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第 1 页共 8 页 高含盐废水零排放蒸发结晶技术分析
前言 含盐废水的零排放处理，是目前化工企业污水处理的重要发展目标之一，该整处理技术主要是指，高效地控制含盐废水当中的污染物质，综合利用各种处理手段，实现零排放的污水处理目标。虽然，在实际的污水处理过程当中，这种拖延处理手段可能会比较复杂，但是，通过技术优化组合，最终可以实现零排放的处理效果。
目录
前言 ................................................................................................................................................................................. 1 1. 高含盐废水零排放的含义及其意义 ............................................................................................................ 1 2. 高盐废水零排放蒸发处理技术现状分析 .................................................................................................. 2 3. 几种蒸发工艺流程介绍 .................................................................................................................................... 3 3.1. 蒸发结晶技术 .............................................................................................................................................. 3 3.1.1. 概述......................................................................................................................................................... 3 3.1.2. 多效蒸发 ............................................................................................................................................... 3 3.1.3. 热力蒸汽再压缩蒸发 ...................................................................................................................... 4 3.1.4. 机械蒸汽再压缩蒸发 ...................................................................................................................... 4 3.1.5. 膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发 ................................................................................................... 5 3.1.6. 几种蒸发器的比较 ........................................................................................................................... 6 3.2. 膜浓缩与蒸发结晶耦合技术 ................................................................................................................. 6 4. 废水“近零排放”处理技术难点分析 ............................................................................................................. 7 4.1. 预处理技术难点分析 ................................................................................................................................ 7 4.2. 