行业专项漫谈：高盐废水常见处理方式分析

查看全部 · 发表于 2021-5-18 17:40:06

高含盐废水是指含有有机物和至少总溶解固体TDS（Total Dissolved Solid）的质量分数大于等于3.5%的废水，包括高盐生活废水和高盐工业废水。

主要来源于直接利用海水的工业生产、生活用水和食品加工厂、化工厂及石油和天然气的采集加工等。

这些废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等离子。这些高盐、高有机物废水。

若未经处理直接排放，势必会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水生产极大的危害。

但常规处理方法中盐水浓度不能过高，亟待开发处理更高浓度的高盐废水的工艺技术。

01

高盐废水低温多效板式蒸发浓缩脱盐

1低温多效蒸发浓缩结晶技术原理

低温多效蒸发浓缩结晶系统，是由相互串联的多个蒸发器组成，低温（90℃左右）加热蒸汽被引入第一效，加热其中的料液，使料液产生比蒸汽温度低的几乎等量蒸发。产生的蒸汽被引入第二效作为加热蒸汽，使第二效的料液以比第一效更低的温度蒸发。这个过程一直重复到最后一效。

第一效凝水返回热源处，其它各效凝水汇集后作为淡化水输出，一份的蒸汽投入，可以蒸发出多倍的水出来。同时，料液经过由第一效到最末效的依次浓缩，在最末效达到过饱和而结晶析出。由此实现料液的固液分离。

低温多效蒸发浓缩结晶系统不仅可以应用于化工生产的浓缩过程和结晶过程，还可以应用于工业含盐废水的蒸发浓缩结晶处理过程中。

在工业含盐废水的处理过程中，工业含盐废水进入低温多效浓缩结晶装置，经过5-8效蒸发冷凝的浓缩结晶过程，分离为淡化水（淡化水可能含有微量低沸点有机物）和浓缩晶浆废液；无机盐和部分有机物可结晶分离出来，焚烧处理为无机盐废渣；不能结晶的有机物浓缩废液可采用滚筒蒸发器，形成固态废渣，焚烧处理；淡化水可返回生产系统替代软化水加以利用。

其主要技术参数如下：

①淡化水含盐量（TDS）<10ppm（可能含有微量随蒸汽出来的低沸点有机物）

②吨淡化水蒸汽耗量=（1/效数）/90%ｔ/t

③吨淡化水电力消耗2－4 kw•h/t（依效数和装置大小而异）

2装置结构方案：

⑴ 低温多效板式蒸发器＋管式蒸发结晶器

⑵ 冷凝器:管式冷凝器

⑶ 除沫型式：每效采用“转角式挡板+旋风复挡+丝网”三级复合除沫系统，确保二次蒸汽（淡化水）清洁。

⑷ 真空泵为自冷式水环泵。

⑸ 系统控制：

装置的温度、压力、液位、流量为系统自动控制调节。

3低温多效浓缩结晶装置技术特点：

工艺特点：

①该装置采用混程给水，使相同造水吨位装置的吨水电耗较国外工艺减少40%--50%。

②由于混程给水，废水从高温效依次进入低温效，浓度逐渐升高，温度逐渐降低。避免了国外工艺中，由低温效向高温效循环给水引起的在高温效给水浓度升高，有效减轻了高温效的结垢和腐蚀情况。

③水量在蒸发器上分布均匀，避免了现有装置喷头式给水不均匀易堵塞的缺点。

④真空系统采用差压抽气装置，各效间准确形成设计压差，使得装置运行稳定可靠。

结构特点：

①采用抽屉式结构，制造装配、检修维护方便；板式蒸发器，拆卸清洗。

②采用板式蒸发器，可实现废水高倍浓缩，无机盐可结晶分离。

③ 采用板式蒸发器，模块化设计，便于大规模批量生产。造价低。

④ 装置结构简单，制造工艺性好。

⑤ 装置配套机电设备全部国产化。

⑥ 吨水装置制造成本较国外公司降低30～40%。

02

生物法

生物处理是目前废水处理最常用的方法之一，它具有应用范围广、适应性强等特点。

化工废水如染料、农药、医药中间体等含盐较高的废水则给生物处理带来一定的难度。这类废水含盐较高，污染严重，必须处理才能排放。

况且，此类废水成分复杂，不具备回收价值，采用其他处理方法成本较高，因此生物处理仍是首选的方法。

无机盐类在微生物生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但盐浓度过高，会对微生物的生长产生抑制作用。

主要抑制原因在于：

盐浓度过高时渗透压高，使微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；

高含盐情况下因盐析作用而使脱氢酶活性降低；

高氯离子浓度对细菌有毒害作用；

由于水的密度增加，活性污泥容易上浮流失。

为此，高含盐废水的生物处理需要进行稀释，通常在低盐浓度下(盐浓度小于1%)运行，造成水资源的浪费，处理设施庞大、投资增加，运行费用提高。

随着水资源的日趋紧张，国家出台的保护水资源各项法规和收费的实施，给高含盐废水处理的企业带来了负担。

生物处理法具有经济、高效、无害的特点，被广从0提高至30g/L时，在为驯化的系统里有机物（以COD的形式）去除率从97%降至60%，氮（N）的去除率从88%降至68%；在经过驯化的系统里，当盐的质量浓度从5g/L提高至30g/L时，COD去除率从90%降至71%，N的去除率85%降至70%。

