工業廢水零排放中的濃鹽水最終處置技術

羅金華

（中冶賽迪工程技術股份有限公司，重慶 401122）

工業廢水零排放中的濃鹽水最終處置技術

羅金華

（中冶賽迪工程技術股份有限公司，重慶 401122）

介紹了濃鹽水最終處置的各種技術、適用條件和存在問題，對濃鹽水處置的工程應用具有一定的指導意義。

廢水零排放；濃鹽水；蒸發結晶

工業廢水零排放脫鹽過程中不可避免地會產生大量濃鹽水，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、酸和其他反應產物[1]，濃鹽水的處理已經是制約著各行業工業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50 000～80 000mg/L[2]，以減小最終處置工藝的規模，減少投資及節約能源。目前，GE公司和陶氏公司開發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各企業實際情況和周圍水環境容量有多種方法。

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，對接受水體不會產生任何破壞，諸如水生物、野生動物和周圍的區域等。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

濃鹽水直接排入市政污水管網，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）生產用水

根據生產工藝特點，可以將濃鹽水用于沖渣、調濕等。例如，煤化工行業通常將濃鹽水作為煤堆場及灰渣場的除塵灑水，鋼鐵企業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，在一些行業仍然廣泛應用，特別是鋼鐵行業。但濃鹽水中含有環境優先控制的污染物時，則需慎重使用，某鋼鐵企業曾經出現過使用焦化廢水濃鹽水沖渣，因焦化廢水中含有大量揮發性和半揮發性有機物，氣味嚴重，引起當地居民投訴、企業工人罷工的事件。

（2）灌溉用水

濃鹽水可用于耐鹽度高的植物、產籽類作肥，還可以作為生態景區的補水，可以節約水資源，尤其是在水資源貧乏的地區，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生污染，故此方法不是理想的濃鹽水處理方法，僅在少數場合作用。

1.3 濃鹽水固化

（1）蒸發塘

濃鹽水的蒸發最早基本上都采用蒸發塘進行自然蒸發結晶，發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池中讓其逐漸蒸發，并定期除去殘留的固體鹽分。針對自然蒸發塘蒸發速度慢、蒸發面積大的缺點，近年來開發了一種機械式蒸發塘，利用機械霧化蒸發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”，加速水的蒸發效果，相同的水塘面積機械蒸發的速度是自然蒸發塘的14倍以上。

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

（2）蒸發結晶器

蒸發結晶器主要是指利用各種流程使溶液在生產的工況下達到過飽和，然后結晶析出的結晶器。目前強化蒸發結晶技術主要有機械壓縮蒸發工藝（M V R），多效蒸發（MED），多級閃蒸（MSF），膜蒸餾（MD）等。采用蒸發技術處理的高含鹽廢水，在蒸發器內蒸發過程中，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”技術解決了蒸發器換熱管的結垢問題，成功地應用于各種含鹽工業廢水的處理，并被廣泛采用。

蒸發結晶器在制鹽及海水淡化領域的應用已經比較普遍，技術成熟。在工業廢水零排放中，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與真空負壓的三效低溫減壓蒸發結晶器，濃縮后的濃縮液固體含量高達30萬mg/L以上，經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年投產以來，運行一直效果較好。

蒸發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結晶工藝發展及應用。

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環境有害的物質，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，是目前限制工業廢水零排放的瓶頸技術，也是今后環境工作者的研究重點。

[1] 羅金華.鋼鐵工業廢水零排放中的濃鹽水處理技術[J].冶金動力，2011，2（144）：57-59.

[2] 曲風臣.煤化工廢水“零排放”技術要點及存在問題[J].化學工業，2013，31（23）：18-24.

[3] 耿翠玉，喬瑞平，任同偉，等.煤化工濃鹽水“零排放”處理技術進展[J].煤炭加工與綜合利用，2014，（10）：34-42.

Final Disposal Technology of Concentrated Brine in Zero Discharge of Industrial Wastewater

Luo Jin-hua

This paper introduces the various technologies，applicable conditions and existing problems of the fi nal treatment of concentrated brine，which has certain guiding signif i cance for the application of brine treatment.

zero discharge of wastewater；concentrated brine；evaporative crystallization

TF085

：A

：1003–6490（2017）04–0217–02

2017–04–02

任述飛（1980—），男，寧夏銀川人，初級工程師，主要從事電力管理工作。

收稿日期：2017–04–08

作者簡介： 羅金華（1973—），女，四川資陽人，高級工程師，主要研究方向為給水及廢水處理。