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高含鹽化工廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)介紹

時(shí)間:2021年03月29日來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)瀏覽:

在化工廢水處理過(guò)程中,由于工藝需要很多企業(yè)會(huì )產(chǎn)生高含鹽廢水,一直以來(lái),在業(yè)內外的期待、審視甚至要求下,在很多企業(yè)的環(huán)評報告中,高含鹽廢水的最終處理都描述為“零排放”。

高含鹽化工廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)介紹

      那么究竟什么是“零排放”呢?“零排放”是否意味著(zhù)只要水達到循環(huán)利用而零外排就可以了呢?

      “零排放”水處理過(guò)程中對于最終的固體結晶鹽的處理應該如何定義呢?2004年,曾任國家環(huán)保總局副局長(cháng)的宋瑞祥主編的專(zhuān)著(zhù)《零排放——后工業(yè)社會(huì )的夢(mèng)想與現實(shí)》出版,對零排放做了權威解讀。所謂零排放,其字面含義為工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中廢棄物為零,是指無(wú)限減少污染物的排放量直至為零的活動(dòng)。而在處理污染物的過(guò)程中,如果不對最終的固體結晶鹽進(jìn)行處理,無(wú)疑又產(chǎn)生了新的固體污染物,所謂的“零排放”也便成了偷換概念后的偽命題。

高含鹽化工廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)介紹

      雖然很多企業(yè)的環(huán)評報告在廢水處理中均描述為“零排放”工藝,但在實(shí)際應用中會(huì )發(fā)現,只有少數企業(yè)的工況真正具備最終實(shí)現零排放的條件。譬如,有些行業(yè)的含鹽廢水由于組分相對單一,通過(guò)膜濃縮、蒸發(fā)濃縮、蒸發(fā)結晶技術(shù)等工藝流程最終得到了質(zhì)量較好的固體鹽甚至還有有不錯的銷(xiāo)路,最終蒸餾水全部得到了回收再利用,鹽也轉變成了產(chǎn)品,從而實(shí)現了真正的“固、液零排放”。

      但是對于大多數行業(yè)來(lái)說(shuō),由于廢水鹽分較復雜,僅靠單純的簡(jiǎn)單蒸發(fā)來(lái)最終想實(shí)現“零固廢”外排是非常困難的,如果不對鹽進(jìn)行分鹽處理,最終得到的固體雜鹽基本都應作為固體危廢進(jìn)行處置,而當前國內處理固體危廢的成本昂貴,其代價(jià)甚至比前段膜濃縮、蒸發(fā)濃縮、蒸發(fā)結晶各工段成本之和還要高。因此,在整個(gè)高含鹽廢水處理工藝的設計中,如果可以將最終固體產(chǎn)物能夠作為產(chǎn)品銷(xiāo)售而不是危廢處置將具有非常大的應用價(jià)值。

      這里,就應用到了另外一個(gè)概念,即”分鹽處理“。所謂分鹽處理,即根據溶液中對應溫度下各溶質(zhì)溶解度的不同、利用相圖理論進(jìn)行鹽分分離從而得到不同鹽產(chǎn)品的過(guò)程。現有分鹽處理工藝一般為熱法分鹽與冷法分鹽兩種工藝。熱法分鹽工藝在“鉀鈉分離(氯化鉀與氯化鈉)”、“鹽湖化工鹽硝分離(氯化鈉與硫酸鈉)”等領(lǐng)域應用最為廣泛,冷法分鹽在“氯堿化工電解氯化鈉溶液脫硝”、“AC發(fā)泡劑生產(chǎn)工藝碳酸鈉脫除”及一些反應液提純等領(lǐng)域應用較多,當然有些生產(chǎn)流程既可以采用熱法分鹽又可以采用冷法分鹽如“鹽硝分離”。

高含鹽化工廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)介紹

      那么如果對最終的濃縮液進(jìn)行“分鹽處理”,則其處理原則是什么呢?第一點(diǎn),當然是滿(mǎn)足分鹽工藝需要,這也是最基本的要求及分鹽的目的;第二點(diǎn),則是滿(mǎn)足投資與收益經(jīng)濟性需要;第三點(diǎn),應該考慮最終鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問(wèn)題。

