工業廢水零排放脫鹽過程中不可避免地會(huì)產生大量濃鹽(yán)水,濃鹽水的(de)主要(yào)成分是無機鹽、重金屬,也含有預處理、氯化(huà)、脫氯和(hé)脫鹽等過程所(suǒ)用的少(shǎo)量(liàng)化學品,如(rú)阻垢劑、酸和其他反應產(chǎn)物,濃鹽水的處理已經是製約著各行(háng)業工業廢水零排(pái)放的關鍵技術。
濃鹽(yán)水處理技(jì)術包(bāo)括濃鹽水濃縮技術和濃鹽水最終(zhōng)處置(zhì)技(jì)術。一方(fāng)麵為盡可(kě)能回收水資(zī)源,另(lìng)一方麵由於濃(nóng)鹽(yán)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(liàng)濃度達到50000~80000mg/L,以減小最終處置工(gōng)藝的規模,減少投資及節約能源(yuán)。
1濃鹽水最終處置技術
目(mù)前濃鹽水最終處置根據各企業(yè)實際(jì)情況和周(zhōu)圍水(shuǐ)環境容量有多種方法。
1.1直接排放
(1)地表水直接排放由於《汙水綜合排放(fàng)標準》(GB8978—1996)和《城鎮汙(wū)水處理廠汙染物排放標準(zhǔn)》(GB18918—2002)等國家標準均未對TDS進(jìn)行限(xiàn)製,因此目前仍有部分濃鹽水(shuǐ)經處理後,隻要標準(zhǔn)中限定的各類汙染物質(zhì)含量不超標(biāo)就直接排入(rù)地表水或海水中。
濃鹽水直接(jiē)排放需注意以下問題:
①如果在出口的水體循環能力(lì)很強,濃水的(de)高TDS濃度會得到快(kuài)速的分散(sàn),但如果將大(dà)量的濃水排入(rù)鹽(yán)度較小的(de)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(de)毒害。
②排水(shuǐ)口的結構要保證達到混合(hé)條件,對接受水體不會(huì)產生任何破壞(huài),諸如水生物、野生動物和周圍的區(qū)域等。在高度紊流下一般采用簡(jiǎn)單的管口排放,將濃水排入大(dà)量的接(jiē)受水中足以保證稀釋和(hé)混合(hé)。但大多數情況都采用擴散器型式的排水口,以改善混合條(tiáo)件(jiàn)。
(2)深井注(zhù)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(tiān)氣條件的影響。但實施深井注射的過程非常複雜,對地理條件的要(yào)求(qiú)相當特殊(shū),選擇的地(dì)點必須與適於飲用的含水層相(xiàng)隔(gé)離,所以注射位置要低於所有鄰近的(de)含水(shuǐ)層,岩土的透射性要相對較高以便於注射。深井注射費用高,對設計和施工要求也很高,且存在汙染地(dì)下水源(yuán)的可能性,固(gù)此方法需慎重選用。
(3)排(pái)入市政汙水處理係統(tǒng)
濃鹽水直接排入市政汙水管網,隻是一(yī)種責任的轉移,增加了市政汙水處理工藝(yì)的負擔。由於(yú)過高的TDS可能會對市政汙(wū)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(zhèng)部門及汙水(shuǐ)處理廠的許可。
1.2濃鹽水再利用
(1)生產用水根據生產工(gōng)藝特點,可以(yǐ)將濃鹽水用(yòng)於(yú)衝渣、調濕等。
例如,煤化工(gōng)行業通常將濃鹽水作為煤堆場及(jí)灰渣場的除塵灑水,鋼鐵企業通常將(jiāng)濃鹽水用於原料場灑水、高爐水渣處理或煉(liàn)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(dù)高,進(jìn)入原料煤容易腐蝕設備;濃鹽水進入灰渣場(chǎng)容易造成二次汙染,亦會影響灰渣綜合利用產品的質量。盡管將濃鹽水作為煤堆場及(jí)灰渣場的除塵灑水存在上述問題,但由於其成本低廉,在一些行業仍然廣泛應用,特別是鋼鐵行業(yè)。
