高盐废水类废盐纯化

1.概况

高盐废水是指总含盐质量分数至少1%的废水.其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等.这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)。含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。

高盐废水来源广泛，在化工生产中，化学反应不完全或化学反应副产物，尤其是染料、农药等化工产品生产过程中产生的大量高COD、高盐的有毒废水；还有在废水处理过程中，水处理剂及酸碱的加入带来的矿化，以及大部分水回收后产生的浓缩液，都会增加可溶性盐类的浓度，形成所谓的难于生化处理的高盐度废水。因此对于如何去有效处理工业生产中产生的高盐废水盐的纯化是一个很大的行业难题，也是很多企业现在的迫切需求所在。

目前我国大部分企业对高盐废水的处理主要是脱除其中有机物以及脱盐。其常用的方法主要有蒸馏法、膜分离法、微滤法以及生物处理技术或是最简单的焚烧法等，但这些方法要么运行难度大，要么处理费用高，而且无法对最终的盐进行纯化，所以最终的效果不是很理想。

 

2.高盐废水现状和困局

高盐废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等.这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质等)。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。其特点是可生化性低，具有COD浓度高、色度高、有毒等，常规水处理技术难以治理，其盐的纯化已成为工业废水处理难点。

① 一般高盐废水色度大，一般方法难以去除；

② 高盐废水有毒性，其中物质种类繁多，可生化性低。

近年来，国家对生态环境保护日益重视，对废水排放标准及区域废水排放总量控制日趋严格，为了保证相关行业的可持续发展，高盐废水治理技术也不断呈现出新的思路，其处理高盐废水的方法主要有蒸馏法、氧化法、特种吸附剂吸附法、膜分离、焚烧法等。

 

蒸馏法--多效蒸发技术（MED）

在蒸发生产中，二次蒸气的产量较大，且含大量的潜热，故应将其回收加以利用，若将二次蒸气通入另一蒸发器的加热室，只要后者的操作压强和溶液沸点低于原蒸发器中的操作压强和沸点，则通入的二次蒸气仍能起到加热作用，进行多次的蒸发操作。这种方法可以较好的进行脱盐，但其缺点是无法去除有机物，盐的颜色较深，只能当作危废进行处理。

 

氧化法

氧化法即向废水中添加强氧化剂和催化剂构成的氧化体系，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终使其氧化分解，能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。这样也能在一定程度上达到对高盐废水的脱色纯化目的。但这种方法也有一些缺点：

（1）处理高浓度污染物时氧化剂的消耗量大，导致废水处理成本较高；

（2）有一定的适用pH值范围，须在限定的pH条件下进行；

（3）常规的氧化体系，容易引进金属离子，需进行后续处理以回收催化剂，且回收成本高，流程复杂，易引起二次污染。

 

特种吸附剂吸附法

吸附法是指利用吸附材料的特种吸附功能，对废水中的特定污染物进行吸附富集，从而使废水中的污染物浓度降低，以达到净化废水的目的。吸附饱和后，利用脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料再生，可重新利用。吸附法是一种非常简单直接的废水处理技术，可将高盐废水中的难处理亦或难降解的有机物去除，吸附出水为无色，从而最终达到纯化盐的目的。吸附法具有很强的吸附能力且易再生，运行成本低，工艺技术成熟，已经成为处理高盐废水的一种有效方法。

 

膜分离法

膜分离技术是利用膜对混合物中的各组分选择透过性能得差异来分离、提纯和浓缩目标物质得新型分离技术。目前常用得膜技术有超滤、微滤、电渗析以及反渗透。其中超滤、微滤用于高盐废水得处理时，只能有效得截留污水中得悬浮物以及胶体，达不到最终得纯化效果，电渗析和反渗透技术虽说可以达到脱盐的效果，但很难去除或无法去除水中的有机物。膜技术的缺点是若废水中有机物含量较高时，膜容易被污染，从而导致操作过程难以正常运转，而且处理成本高，一般企业难以承受。

 

焚烧法

采用焚烧法最是简单，无需进行盐的纯化，可直接焚烧，也可浓缩后焚烧，烟气必须要处理，是很多企业采用处理高盐废水的方法。目前，各地危废处理中心对这种废水的焚烧成本收费都很高，而且因为盐分高，焚烧难度稍大，一般在每吨水上千元左右，随着环保要求的提高，焚烧处理高盐废水的费用还有可能要增加，企业难以承受。

 

上述几种高盐废水纯化盐的处理方法中氧化法虽有效果，但无法将有机物氧化分解完全，而且易产生二次污染；焚烧法由于高额的委托费用也不是长久、经济的废水盐纯化处理方法，吸附法能将废水中的有机物高效去除，是一个处理高盐废水纯化盐的经济、有效的方法。

 

3.行业客户需求

化工类高盐废水的成分复杂, 含有大量带有苯环或其它杂环的有机物质，有的色度极高，并且COD高，因此必须要对废水进行处理，不能直接排放。各种高盐废水纯化盐的处理方法都无法达到既除色又能对其进行去除COD，所以目前达到处理效果与经济成本的最优化是高盐废水处理中的一个发展方向。