      首先說(shuō)第一點(diǎn),在化工廢水中,由于生產(chǎn)企業(yè)當地原水水質(zhì)的原因,很多時(shí)候經(jīng)過(guò)廢水經(jīng)預處理、濃縮后的濃縮液其主要鹽分表現為硫酸鈉與氯化鈉,當然有時(shí)還會(huì )有其他鹽如硝酸鈉等,我們暫以硫酸鈉與氯化鈉為例進(jìn)行鹽硝分離的工藝討論。鹽硝熱法分離已經(jīng)屬相對成熟的工藝,在鹽湖化工中也已得到了多年的廣泛應用,通過(guò)工藝控制最終可以得到工業(yè)級硫酸鈉與氯化鈉;而冷法鹽硝分離伴隨著(zhù)DTRO膜高壓濃縮工藝及NF/RO組合工藝的推廣也日益得到了推廣應用,尤其是NF/RO組合工藝可以在比DTRO膜工藝大幅度降低投資及運行成本的條件下獲得含鹽濃度高達16%的濃縮液,使得冷法分鹽無(wú)論從投資還是從運行成本上較熱法均具有了更大的優(yōu)勢和推廣價(jià)值,尤其是納濾后的氯化鈉溶液純度98.5%以上,而二價(jià)離子側冷凍結晶后得到的芒硝,母液富集的雜質(zhì)不會(huì )隨芒硝一起析出,因此芒硝本身純度就會(huì )很高,而芒硝經(jīng)融化再結晶后可以得到更高純度的無(wú)水硫酸鈉。而采用熱法分鹽則雜質(zhì)富集對蒸發(fā)的影響相對更大,我們在第三點(diǎn)討論時(shí)會(huì )提到。

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      第二點(diǎn),關(guān)于投資于收益經(jīng)濟性綜合考慮。如果來(lái)水量很小,或者來(lái)水含鹽濃度很低,則如果再投入較大資金去做分鹽處理則經(jīng)濟性相對較差,我們一般按三年危險固廢處理成本與分鹽投資成本進(jìn)行比較,如果前者更大,則適合采用分鹽投資,如果后者額度更大則適合采用直接蒸發(fā)做混鹽危廢處理。

      第三點(diǎn),關(guān)于最終鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問(wèn)題。一般來(lái)講,在工藝合理的條件下,要得到純度更高的鹽則意味著(zhù)需要外排更多的雜鹽母液,如果雜鹽母液的處理成本及最終雜鹽固體的處置成本過(guò)高,則意味著(zhù)單純提高鹽產(chǎn)品純度付出了更高的雜鹽處理代價(jià),因此分鹽工藝是否合理從經(jīng)濟角度來(lái)講并不是得到的鹽的純度越高越好,而是取一個(gè)相對合理的鹽的純度,盡量減少外排母液的處理量防止造成最終合計成本的增加。

      當然,談到上述第三點(diǎn),有人也許會(huì )提出最終外排母液經(jīng)雜鹽蒸發(fā)后還是得到了固體危廢,這其實(shí)就回到了我們開(kāi)篇所談到的“零排放”是否一定合理的問(wèn)題。相對而言,“零排放”是個(gè)理想化的概念,真正做到零排放需要相對理想化的工況才可以實(shí)現。而如果不計成本單純追逐“零排放”也并不一定合理,相對而言,更具有可操作性的應該是實(shí)現最大限度地“污染物減量化排放”,減量化排放也才應該成為目前高鹽廢水處理的主流工藝。

      說(shuō)一個(gè)題外話(huà),也是當前高鹽污水處理過(guò)程中所存在的一個(gè)非常嚴重的隱患即固體混鹽的最終走向。由于作為危廢處理成本太高,有些企業(yè)將混鹽堆積或填埋,天長(cháng)日久勢必對土壤、地下水及環(huán)境造成重大影響;有些企業(yè)則將混鹽交給一些不法人員進(jìn)行處置,而不法人員有的將混鹽摻進(jìn)其他工業(yè)產(chǎn)品造假使用,有的甚至將廢鹽加工成食用鹽,如當年發(fā)現的“農藥廢渣鹽”進(jìn)入餐桌就是典型的案例。因此國家在加強污水處理監管的同時(shí),必須加強對污水處理后最終固體鹽的管理,引導采用分鹽工藝將廢水鹽做成合格的工業(yè)產(chǎn)品,否則數量成千上萬(wàn)的污染企業(yè)排放的固體鹽最終將造成嚴重的環(huán)境問(wèn)題與社會(huì )問(wèn)題。