但濃鹽水中含有環境優先控製的汙染物時,則需慎重使用,某鋼鐵(tiě)企業曾經(jīng)出現過使用焦化廢水濃鹽水衝渣,因焦化廢水(shuǐ)中含有大(dà)量揮發性和半揮(huī)發性有機物,氣味嚴重,引起當地居民投訴、企(qǐ)業工人罷(bà)工的事件。
(2)灌溉用水(shuǐ)濃鹽水可用於耐鹽度高的植(zhí)物、產籽類作肥,還可以作為生態景區的補水,可以節約水資(zī)源,尤其是在水資源貧乏(fá)的(de)地區,所以灌溉也是一種水資(zī)源(yuán)保護的方法。但濃鹽水用於灌溉可能會對土(tǔ)壤及地表水產生汙染,故此方法不是理(lǐ)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,發塘是在地麵上挖(wā)出一個窪地充當濃縮濃(nóng)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,並(bìng)定期除去殘留的(de)固體鹽(yán)分。
針對自然蒸發塘蒸發速度慢、蒸發麵(miàn)積大(dà)的缺(quē)點,近(jìn)年來開發了一(yī)種機(jī)械式(shì)蒸發塘,利用機械(xiè)霧化蒸發器將各種水霧化(huà)噴入大氣,增加霧化水滴在大氣中的比表麵積和“懸浮時間”,加速水的蒸發效果,相同的水塘麵積機械蒸發的速度是(shì)自(zì)然蒸發塘的14倍以上。
蒸發塘有(yǒu)易建造、維護和操作費(fèi)用較低、可利用太陽能等優勢。但2015年5月27日(rì),環保部發(fā)布了《關於加強工業園區環境保護(hù)工作的指導意見》征求意見(jiàn)稿,明確要求:“各類園區不得以晾曬(shài)池、蒸發塘等替代規範的汙水處理設施。”隨著各類蒸發塘環保事故頻發(fā),蒸發塘將逐步淘汰。
(2)蒸發(fā)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,然後結晶析出的結晶器。目前強化蒸發結晶技術(shù)主要有(yǒu)機械壓縮蒸發工藝(MVR),多效蒸發(MED),多級閃蒸(zhēng)(MSF),膜蒸餾(MD)等(děng)。
采用蒸發技術處理的高含鹽廢水,在(zài)蒸發器內蒸發過(guò)程中,極易在超出其飽和溶解度極限的情況下被濃縮時,水裏的(de)鹽(yán)分(fèn)很(hěn)容易結晶附著在換熱(rè)管的表(biǎo)麵形成結垢,影響換熱器的(de)效率,嚴重時堵塞換熱管。“晶(jīng)種法”技術(shù)解決了蒸發器換熱管的結垢問題,成(chéng)功地應用於各種含鹽(yán)工業廢水的處理,並(bìng)被廣(guǎng)泛采用。
蒸發結晶(jīng)器在製鹽及海水淡化領(lǐng)域的應用已經比較普遍,技術成熟(shú)。在工業廢水零排(pái)放中,也有應用比較成功的案(àn)例(lì),如大唐(táng)克唐煤製氣公司濃鹽水結晶采(cǎi)用(yòng)強製循環與真空(kōng)負壓的三效低(dī)溫減壓蒸發結晶器(qì),濃縮後的濃縮液固體含量高達30萬mg/L以上,經第三效排料(liào)口(kǒu)排至雙級活塞推料離(lí)心機直接固化,固化後含固率高達95%以上。該項目至2013年投產以來,運行(háng)一直效果較好(hǎo)。蒸發結晶器投資和運行費用都極高,且運行管(guǎn)理(lǐ)複雜,這些缺點製約著蒸發結晶工藝發展及應用。
濃(nóng)鹽水(shuǐ)中不僅鹽(yán)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(tuǒ)善處置,防止二次汙(wū)染。濃鹽水的各種處置技術都(dōu)有(yǒu)一(yī)定的適用條件和存在一些亟需解決的問題,是目前限(xiàn)製(zhì)工業廢水零排放的瓶(píng)頸技術,也(yě)是今後環境工作(zuò)者的(de)研究重點。