产生高盐废水企业客户对废水处理的需要包括以下三点：

（1）高效、稳定的去除废水中的有色物质，并对其高COD进行有效的去除，纯化盐；

（2）一次投资费用低、运行费用低、设备操作维护方便；

（3）工艺先进可靠、无二次污染。

4.海普定制化工艺简介

江苏海普功能材料有限公司地处苏州工业园区，是一家以特种吸附剂、催化剂为核心技术，配套应用工艺开发、技术服务、工程实施等，为客户解决相关环保难题的国家高新技术企业。海普的技术团队分别于2013年、2015年获得苏州工业园区领军人才奖，2015年获得姑苏领军人才奖，江苏海普功能材料有限公司于2015年、2018年连续两次被评为国家高新技术企业，2018获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心。江苏海普功能材料有限公司在吸附材料处理方面具有领先的技术水平，配套的吸附处理工艺高效、稳定，为国内多家行业龙头企业解决了多项环保难题。

海普吸附工艺的原理是利用我公司开发的特种吸附材料对要去除的组分或物质进行选择性吸附，当吸附饱和时，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行，吸附法处理废水常规工艺图见图4-1。

图4-1 吸附处理废水常规工艺图

       采用海普的吸附工艺处理高盐废水时，将废水预先进行相应的pH调节，然后过滤去除其中的悬浮和颗粒物质，之后进入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特种吸附材料能将废水中的有色物质及相关有机物吸附在材料表面，实现有色物质及有机物的脱除。吸附饱和后，先用碱液将吸附材料上的有色物质及有机物脱附，其转移进入脱附液中，再用少量软水洗净残留在吸附材料表面的碱液，之后再用少量的酸进行材料的活化，脱附液可进行氧化或者直接送去焚烧处理。吸附出水为去除有色物质及相关有机物的废水，几乎就是纯的盐水，可进行后续的MVR蒸盐操作，得到纯净的盐，其可作为副产或是固废。工艺流程见图4-2。

图4-2 蒽醌废酸水吸附处理工艺流程

       考虑到高盐废水的波动性和装置运行的连续性，确保处理效果稳定，工业吸附方案需设3台吸附塔两串一脱，即两台串联进行吸附，一台轮换进行脱附。每次前塔进行脱附，脱附好的塔串联在吸附后级，脱附前通过管路阀门切换实现三塔不同的运行状态，使每个塔在脱附、前塔、后塔三道工序间依次循环。图解过程见图4-3，各吸附塔在不同的运行时段按箭头顺序轮换角色。

图4-3 串联吸附（2吸1脱）运行过程图解

6.工艺的核心优势

       目前对于高盐废水纯化盐的处理方法无论是从处理效果还是其操作成本都有各自的缺陷。

       氧化法对高盐废水有一定的去除效率，但氧化法本身材料容易失效板结，且氧化法会产生大量污泥，后续处理复杂，也増加了污水处理成本消耗。

       膜分离技术很难去除或无法去除水中的有机物。其还存在一个缺点是若废水中有机物含量较高时，膜容易被污染，从而导致操作过程难以正常运转，而且处理成本高，一般企业难以承受。

       焚烧法处理，废水的处理成本特别高，给企业的生产带来很大压力。因此寻找一种节约成本、绿色环保而且高效的处理方法迫在眉睫，也是现在高盐废水纯化盐处理产业的焦点。

       采用特种吸附剂吸附法处理蒽醌废酸水，能将废水中的有色物质高效去除，保证处理后的废水为透明无色，满足企业的要求。吸附法的优点有以下几点：

       （1）高效去除废水中的有色物质，并对其盐进行纯化，使其达到固废标准；

       （2）大大降低了企业的废水处理费用，吸附法的处理费用一般为25~35元/吨，远低于焚烧处理的费用；

       （3）对企业现场产生的废水采样样品进行实验，以理论及科技为基础，实验为依据来设计吸附工艺，废水和工艺之间的匹配度100%；

       （4）设备占地节省、结构紧凑，土建和设备投资少；脱附剂多次套用、逐级提浓，药剂利用率高，运行费用低；

       （5）可实现模块组件形式，能根据生产能力灵活调节，安装方便；

       （6）工艺先进、成熟，无二次污染，有强大的技术支持和丰富的工程应用经验。
7.经济效益分析

       废水吸附法对盐进行纯化的经济效益分析

       根据我公司设计的高盐废水盐纯化处理项目方案，采用吸附法去除废水中的有色物质及有机物，当处理规模为200吨/天时，吸附装置投资~480万元，其中吸附设备~280万。高盐废水盐纯化吸附工艺的运行费用~35元/吨，按每天处理200吨，1年运行时间330天计，1年运行费用231万元；脱附液焚烧运行费用为6000元/天，1年运行费用198万元；吸附处理后的废水进行蒸盐操作，将原本的危废变为固废。其危废年处理费用大约为2640万，转换成固废大约为330万元，节省了将近2310万元，而整个设备的投资约为480万，其年运行费用约为429万元，为企业节省了很大一笔资金。
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