SBR工艺处理含盐废水，通过逐步提高盐度的方法驯化出耐高盐的活性污泥，采用序批式生物膜法(SBBR)进行模拟高盐废水的处理试验，对盐度为0和2%，COD为300 mg/L的高盐废水进行研究。

结果表明，在每周期12 h、曝气量0.6 L/min、平均污泥质量浓度2 000~3 500 mg/L、污泥龄为18 d条件下，出水COD去除率变化不大，分别为97%和93%，而相应的出水NH4+-N去除率从93%降低到72%，表明废水盐度增大，对系统的硝化能力有较大影响。

改变进水有机负荷对出水COD去除影响不大，该系统耐有机负荷冲击能力较强。

厌氧 · 发表于 2021-5-18 17:42:17

1 碟管式反渗透（DTR0）技术+蒸发结晶技术

碟管式反渗透（DTRO）技术是一种高效反渗透技术，最早始于德国，相对于卷式反渗透其耐高压、抗污染特点更加明显，即使在高浊度、高SDI值、高盐分、高COD的情况下，也能经济有效稳定运行，更加适应高盐废水的处理。国内主要应用于垃圾渗滤液与海水淡化、苦咸水淡化工程。

碟管式反渗透DTRO膜浓缩后的浓盐水TDS含量100000～150000mg/L，回收70%～80%蒸馏水，并采用结晶技术将盐分结晶成固体进行回收利用，多效蒸发工艺和蒸汽机械再压缩工艺，产生的二次蒸汽，压缩后使压力和温度升高，热焓增加，然后送入蒸发器的加热室作加热蒸汽使用，充分利用能量。其产水经过次优分级，分别回用于脱盐水处理和循环水处理系统。DTRO盐截留率为98%～99.8%，结晶的干化固体资源化回收利用。最终达到液体零排放要求。

2 焚烧工艺技术

如前所述，对于高COD、高盐废水，可采用直接焚烧的方法进行处理。焚烧法处理高盐废水始于20世纪50年代，是将高盐废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化分解成为二氧化碳、水及少许无机物灰分。

在高盐有机废水焚烧前，应当过滤废水中的悬浮物，或者采用加热等方法降低废水黏度，以防止堵塞喷嘴并提高废液雾化效率。对于不同类型的工业高盐废水，有时还要进行酸碱中和处理，以防止酸腐蚀设备、过碱出现污垢。在焚烧阶段，焚烧温度需要根据高盐废水物性确定，还需控制焚烧时间、通气量等因素，以达到较好的焚烧效果。最后，在烟气处理阶段，由于废液中常含有N、S、Cl等元素，通常焚烧会产生含NOx、SOx和HCl的污染性气体。因此，对产生的烟气需进行净化处理，达标后才可排放。

3 蒸发浓缩-冷却结晶工艺技术

蒸发浓缩-冷却结晶工艺技术是通过蒸发，使高盐废水浓缩，最后对浓缩液进行冷却，从而使高盐废水中可溶性盐类物质结晶分离出来的工艺技术。该工艺能使部分盐类物质分离出来，得到结晶盐类化合物，而结晶母液则需要返回至前面蒸发阶段进行再循环蒸发浓缩处理。

该工艺技术适用于高盐废水中COD相对较低、所含盐类的溶解度相对温度变化敏感的高盐废水，通过控制结晶温度，可能得到比较纯净的结晶盐。但当废水中盐类相对的温度变化不敏感时，例如，废水中所含主要盐类为氯化物时，采用冷却结晶方式进行盐的分离，效率很低。此外，在冷却结晶工艺中，会有大量冷却母液需要返回到前段工艺流程再次加热蒸发、浓缩处理。这样，会导致整个工艺流程长、能耗高，处理效率较低。

4 蒸发-热结晶工艺技术

在蒸发-热结晶工艺流程中，首先将高盐废水进行蒸发、浓缩，随后利用旋转薄膜蒸发器，对高盐废水浓缩液进行继续加热，使其进一步蒸发、浓缩，形成过饱和盐液。最后，通过冷却，使过饱和盐液温度降低至40℃以下，得到盐泥，从而实现高盐废水中可溶性盐类物质的彻底分离。其中，关键设备是旋转薄膜蒸发器。

蒸发-热结晶工艺技术的创新在于：采用薄膜蒸发方式，处理含盐的黏稠浓缩液，其蒸发效率高，容易使含盐浓缩液达到过饱和，有利于盐类物质持续不断地从黏稠液中分离出来，从而实现了盐类物质分离的连续化，并且无母液返回再次循环加热，能耗较低。由此，该工艺技术对高盐废水中所含盐类物质无特殊要求，能实现对所有高黏度、高盐度废水的高效、连续处理，并能够实现盐类物质的100%分离。目前，该工艺技术已成功用于酸性高盐废水的回收处理。‍