资源化技术难点分析 ................................................................................................................................ 7 5. 几种蒸发工艺流程管理工作 .......................................................................................................................... 7 6. 蒸发结晶技术在高含盐废水处理领域的应用 ........................................................................................ 8 7. 结束语 ...................................................................................................................................................................... 8
1. 高含盐废水零排放的含义及其意义 废水零排放指的是对工业生产产生的废水进行清洁，将废水中的污染物以固体析出的形式进行处理，减少废水中的污染物无限接近于零的活动。该活动
第 2 页共 8 页 充分体现了对自然生态环境的保护，同时将处理过后的非废水进行再次利用，减少对不可再生资源的消耗，强调可持续发展理念，在一定程度上节约企业的生产成本。
随着现在工业发展进程的加快，各种化工企业层出不穷，对自然环境的威胁也更加的大。又因为国家政府和社会公众对环境保护问题越来越重视，特别是对于化工企业本身而言，对水质的要求也越来越高，因此高含盐废水的零排放领域的相关技术研究更加重要。
2. 高盐废水零排放蒸发处理技术现状分析 当前人们处理高盐废水时，采用的工艺方法时生物法与非生物法。其中，生物法中包含普通活性污泥与生物膜方法，可以将高盐废水中有机物去除，但是生物法处理系统与化工厂内环境条件、高盐废水的水质有关系，微生物在高盐废水中生物代谢功能可能丧失，因此生物法的效果可能无法达到预期目标。
非生物法中主要包含蒸发、膜分离以及电解法等，这些高盐废水处理技术成本较高，污水处理周期比较长，在高盐废水处理时存在一定局限性。人们将蒸发处理技术加以优化和改进，将其变为蒸发结晶技术。该技术是当前化工厂高盐废水零排放的主要方式，蒸发需要通过加热装置将高盐废水加热，让废水中部分溶剂汽化后变为蒸汽，增加高盐废水的盐浓度，为溶质的析出提供便利条件。
高盐工业废水所含盐类主要为 Cl⁻、SO 42− 、Na⁺、Ca²⁺、K⁺等，不同行业的工业废水所含无机盐离子有很大不同。含盐量一般以氯化钠计，其中总含盐质量分数至少为 1%。高盐工业废水的来源主要有 4 个：
①一些化工企业所在地区湖水、地下水的含盐量比较高，这些地区需要通过水质净化的方式来获得生产所需的工业用水，但是在水质净化的过程当中，需要对原有水源进行浓缩，本身就会造成大量的浓缩废水，这种废水的集中排放，导致了高盐工业废水含量增加； ②一些化工企业在生产的过程当中，会通过废水循环技术来减少自己生产过程当中的水资源消耗量，但是这种循环技术会导致废水当中的含盐量不断的积累，从而造成高盐废水排放含量的上升； ③从目前的时间情况来看，我国高盐废水产生量，基本上占总废水排放量
第 3 页共 8 页 的 5%，虽然从数据来看，整体比例并不高，但是却是以每年 2%的速度在高速增长。因而，如果不对高盐废水进行集中处理，就可能会造成非常严重的环境污染问题； ④一些化工企业没有对自己的高盐废水进行无害化处理，甚至是通过直接排放的方式就近处理。这种落后的排放手段导致工业生产过程的高盐废水排放率超标。
3. 几种蒸发工艺流程介绍 3.1. 蒸发结晶技术 3.1.1. 概述 蒸发结晶技术主要是利用太阳能的自然蒸发水和蒸发综合技术，来江高盐废水当中含有的盐成分，通过固态结晶的方式进行沉淀，这种蒸发结晶技术主要是通过蒸发动力学原理，将高浓度的含盐工业废水转化为低盐工业废水。从生产实践情况来看，这种蒸发结晶技术非常适合于我国西北地区的化工企业，这些地区温度比较高，湿度比较低，降雨非常稀少，且有广袤的土地可以进行利用。应用这种蒸发结晶技术来对高盐废水进行处理，成本比较低效果比较好，操作，工序比较简单，不会造成二次的环境问题，还可以对当地的干燥天气具有一定的缓解作用。蒸发池的持续有效运行要求蒸发速率大于高浓盐水的连续排放速率，这就要求蒸发池占有足够大的面积，蒸发速率受天气的影响很大。要实现这一目的，就必须克服上述限制因素。
3.1.2. 多效蒸发 多效蒸发(Multiple Effect Evaporation，MEE)其实质是将多个蒸发设备串联成一个系统，上一个蒸发器所释放出来的二次蒸汽为后一个蒸发器提供能源，从而有效的提升了能源的使用效率。图 1 为五效蒸发的流程简图。经过试验我们发现，多效蒸发系统实用性较强，操作十分简便，系统运行稳定安全。
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图 1 多效蒸发流程示意图 3.1.3. 热力蒸汽再压缩蒸发 热力蒸气再压缩蒸发其实质是结合热泵激励，系统运行所产生的蒸汽通过文丘里蒸气喷射式热泵，来构建负压条件，将前一个加热室内的二次蒸汽进行收集，并对系统进行增压，升温处理之后将产生的蒸汽当做是热能加以利用，流程如图 2 所示。结合整个系统的特征进行分析我们发现，运用热力蒸汽压缩设备所能够节约的能源与增加蒸发设备所形成的能源量十分接近，所以适合大范围的加以利用。TVR 技术其实质是结合喷射泵原理进行实践操作，整个系统结构简单，效果明显，并且操作十分简便。
