探究无机化工行业高盐废水排放的政策与发展

探究无机化工行业高盐废水排放的政策与发展

于晓林

身份证：231102199011210816

摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，工业在我国发展十分迅速，无机化工行业主要包括烧碱、纯碱、无机酸、无机盐、合成氨和化肥等化工产品生产的工业。在无机化工的工业生产活动中，会产生大量包含氯化物和硫酸盐在内的高盐废水。研究表明，高盐废水若得不到有效处理，会对城市污水处理系统和水环境系统造成极大的破坏。虽然国家和部分地方政府已陆续出台相关政策，要求高盐废水不得进入城镇污水处理系统，但针对高盐废水零排放的相关政策要求目前主要集中于无机化工和火电行业。无机化工行业企业若想排放高盐废水，通过处理盐分应该达到怎样的标准，是一个需要明确和解决的问题。因此，本文重点探究了无机化工行业可能执行的盐分相关的废水排放标准，对未来高盐废水的排放以及综合利用提出了建议。

关键词：高盐废水；环境标准；零排放；资源化利用

引言

化工生产是我国国民经济的重要支柱之一，但是在化工生产中，难免会产生大量的有毒有害废弃物，如化工企业生产中所产生的的高盐废水，就是常见的化工生产主要废弃物的一种，针对化工高盐废水的治理技术进行研究和改进，有利于化工企业完成环保政策所规定的各项要求，对环境保护、企业长效可持续发展与社会经济的健康都具有积极的现实意义。

1无机化工高盐废水的特点

煤气化工艺有煤粉加压气化和水煤浆气化两种，在以上2种工艺中，都涉及粗煤气的冷却和洗涤，在洗涤过程中会产生大量含有机物和盐分的废水。这种废水成分复杂，除含盐量高，还存在酚类、苯类、氰化物、氨氮等有毒、有害化合物。而且以上高盐废水组成和煤质、气化温度都有着很大关系。高温气化工艺的反应温度一般为1350～1750℃，因为温度较高，有机物燃烧较完全，废水中有机物含量较少。低温气化工艺反应温度一般为950～1300℃（以碎煤加压气化炉最为典型），该工艺产生的高盐废水成分最复杂，各种无机、有机组分可达50多种，有机成分以重油、轻油、乳化油最为典型，化学耗氧量（CODcr）测定值一般在300-5000mg/L，氨氮值可达到150-400mg/L。此外，该废水还含有较高含量的难降解的其它有机污染物，如酚类（C3—C4烷基苯酚、茚酚、苯二酚）、多环芳香族化合物（如萘、三联苯）、含氮或含硫的杂环化合物（如呋喃、噻吩）等，因此该废水也最难处理，在处理前必须进行隔油、气浮处理。高温气化工艺得益于较高的反应温度，因此有机物燃烧充分，煤焦油等有机物含量较低，基本无苯环、杂环、有毒性化合物，因此合成气净化所需水量小，废水产生量小，不过无机类的氨氮盐浓度偏高。低温气化工艺主要适用于褐煤等较低品质的煤种，适用于生产城市煤气和燃料气。因汽化温度较低，势必造成合成气中有机物浓度高，而且含有的单元酚、多元酚等含苯环和杂环类物质有一定毒性。以上有机物难以降解和处理，需要在一定工艺和环境下（一般为厌氧或兼氧环境）才能发生降解。该工艺产生的废水不但含有大量煤焦油（主要为苯酚类芳香族化合物），还含有较高盐含量。煤焦油等难溶化合物一般可以采用气浮方式进行处理，溶解性较大的苯酚类化合物需要通过生化法、物理吸附法等方法处理。此外，该工艺产生的废水水量相对较多。

2 探究无机化工行业高盐废水排放的政策与发展

2.1污泥和结晶盐处理

在无机化工污水零排放的中，污泥包括有机污泥、无机化学污泥和杂盐及母液。其中有机污泥来源于污水处理站生化的剩余污泥，污水处理站生化预处理单元和回用水站软化单元中会产生无机化学污泥，主要表现为无机颗粒物，污泥量大，末端的热法结晶段产生的是杂盐和母液。处理生化污泥需要进行浓缩后机械脱水，通过叠螺式脱水机或卧螺式离心机运用保证出泥含水率在80%~85%。如果项目污泥量大，可以增加污泥干化措施，保证含水率不超过40%，减少了外运泥饼量；而要提高无机化学污泥泥饼的固含率，需要进行板框压滤机处理，保证泥饼含水率不超过60%；处理杂盐和母液要注意提高其固含率，可通过盘式干燥机的处理来减少外运处置规模。

