工業(yè)廢水零排放中的濃鹽水最終處置技術

環(huán)保網(wǎng)訊:工業(yè)廢水零排放脫鹽過程中不可避免地會產(chǎn)生大量濃鹽水，濃鹽水的主要成分是無機鹽、重金屬，也含有預處理、氯化、脫氯和脫鹽等過程所用的少量化學品，如阻垢劑、酸和其他反應產(chǎn)物[1]，濃鹽水的處理已經(jīng)是制約著各行業(yè)工業(yè)廢水零排放的關鍵技術。

濃鹽水處理技術包括濃鹽水濃縮技術和濃鹽水最終處置技術。一方面為盡可能回收水資源，另一方面由于濃鹽水最、終處置費用極高，故需先將濃鹽水進行濃縮，使含鹽量(TDS)質量濃度達到50000~80000mg/L[2]，以減小最終處置工藝的規(guī)模，減少投資及節(jié)約能源。

目前，GE公司和陶氏公司開發(fā)了一種超高濃縮反滲透膜，只要前端預處理恰當，甚至可以將濃鹽水TDS提高至13~15萬mg/L，大大減少需最終處置的濃鹽水量。

1濃鹽水最終處置技術

目前濃鹽水最終處置根據(jù)各企業(yè)實際情況和周圍水環(huán)境容量有多種方法。

1.1直接排放

(1)地表水直接排放由于《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)等國家標準均未對TDS進行限制，因此目前仍有部分濃鹽水經(jīng)處理后，只要標準中限定的各類污染物質含量不超標就直接排入地表水或海水中。

濃鹽水直接排放需注意以下問題：

①如果在出口的水體循環(huán)能力很強，濃水的高TDS濃度會得到快速的分散，但如果將大量的濃水排入鹽度較小的湖泊、瀉湖、貝殼類繁殖海域或優(yōu)質魚類生長水體，將會造成較大的毒害。

②排水口的結構要保證達到混合條件，對接受水體不會產(chǎn)生任何破壞，諸如水生物、野生動物和周圍的區(qū)域等。在高度紊流下一般采用簡單的管口排放，將濃水排入大量的接受水中足以保證稀釋和混合。但大多數(shù)情況都采用擴散器型式的排水口，以改善混合條件。

(2)深井注射深井注射是連續(xù)處置大量反滲透濃水的一種簡單有效的方式，而且不受天氣條件的影響。但實施深井注射的過程非常復雜，對地理條件的要求相當特殊，選擇的地點必須與適于飲用的含水層相隔離，所以注射位置要低于所有鄰近的含水層，巖土的透射性要相對較高以便于注射。深井注射費用高，對設計和施工要求也很高，且存在污染地下水源的可能性，固此方法需慎重選用。

(3)排入市政污水處理系統(tǒng)

濃鹽水直接排入市政污水管網(wǎng)，只是一種責任的轉移，增加了市政污水處理工藝的負擔。由于過高的TDS可能會對市政污水處理廠生物處理段造成不利影響，甚至影響生化池的穩(wěn)定運行，因此，一定要征求市政部門及污水處理廠的許可。

1.2濃鹽水再利用

(1)生產(chǎn)用水根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，可以將濃鹽水用于沖渣、調濕等。

例如，煤化工行業(yè)通常將濃鹽水作為煤堆場及灰渣場的除塵灑水，鋼鐵企業(yè)通常將濃鹽水用于原料場灑水、高爐水渣處理或煉鋼鋼渣處理。但目前渣場或煤場大多要求封閉式，通過調濕消耗的水量有限。

另外，濃鹽水中氯離子濃度高，進入原料煤容易腐蝕設備;濃鹽水進入灰渣場容易造成二次污染，亦會影響灰渣綜合利用產(chǎn)品的質量[3]。盡管將濃鹽水作為煤堆場及灰渣場的除塵灑水存在上述問題，但由于其成本低廉，在一些行業(yè)仍然廣泛應用，特別是鋼鐵行業(yè)。