图 2 机械式蒸汽在压缩蒸发流程示意图 3.1.4. 机械蒸汽再压缩蒸发 机械式蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recompression，MVR 或 MVC)，又
第 5 页共 8 页 称机械热压缩，其流程示意图见图 3。MVR 借助专门的压缩设备将蒸汽设备运行形成的二次蒸汽进行压缩，在完成加工处理之后，运送到加热设备进行升温处理，促使料液自身温度进行提升，在这个过程中，热蒸汽会发生冷凝形成水分。在系统开启的过程中，需要大量的生蒸汽，在稳定的运行中可以暂停蒸汽的供应，这样就有效的提升了热效率，并降低了对外部热能的需求量，起到了控制能耗的作用。MVR 所使用的是单效操作的方式，料液的储存时长较短，能源损耗以及系统运行成本相对较低，所以受到了人们的青睐。
图 3 降膜式机械蒸汽在压缩循环蒸发器工艺图 3.1.5. 膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发 降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是现如今针对高含盐废水进行处理的最直接，最高效的方法。这种蒸汽设备其实质是借助降膜式蒸发形式，并且在原有机械蒸发的基础上，在整个系统中安设了液体再循环泵结构，实现液料的循环使用，图 3 为该工艺的流程简图。
待处理的高含盐废水流入到换热设备进行升温处理，时候通过除气设备，将水体中中的氧气和二氧化碳进行清除，随后流入到浓缩设备底部，在浓缩设备内部与循环盐水进行混合。混合之后的液体顺着管道流入到换热管道的顶部水箱之中，借助换热管顶层安设的管道部件流入到换热管道之中，形成均匀状态的薄膜下沉到地槽，并且与管道外层的蒸汽产生的热能进行混合之后蒸发。
管道内蒸汽与没有蒸发的盐水一并下沉到地槽，地槽位置的二次蒸汽通过压缩机的处理之后，流入到浓缩设备中设置的换热管道之外，对盐水膜实施加热处理，促使盐水能够进行蒸发，压缩蒸汽会在换热管道的外层降温最终形成蒸馏水，蒸馏水经过设置的管道后备输送到储存罐中等待使用，在这个时候，
第 6 页共 8 页 需要对流入的废水进行升温处理，地槽位置的部分盐水会被排放岀来，这样才能实现浓缩设备中盐水浓度的控制工作。
3.1.6. 几种蒸发器的比较 当前，多效蒸发(MEE)技术成熟，适合大范围的对废水进行处理，所形成的蒸汽量较为巨大，因为各个有效压力和温度形成一个阶梯状分布形式，为了提升蒸发的效率，需要逐渐的扩大换热的面积，但是这样往往会增加成本，所以要对效数加以控制。
热力蒸气再压缩蒸发(TVR)，将一部分二次蒸汽压缩，提高热恰后作热源，节省了部分生蒸气，比 MEE 工艺更加节能，但 TVR 在蒸发过程中仍需连续供给生蒸气。机械蒸汽再压缩蒸发(MVR)能最大程度地利用二次蒸汽，节能效果显著。
MVR—般采用单效操作，在启动时需要新鲜蒸汽供给，正常运行后不需另行供给蒸汽。但 MVR 对蒸汽压缩机能力的要求很高，蒸汽压缩机基本采用国外进口，价格高昂。其总体优势在于低能耗、低成本运行，占地面积小，公用工程配套少。降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发不但具有 MVR 的优点，并以单体蒸发器集多效降膜蒸发于一身，即单效蒸发器可以达到多效蒸发的效果，液料强制循环还可以减少堵塞。
3.2. 膜浓缩与蒸发结晶耦合技术 化工企业还可以综合使用膜浓缩技术与蒸发结晶耦合技术，避免单独使用单一技术而造成整体增发效果不良。技术人员可以首先对高盐工业废水进行么浓缩转化，将高盐工业废水转化为低盐工业废水，直到废水中的盐浓度含量小于每升 240g 时，再进行结晶处理，通过这种方式，化工企业的结晶装置规模可以减少，这就意味着高盐废水的处理单次投入减少，有利于化工企业的可持续发展。
当废水中悬浮物浓度较高或硬度较高时，应降低废水中悬浮物浓度和硬度，以防止污垢膜系统的发生。与反渗透膜相比，膜分离技术具有操作压力低、能耗低、截留离子、部分离子和有机化合物等优点，相对分子质量为200μ1000。该工艺是在低硬度、零硬度、高 pH 值的条件下运行的反工艺。在上述条件下，有机物完全溶解在水体中，但不会发生在膜上，微生物等生物难
第 7 页共 8 页 以生存，硅的溶解度增加，膜污染、难降解等问题十分突出。目前这种综合性的生物分离技术，是国际市场当中的主流处理方式，成本较低、效果非常好、适用场景广泛，具有良好的应用前景。
4. 废水“近零排放”处理技术难点分析 4.1. 预处理技术难点分析 在处理高盐工业废水时，关键步骤是对高盐废水进行挥发性物质的预处理，经过进一步处理后这些物质产生经济价值的产品。预处理中常用的预处理方法是甲基化，因为提取废水中的副产物浓度低于其他类型的有机污染物，从而促进了后续生物技术的应用，但该技术的稳定性还有待提高，且不能有效地抑制有毒物质。预处理后，污染物、氮、氧浓度下降，但油浓度仍保持在0.1~0.2g/L，不能满足后续生物技术的处理要求，煤破碎气化废...
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