探究无机化工行业高盐废水排放的政策与发展

郭庆九

摘 要：在工业废水处理领域中，高盐度废水是一座大山，生物法治理高盐度废水的最终效果极其有限，虽然理化法在处理高盐度废水时具有较好的效果，可是因为成本偏高，无论是推广还是应用均有很大难度。本文基于探究无机化工行业高盐废水排放的政策与发展展开论述。

关键词：无机化工行业;高盐废水排放;政策与发展

0 引言

无机化工行业主要包括烧碱、纯碱、无机酸、无机盐、合成氨和化肥等化工产品生产的工业。在无机化工的工业生产活动中，会产生大量包含氯化物和硫酸盐在内的高盐废水。

研究表明，高盐废水若得不到有效处理，会对城市污水处理系统和水环境系统造成极大的破坏。虽然国家和部分地方政府已陆续出台相关政策，要求高盐废水不得进入城镇污水处理系统，但针对高盐废水零排放的相关政策要求目前主要集中于煤化工和火电行业。无机化工行业企业若想排放高盐废水，通过处理盐分应该达到怎样的标准，是一个需要明确和解决的问题。

1 无机化工行业高盐废水的主要成分与危害

根据行业分类，无机化工行业主要包括烧碱、纯碱、无机酸、无机盐、合成氨和化肥等化工产品生产的工业。在无机化工的工业生产活动中，会产生大量包含氯化物和硫酸盐在内的高盐废水。例如，在氨碱法制备纯碱生产过程中，蒸氨处理后系统排放废水的可溶性盐含量一般能够达到15%～20%，其中大部分为CaCl2和NaCl等氯化物。高盐废水如果不经深度处理直接进入城市污水处理系统，会导致城市污水处理系统中微生物多样性的减少，从而降低有机物、氮和磷的去除效率，极大影响公共污水处理效果。若高盐废水直接流入地表水环境中，将会影响水生植物的光合作用、正常代谢和呼吸作用等，抑制植物生长，使光合作用以及叶绿素的含量降低。若高盐废水直接进入地下水环境，会增大地下水的硬度，威胁人体健康，例如损坏人的牙齿，引发肾结石和胆结石等疾病。此外，已有研究表明，若水体接纳含有过量硫酸盐的废水，会导致水体下层的硫酸盐发生活跃的还原反应，产生的硫化氢对鱼虾等水生动物的生存环境造成毁灭性打击。

2 废水处理流程设计思路

根据企业发展的需要，企业确定将该高盐废水中的盐水分离，使水回用于循环冷却水等系统，盐经分盐处理分为NaCl、NaSO4等，从而实现高盐废水的零排放和资源化回用。目前，分盐结晶工艺主要有直接热法分盐结晶工艺和膜法+结晶分盐结晶工艺：直接热法分盐结晶工艺是利用水中不同无机盐的溶解度差异，控制适合的运行温度和浓缩度实现盐水分离，该工艺相对成熟，但结晶盐的品质及回收率较低，不利于盐的资源化利用;膜法+结晶分盐结晶工艺则是利用Cl-离子半径或电荷等的差异，通过膜实现不同盐的分离和富集，再经结晶得到固体。膜分离通常采用电渗析分盐和纳滤分盐两种，其中纳滤分盐对原水组分波动的适应性更强。主要采用多效蒸发（MED）或机械蒸汽再压缩（MVR）分离出NaCl结晶，其中MVR比MED

