含鹽廢水的典型特征是含鹽量高、鹽組分復(fù)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(qū)水資源就很匱乏,行業(yè)的快速發(fā)展引發(fā)了區(qū)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(jié)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(fù)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(xiàn)狀

　　近年來，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)保重點工程，并在部分地區(qū)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，促進了零排放技術(shù)在含鹽廢水處理中的應(yīng)用和發(fā)展。

　　含鹽廢水零排放實質(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(tǒng)外。廢水零排放進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(jié)晶產(chǎn)生的固體雜鹽均暫按危廢進行管理。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施分鹽結(jié)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(tǒng)應(yīng)包含前端的預(yù)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(jié)晶單元的主要工藝技術(shù)做簡述。

　　2.1 蒸發(fā)工藝技術(shù)

　　蒸發(fā)工藝是將含鹽廢水進行深度濃縮，通常作為膜濃縮單元和結(jié)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)器可以實現(xiàn)低溫差傳熱，傳熱系數(shù)較高。蒸發(fā)器系統(tǒng)的熱源在建立熱平衡后主要由蒸汽壓縮機提供，利用蒸汽壓縮機來提高二次蒸汽的溫度和壓力再返回蒸發(fā)系統(tǒng)的加熱室。與蒸汽驅(qū)動系統(tǒng)相比，MVR系統(tǒng)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有經(jīng)過徹底軟化，則在蒸發(fā)單元應(yīng)采用鹽種防垢技術(shù)。在鹽水濃縮過程中，硫酸鈣和二氧化硅等易結(jié)垢組分會達到飽和析出從而造成蒸發(fā)器換熱管壁面結(jié)垢。采用鹽種防垢技術(shù)，結(jié)垢組分會優(yōu)先吸附在鹽種表面，保證蒸發(fā)換熱過程的無垢化運行。這也是與鹽化工、食品等領(lǐng)域的常規(guī)蒸發(fā)工藝最明顯的不同之處。

　　2.2 結(jié)晶工藝技術(shù)

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

　　三、分鹽結(jié)晶工藝技術(shù)

　　分鹽結(jié)晶工藝需要將含鹽廢水中的主要鹽分提取出來實現(xiàn)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(jié)晶，當前主要有兩條核心工藝路線，一是膜法分鹽結(jié)晶工藝，二是熱法分鹽結(jié)晶工藝。因每個項目水質(zhì)都不盡相同，分鹽結(jié)晶的實際工藝路線各異，基于多組分水鹽體系相圖，各單元按需組合和排序，需根據(jù)特定條件選擇最適合的工藝路線。

　　3.1 膜法分鹽工藝

　　膜法分鹽結(jié)晶工藝的核心在于利用納濾(NF)膜對一二價鹽的選擇性進行初步分離。納濾膜對一價離子透過率高，在高濃度下幾乎完全透過，而對二價離子的透過率很低，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』進行分離。納濾產(chǎn)水中的鹽分以氯化鈉為主，可經(jīng)過再濃縮后進行氯化鈉鹽的結(jié)晶分離;納濾濃水中的鹽分以硫酸鈉為主,經(jīng)繼續(xù)濃縮后(如果有機物濃度較高時需要進行脫除有機物措施，如臭氧氧化等)進行硫酸鈉鹽的結(jié)晶分離。

　　該工藝的優(yōu)勢在于利用納濾膜進行初分截留，抗水質(zhì)波動性較好。但需要特別注意的是納濾膜的性能衰減和穩(wěn)定性問題。初始階段納濾膜對硫酸根的截留率通常可達98%及以上，但由于廢水中的易結(jié)垢組分和有機物等雜質(zhì)影響，經(jīng)過一年甚至更短的時間，該數(shù)值有可能降至90-95%,從而嚴重影響后續(xù)結(jié)晶鹽的品質(zhì)和回收率。所以通常會考慮采用多級多段措施，整體分鹽流程較長，系統(tǒng)的投資和能耗較高。

　　3.2 熱法分鹽工藝

　　熱法分鹽結(jié)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行分離，尤其是硫酸鈉在低溫工況下與芒硝(Na2S04-10H20)之間的轉(zhuǎn)變。典型的工藝路線是將含鹽廢水經(jīng)過預(yù)處理和膜濃縮后，經(jīng)MVR降膜蒸發(fā)進行深度濃縮，在規(guī)模大幅減量后進入冷凍結(jié)晶單元。冷凍結(jié)晶過程將廢水中的絕大部分硫酸鈉鹽以芒硝結(jié)晶形式析出，芒硝再經(jīng)過熱熔成硫酸鈉的飽和溶液后做蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出無水硫酸鈉鹽。

　　冷凍結(jié)晶過程的母液以氯化鈉為主，去往氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶單元產(chǎn)出氯化鈉鹽。熱法分鹽結(jié)晶工藝的主要優(yōu)勢在于系統(tǒng)流程較短、結(jié)晶鹽品質(zhì)高，同時系統(tǒng)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(jié)晶工藝還是具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

　　四、結(jié)語

　　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(jié)晶到資源化分鹽結(jié)晶則是一次飛躍。零排放雜鹽結(jié)晶的問題在于雜鹽無重復(fù)利用價值，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(jié)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現(xiàn)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(jié)晶工藝尚需進一步研發(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(tǒng),工程設(shè)計時需要比選出最經(jīng)濟合理的工藝路線。(來源：江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司)