但濃鹽水中含有環(huán)境優(yōu)先控制的污染物時，則需慎重使用，某鋼鐵企業(yè)曾經(jīng)出現(xiàn)過使用焦化廢水濃鹽水沖渣，因焦化廢水中含有大量揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機物，氣味嚴重，引起當?shù)鼐用裢对V、企業(yè)工人罷工的事件。

(2)灌溉用水濃鹽水可用于耐鹽度高的植物、產(chǎn)籽類作肥，還可以作為生態(tài)景區(qū)的補水，可以節(jié)約水資源，尤其是在水資源貧乏的地區(qū)，所以灌溉也是一種水資源保護的方法。但濃鹽水用于灌溉可能會對土壤及地表水產(chǎn)生污染，故此方法不是理想的濃鹽水處理方法，僅在少數(shù)場合作用。

1.3濃鹽水固化

(1)蒸發(fā)塘濃鹽水的蒸發(fā)最早基本上都采用蒸發(fā)塘進行自然蒸發(fā)結晶，發(fā)塘是在地面上挖出一個洼地充當濃縮濃水的貯池，在合適的氣候條件下，可以有效利用充足的太陽能，將濃鹽水儲存在蒸發(fā)池中讓其逐漸蒸發(fā)，并定期除去殘留的固體鹽分。

針對自然蒸發(fā)塘蒸發(fā)速度慢、蒸發(fā)面積大的缺點，近年來開發(fā)了一種機械式蒸發(fā)塘，利用機械霧化蒸發(fā)器將各種水霧化噴入大氣，增加霧化水滴在大氣中的比表面積和“懸浮時間”，加速水的蒸發(fā)效果，相同的水塘面積機械蒸發(fā)的速度是自然蒸發(fā)塘的14倍以上。

蒸發(fā)塘有易建造、維護和操作費用較低、可利用太陽能等優(yōu)勢。但2015年5月27日，環(huán)保部發(fā)布了《關于加強工業(yè)園區(qū)環(huán)境保護工作的指導意見》征求意見稿，明確要求：“各類園區(qū)不得以晾曬池、蒸發(fā)塘等替代規(guī)范的污水處理設施。”隨著各類蒸發(fā)塘環(huán)保事故頻發(fā)，蒸發(fā)塘將逐步淘汰。

(2)蒸發(fā)結晶器蒸發(fā)結晶器主要是指利用各種流程使溶液在生產(chǎn)的工況下達到過飽和，然后結晶析出的結晶器。目前強化蒸發(fā)結晶技術主要有機械壓縮蒸發(fā)工藝(MVR)，多效蒸發(fā)(MED)，多級閃蒸(MSF)，膜蒸餾(MD)等。

采用蒸發(fā)技術處理的高含鹽廢水，在蒸發(fā)器內蒸發(fā)過程中，極易在超出其飽和溶解度極限的情況下被濃縮時，水里的鹽分很容易結晶附著在換熱管的表面形成結垢，影響換熱器的效率，嚴重時堵塞換熱管。“晶種法”技術解決了蒸發(fā)器換熱管的結垢問題，成功地應用于各種含鹽工業(yè)廢水的處理，并被廣泛采用。

蒸發(fā)結晶器在制鹽及海水淡化領域的應用已經(jīng)比較普遍，技術成熟。在工業(yè)廢水零排放中，也有應用比較成功的案例，如大唐克唐煤制氣公司濃鹽水結晶采用強制循環(huán)與真空負壓的三效低溫減壓蒸發(fā)結晶器，濃縮后的濃縮液固體含量高達30萬mg/L以上，經(jīng)第三效排料口排至雙級活塞推料離心機直接固化，固化后含固率高達95%以上。該項目至2013年投產(chǎn)以來，運行一直效果較好。蒸發(fā)結晶器投資和運行費用都極高，且運行管理復雜，這些缺點制約著蒸發(fā)結晶工藝發(fā)展及應用。

2結束語

濃鹽水中不僅鹽分極高，而且可能含有多種對人類或生態(tài)環(huán)境有害的物質，必須妥善處置，防止二次污染。濃鹽水的各種處置技術都有一定的適用條件和存在一些亟需解決的問題，是目前限制工業(yè)廢水零排放的瓶頸技術，也是今后環(huán)境工作者的研究重點。

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