2.2多效蒸发

多效蒸发的原理：将多个蒸发器串联使废水蒸发。将第一个蒸发器产生的蒸汽，作为下一个蒸发器蒸发的热源，同时将蒸汽冷凝为回用水，依此类推，每一个蒸发器称作“一效”。多效蒸发过程中，蒸汽消耗量不断减小，考虑到处理成本，蒸发器一般串联个数3～4个。该技术的优点是对进水水质要求低、热效率高、结垢率低和腐蚀率低，因此，在处理无机化工高盐废水方面应用比较广泛；缺点是体积较大，设备的投入较高。在处理高盐废水时，采用多效蒸发再配合膜技术可实现“零排放”。虽然多效蒸发能耗较高，但可有效利用无机化工企业产生的富余低压蒸汽，从而降低成本。目前采用多效蒸发工艺处理高盐废水，淡水回收率可达90%左右。

2.3冷冻法

冷冻法利用水在结晶过程中会自动排除杂质的原理，可实现盐分离，但是不能将盐分步结晶，混合盐无太大经济价值，而且耗能较高。近年来，结合了蒸发结晶和冷冻结晶技术的分质结晶法引起广泛研究，该法在处理由硫酸钠和氯化钠为溶质的浓盐溶液时，效果明显，但是浓盐溶液成分较多、较复杂时，效果较差。此外，还有一些方法如焚烧法、电化学法等。焚烧法易产生氮氧化物、二噁英等有毒物质，且不能回收利用水和盐。电化学法主要是电解盐溶液，但是无论是离子膜法还是隔膜法，都因为盐浓度不稳定、盐种类复杂和有机物污染问题而很难满足电解要求；分质结晶法（也称为盐沉析），即根据溶解度的不同，将浓盐水分步析出、结晶，得到较纯净的结晶盐，不过该方法目前只是实验室研究，还没有工程案例实际应用。

2.4蒸发结晶工艺

高浓盐水的含盐量高，回收利用困难，所以需要继续进行浓缩处理，主要的处理方式包括蒸发塘和热法蒸发结晶两种，而运用最普遍的是热法蒸发结晶，因为蒸发塘需要有足够的场地和环境，使得其使用受到限制。热法蒸发结晶需要先浓缩后结晶，包括机械蒸汽压缩循环蒸发工艺（即MVR）和多效蒸发工艺两种。但是MVR工艺的处理成本更低，主要运用在蒸汽不足的无机化工项目中，而多效蒸发工艺运用在废热蒸汽有余的项目，其工艺流程简洁，运行维护简单，但是运行费用高。环保部门将大部分无机化工项目热法结晶产出的盐分定义为危废，所以其外运处理费用非常高，必须要保证运用热法结晶工艺可以控制蒸发结晶单元的设计参数，满足分盐至产品级的目的，保证杂盐含量不超过总盐量的15%。这一工艺只能处理盐，如果浓盐水中有机物的前端控制不到位，要保证热法结晶系统的正常运行和盐的品质，就必须要运用蒸发结晶段进行母液的定期排放。

结语

无机化工高盐废水实现零排放，助力了现代无机化工及石油化工的绿色发展，为油气田高盐废水处理、炼化行业高盐废水处理、沿长江沿黄河企业的节水减排和生态保护提供了技术借鉴，促进行业的绿色低碳高效可持续发展。同时实现无机化工高含盐废水中盐的资源化利用，大幅减少了无机化工项目固体废物量，对推动我国煤炭清洁高效利用走在世界前列发挥重要作用。本项目创新开发的高盐废水零排放及资源化利用成套技术，实现了硫酸钠、氯化钠的分质分盐和再生水的资源化利用，是无机化工行业首个实现长周期稳定运行的高效资源化应用案例，具有良好的示范作用和广阔的应用前景。下一步将继续优化工艺，提高含盐废水中盐的回收率，进一步实现无机化工项目高盐废水的高效率、低成本回收利用。

参考文献

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