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从高盐值到高颜值,一滴工业废水的净化之旅

发布于:2022-08-01 10:54:01 来自:给排水工程/建筑给排水 [复制转发]

你知道吗,工业化生产中大量排放的高盐废水直接导致江河水质的矿化度提高,给地表水、地下水、土壤带来了严重的污染,危及生态环境,给人类生活、生产带来了越来越多严重的影响。


因此,处理高盐工业废水,减轻其对生态环境的污染是实现人民对美好生活向往的必经之路。面对这一难题,分盐技术的应用就成为首选,它能实现高盐废水的资源化利用,带来节水、节能、环保、经济可持续发展等多重效益。


高“颜值”,取决于低“盐值”


高盐废水是指主要成分是无机盐、总硅等多种无机离子,总含盐量大于1%的废水。高盐废水主要来自钢铁、煤化工、石油天然气等排水量较大的工业行业,相关数据显示,我国高盐废水占总废水的5%。尽管占比不高,但高盐废水的危害严重且处理难度比普通污水大得多。


要想让水体获得干净自然、清澈透亮的“颜值”,首先要降低盐值。


处理高盐废水的工艺方法多样,蒸发结晶是被广泛应用的工艺之一。蒸发结晶法主要通过加热的方式,让废水中部分溶剂汽化为蒸汽,达到盐分浓缩的目的。盐值低了,水体的“颜值”自然就高了。


这场分离之旅,第一站是蒸发系统。先通过预热脱气和蒸发器的两次加热,产生大量蒸汽,然后进行冷凝,蒸汽变成不含盐的,可被回用的水。剩余的废水则变成了更浓的盐水料浆。


蒸发工艺图


第二站是让饱和的料浆进入结晶系统,经过蒸发和冷凝后,此时的料浆已经达到了结晶的浓度,把它们送入离心机并产生结晶盐,至此,盐与水顺利分开。


结晶工艺图


所以整个工业废水的净化之旅可以简单理解为两段旅程,先蒸发后结晶,让水和盐彻底分开。如此净化后的水体自然是干净的,从而成功实现废水的零排放。


精细分离,混盐变废为宝


仅让废水实现零排放,并非完美无缺,更精细的分离工艺能令混盐变废为宝。


据了解,目前常用的“零排放”技术多为“混盐零排放”,最终产出的结晶盐是混合杂盐,这些杂盐作为危险废弃物,不仅不能回收利用,还大幅增加了处理成本与难度,容易对周围环境带来二次污染。


那有没有更科学的方式,既能保护生态,又能进一步提高废盐利用率,促进可持续发展,实现降本增效呢?答案是有的,在探索可持续发展的道路上,中铁建发展集团对含盐废水零排放工艺进行了全面深入研究,掌握了废水深度处理与回用核心技术,形成了“预处理—膜浓缩工艺—结晶分盐”为主的核心处理工艺。在实现废水零排放的同时,将废水中的氯化钠和硫酸钠分离出来并加以资源化回收利用,为解决高盐废水的污染问题打造了成功样板。


三个水厂,打造净水流程样板



位于太原北部的山西合成生物产业生态园,是全球最大的合成生物规模化生产基地。入驻园区的凯赛生物等十多家企业将产生玉米淀粉污水、戊二胺浓污水在内的8种污水,每天污水量高达14.4万吨,其中不乏高盐废水。


为了处理好这些废水,铁建发展投资建设的山西合成生物产业生态园污水处理及再利用项目建设了污水处理厂、中水回用厂、蒸发结晶厂三个水厂,对污水进行“美白”净化、分盐处理、结晶盐再利用处理。


这一污水的净化旅程看似简单,但是在实际生产运用中,技术门槛颇高且工艺繁杂。


铁建发展太原项目高盐水蒸发结晶流程图


“美白”之旅


一滴滴污水从各个管道走过,在污水收集的总管汇集相遇,首站抵达预处理厂房。通过加药过滤,让污水快速沉淀,“灰头土脸”的污水在这里进行简单清洁,洗去“固体杂质、溶于水的有机物”等垃圾。


此时的污水“肤色”仍是黑褐色的,需要经历“美白”的新旅程。根据水质的不同,进行水解酸化、深度厌氧等生化处理,并利用超滤反渗透装置(RO膜)进行处理。那些肉眼看不到的杂质、重金属离子等有害物质被反渗透装置阻挡,污水也就完成了“美白”。


与“恶魔”的分离


“美白”后的污水虽然看上去清澈透亮,但水中仍含有大量盐分,无法直接排放或利用。此时将污水送入硫酸钠多效蒸发结晶装置,集中进行“桑拿洗浴”,将大量的水分蒸发掉,接着再进入到氯化钠蒸发器,得到硫酸钠和氯化钠的混盐,去除了盐分的水则可以被工厂回收利用。


结晶“成仙”


分离出混盐不是高盐废水净化的终点,废水中的盐想要变成工业成品盐,还需要冷凝结晶。


根据水中氯化钠和硫酸钠的比例不同,通过热法(多效蒸发结晶)与冷法(冷冻结晶),分离出硫酸钠和氯化钠两种副产品。与此同时,通过适量排放结晶母液降低硝酸根及有机物等杂质,提升硫酸钠和氯化钠的品质,保证它们的回收利用率,提升经济效益。


到这里,工业废水的净化之旅已经接近尾声,浑浊的污水变成了清澈的净水,能继续用于工业生产;从废水中分离出来的硫酸钠、氯化钠则可以用来做洗衣粉、融雪剂、漂白粉、消毒液等产品。




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