摘要：煤化工高盐废水主要来源于煤气净化过程中煤气洗涤废水、循环水系统排水、除盐水系统排水、回用系统浓水等。目前，通常采用各种组合工艺对高盐废水进行深度处理，从而实现高盐废水的“零排放”目标。鉴于此，本文对煤化工高盐废水分质盐零排放技术的运行效果进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：煤化工；高盐废水；分质盐；零排放
一、试验部分
1、试验装置
本试验搭建中试装置的进水量为 10 m 3 /h，以某煤化工企业中水回用系统产生的浓盐水为原水，采用多种组合处理工艺，以实现废水的零排放以及产品水和产品盐的达标回用。中试装置整体水回收率大于 98%，结晶盐产率大于 85%。中试装置的工艺流程如图 1 所示。
2、试验原理
浓盐水经软化沉淀池和浸没式超滤处理去除硬度、碱度、硅、悬浮物等杂质，再经浓水反渗透浓缩脱盐，反渗透水回收率约为 80% ；反渗透浓水经离子交换器深度软化处理，然后进入高压纳滤系统进行初步分盐。纳滤膜是一种允许溶剂分子、某些低分子量溶质或低价离子透过的功能性半透膜。同时，纳滤膜对有机物的截留率高达 85% 以上，从而使浓水侧有机物浓度升高，故设置高级氧化单元去除有机物和降低色度，以保证结晶盐的纯度和白度。纳滤产水经高压平板膜浓缩后进入单效蒸发器产出氯化钠和少量杂盐；高级氧化出水经高压平板膜浓缩后进入三效蒸发器和冷冻结晶器进行分盐最终产出硫酸钠和氯化钠。对于煤化工高盐废水而言，水中 Na + 、Cl - 和SO4 2- 的总和占溶解性总固体（TDS）的比例通常大于 90%。因此，煤化工高盐废水蒸发结晶分盐的产品主要是氯化钠和硫酸钠。根据三元水盐体系相图，通过控制蒸发温度、压力和料液浓度等参数，可以实现对硫酸钠和氯化钠的分别蒸发结晶。
3、试验方法
中试装置进水来自中水回用系统的浓盐水。系统调试稳定后，连续运行 10 d 并对产品水、氯化钠和硫酸钠产品盐取样化验，化验频率为每日1 次。
产品水的取样方法为每间隔 6 h 取样 1 次，每日取样 4 次，每次取样 250 mL，将 4 次样品混合均匀后进行化验。
氯化钠和硫酸钠产品盐的取样方法为每间隔12 h 取样 1 次，每日取样 2 次，每次取样 100 g，将两次样品混合均匀后进行化验。
二、结果与讨论
1、浓盐水
中试装置连续运行期间，浓盐水各项水质指标如表 1 所示。
2、产品水
中试装置连续运行期间，产品水各项水质指标如图 2~ 图 4 所示。
由图 2~ 图 4 可知，中试装置连续运行期间，产品水 TDS、COD Cr 、Cl - 、SO 4 2- 、总硬度、氨氮和二氧化硅各指标的平均浓度分别为441.0 mg/L、9.8 mg/L、131.4 mg/L、47.1 mg/L、35.7 mg/L、0.8 mg/L 和 1.0 mg/L，各项指标浓度均能够稳定达到 GB/T 19923—2005《城市污水再生利用 工业用水水质》中的“敞开式循环冷却水系统补充水”标准，达标率 100%。
3、产品盐
3.1 产品纯度
氯化钠和硫酸钠产品盐纯度（折干基）如图5 所示。
从图 5 可以看出，氯化钠平均纯度高达99.7%，可以达到 GB/T 5462—2015《工业盐》中的“精制工业干盐优级”标准，达标率 100% ；无水硫酸钠平均纯度为 98.2%，可以达到 GB/T6009—2014《工业无水硫酸钠》中的“Ⅱ类一等品”标准，达标率 70%，达到“Ⅱ类合格品”标准的达标率为 100%。
3.2 硫酸根离子或氯化物含量
氯化钠产品盐中的硫酸根离子含量和硫酸钠产品盐中的氯化物（以 Cl - 计）含量如图 6 所示。
由图 6 可以看出，氯化钠中平均硫酸根离子含量为 0.14%，可以达到 GB/T 5462—2015《工业盐》中的“精制工业干盐优级”标准，达标率100% ；无水硫酸钠中平均氯化物含量为 0.55%，可以达到 GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》中的“Ⅱ类一等品”标准，达标率 70%，达到“Ⅱ类合格品”标准的达标率为 100%。
3.3 钙镁离子含量
氯化钠和硫酸钠产品盐中的钙镁离子含量如图 7 所示。
从图 8 可以看出，氯化钠中平均水不溶物含量为 0.07%，可以达到 GB/T 5462—2015《工业盐》中的“精制工业干盐一级”标准，达标率 80%，达到“精制工业干盐二级”标准的达标率为 100% ；无水硫酸钠中平均水不溶物含量为0.10%，可以达到 GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》中的“Ⅱ类一等品”标准，达标率 60%，达到“Ⅱ类合格品”标准的达标率为 100%。综上可知，中试装置产出的氯化钠产品盐可以 100% 达到 GB/T 5462—2015 《工业盐》中的“精制工业干盐二级”标准，其主要制约项目为水不溶物，除水不溶物外其他各项指标均可 100% 达到“精制工业干盐优级“标准；无水硫酸钠产品盐可以 100% 达到 GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》中的“Ⅱ类合格品”标准，各项指标平均值均可达到“Ⅱ类一等品”标准，但都不能100% 达标。
结束语
通过以上中试试验结果与讨论，可以得出以下结论。（1）中试装置产品水水质优良，各项水质指标均能 100% 达到 GB/T 19923—2005《城市污水再生利用 工业用水水质》中的“敞开式循环冷却水系统补充水”标准。（2）氯化钠产品盐各项指标可以 100% 达到GB/T 546—2015《工业盐》中的“精制工业干盐二级”标准，除水不溶物外其他各项指标均可100% 达到“精制工业干盐优级”标准。（3）无水硫酸钠产品盐各项指标可以 100%达到 GB/T 600—2014《工业无水硫酸钠》中的“Ⅱ类合格品”标准。（4）中试装置对煤化工高盐水具有很好的处理效果，完全可以实现工业废水的零排放以及产品水和产品盐的资源化利用目标。
参考文献:
[1]楼永通,谭渊清. 高效盐浓缩电渗析器(SED)用于工业废水零排放[A]. 中国科学技术学会、青岛市人民政府.2014青岛国际脱盐大会论文集[C].中国科学技术学会、青岛市人民政府:,2014:3.
[2]. 中国给水排水2014年度总目次[J]. 中国给水排水,2014,30(24):155-192.
[3]蔡丽芳. 宁东高盐水评价及处理技术研究[D].长安大学,2015.
论文作者:张涛玉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/18
标签：硫酸钠论文; 氯化钠论文; 产品论文; 标准论文; 工业论文; 废水论文; 盐水论文; 《防护工程》2017年第35期论文;