的能量利用率更高，蒸发温度控制更灵活，蒸发出的有害气体更少，更适合用于废水处理;Na2SO4结晶段主要采用热法或冷冻法，其中冷冻法结晶盐纯度更高。本研究根据现有高盐废水水质特点和各分盐结晶工艺的优缺点，采用纳滤将高盐废水分离为NaCl水溶液和以Na2SO4为主的杂盐水溶液，分离出的NaCl溶液经RO膜浓缩后作为卤水用于离子树脂再生，或采用MVR工艺蒸发装置结晶为工业NaCl;分离出的Na2SO4杂盐经过RO膜浓缩，采用冷冻结晶法处理生产工业品Na2SO4和少量杂盐，浓缩和结晶过程分离出的水回用于循环冷却水等系统。为了既能避免膜分离过程中纳滤膜、浓缩过程中RO膜的频繁污堵和结晶装置的严重结垢，又能提高产盐纯度，本研究在高盐废水进入分盐结晶工艺前进行预处理，以降低废水中硬度、碱度、硅酸盐，悬浮物、油分等有害组分。

3 双极膜电渗析技术在高盐废水处理中的应用

3.1 可从减弱甚至消除离子交换膜的同离子泄漏的角度应用高性能阻酸膜

一方面，由离子交换膜选择透过性的原理可知，增加离子交换膜交换容量以提高Donnan效应的静电斥力作用可以提高阴离子交换膜的选择性，降低H+泄漏程度;另一方面，从阴离子交换膜质子泄露机理可知，膜含水率是影响H+泄漏的重要因素，通过降低离子交换膜的含水率及提高其疏水性，可有效降低阴离子交换膜H+泄漏程度。然而，提高交换容量会加重膜的膨胀，降低膜的致密性;降低膜的含水率会使其电阻相较于商品化阴离子交换膜増大5～10倍，并且提高交换容量通常会导致含水率的增加。

3.2 可从降低离子交换膜同离子泄漏对酸碱产物含量造成的影响的角度优化BMED运行过程

KROUPAL等在传统三隔室结构中添加一张阴离子交换膜构成四隔室膜堆结构以减弱盐室中H+对Na+的竞争迁移，最终碱室中的碱的质量浓度由40g/L提高到58g/L，但额外增加离子交换膜的数量将增大膜堆电阻导致能耗变大。发现H+泄漏对碱产物的影响程度与盐室Na+、H+含量比有关，通过控制盐室pH可避免H+与Na+的竞争迁移对碱产物含量的影响，但该过程需要消耗碱溶液，降低了处理过程的实际电流效率。优化运行过程的方法能提高碱产物含量，但并未减弱同离子泄漏程度，且往往会造成处理能耗的提高。

4 热蒸发结晶除盐工艺分析

4.1 多效蒸发（MED）技术

多效蒸发是对盐水进行整体加热后再进行相关处理方式，全面保证整体处理效果，同时蒸发器可以提升处理效果，而相关的蒸发器能够称作为一效，因此在全面处理过程中能够保证处理效果得到整体提高，确保每个工艺环节都得到整体的发展和提升，全面保证整体的效果使用需求，通过并流法、逆流法、平流法、混流法四种。在废水处理上，多效蒸发主要适用于高盐分、高有机物含量废水的单独处理，同时配合膜技术实现全范围的“零排放”工艺。

4.2 机械压缩再蒸发（MVR）技术

通过使用高效蒸汽压缩机的方法，能够完成二次蒸发处理，同时提升蒸汽的热量含量，有二次蒸汽导入能够保证热源系统全面循环使用，所以在当前的蒸汽处理上能够降低其消耗量，并且对失去整体浪费热源情况，因此在目前的相关处理过程中需要保证温差量的整体性，提升有关蒸发系统的节能效果，让各种系统能满足实际发展需求，最大程度的提升蒸发系统的有关质量，保证使用合理有效的多元化技术。

5 结束语

总而言之，我国虽然是一个水资源较为充足的国家，但是却存在着南北水资源分布不均的现状，且可利用的水资源也是有限的，为此对高盐化工废水进行合理的处理并回收利用是很有现实意义的。但是高盐废水处理技术的选用也不能盲目进行，需要根据实际的盐化工生产情况，来选择技术成熟、经济合理的处理工艺，以便實现废水的高效回收，保障结晶盐纯度的提高，促进盐化工企业的资源高效利用。

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