦在市場(chǎng)推廣，應(yīng)用前景將非常可觀。

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