高盐废水零排放工艺及设备技术
高盐废水零排放(Zero Liquid Discharge, ZLD)是指通过物理、化学、膜分离、蒸发结晶等工艺技术,将废水中的盐分和污染物分离并资源化利用,最终实现废水全部回用、无液态外排的目标。以下是高盐废水零排放处理的核心工艺及设备技术路线:
一、高盐废水零排放技术路线
1. 预处理阶段
- 目标:去除悬浮物、有机物、硬度、重金属等杂质,防止后续工艺结垢或膜污染。
- 常用工艺:
- 混凝沉淀/气浮:投加混凝剂(如PAC、PAM)去除悬浮物和胶体。
- 高级氧化(如臭氧、Fenton、电催化氧化):降解难降解有机物。
- 软化处理:投加石灰、纯碱或离子交换树脂去除钙、镁等结垢离子。
- 过滤:多介质过滤器、超滤(UF)进一步净化水质。
2. 浓缩减量阶段
- 目标:通过高效膜分离或热法浓缩减少废水体积,降低后续蒸发结晶的能耗。
- 常用工艺:
- 反渗透(RO):适用于低盐废水的初步浓缩,回收率可达60-80%。
- 电渗析(ED/EDR):选择性分离离子,适用于高盐废水浓缩。
- 膜蒸馏(MD):利用温差驱动水蒸气通过疏水膜,适合高盐废水。
- 机械蒸汽再压缩(MVR):通过蒸汽压缩循环蒸发,能耗较低。
- 多效蒸发(MED):多级串联蒸发,适用于高盐废水。
3. 结晶分盐阶段
- 目标:将浓缩后的高盐溶液分离为纯净盐晶体(如NaCl、Na₂SO₄)和少量母液。
- 常用工艺:
- 蒸发结晶器:通过加热蒸发使盐分结晶,可联用MVR技术节能。
- 冷冻结晶:利用低温使硫酸钠等溶解度随温度降低的盐结晶。
- 纳滤(NF)分盐:通过纳滤膜分离一价盐(如NaCl)和二价盐(如Na₂SO₄),实现盐的纯度提升。
4. 最终处置
- 目标:处理剩余母液或杂盐,确保无液态残留。
- 方法:
- 混盐固化:将无法分盐的杂盐与水泥等固化后填埋。
- 高温焚烧:处理含有机物的杂盐,但需控制二噁英等污染物。
二、关键设备
1. 膜分离设备:
- 反渗透(RO)、纳滤(NF)、电渗析(EDR)、膜蒸馏(MD)。
2. 蒸发结晶设备:
- MVR蒸发器、多效蒸发器、强制循环结晶器。
3. 过滤设备:
- 超滤(UF)、多介质过滤器、活性炭过滤器。
4. 高级氧化设备:
- 臭氧发生器、电催化氧化反应器。
5. 盐分质分离设备:
- 冷冻结晶器、离心机、干燥机。
三、工艺组合案例
典型流程:
高盐废水 → 预处理(混凝+软化+过滤) → 膜浓缩(RO/EDR) → 蒸发浓缩(MVR) → 分盐结晶(NF+蒸发结晶) → 纯盐回收 → 母液固化/焚烧
四、零排放的难点与对策
1. 能耗高:
- 优化膜浓缩与蒸发的组合,优先采用MVR等节能技术。
2. 膜污染与结垢:
- 强化预处理,定期化学清洗,选用抗污染膜材料。
3. 杂盐处置:
- 分盐工艺(如纳滤+冷冻结晶)提升盐纯度,实现资源化利用。
4. 成本控制:
- 回收盐产品的经济价值可部分抵消处理成本。
五、应用场景
- 行业:煤化工、电力(脱硫废水)、制药、冶金、印染、海水淡化浓排水。
- 优势:
- 符合环保法规,避免水体污染;
- 回收水资源和盐分,降低原料成本。
六、注意事项
1. 水质分析:需对废水成分(盐种类、有机物、重金属等)进行全面分析,针对性设计工艺。
2. 分盐可行性:若废水中盐分复杂(如NaCl与Na₂SO₄共存),需通过分盐工艺提高盐的纯度。
3. 运维成本:蒸发结晶阶段的能耗和药剂成本需纳入经济性评估。
通过合理组合预处理、膜浓缩、蒸发结晶等工艺,高盐废水零排放可实现废水全回用和盐分资源化,是工业废水处理的终极解决方案之一。
2025年03月03日