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    零排放系統
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      在化工廢水處理過程中,由于工藝需要很多企業會產生高含鹽廢水,一直以來,在業內外的期待、審視甚至要求下,在很多企業的環評報告中,高含鹽廢水的最終處理都描述為“零排放”。

      那么究竟什么是“零排放”呢?“零排放”是否意味著只要水達到循環利用而零外排就可以了呢?

      “零排放”水處理過程中對于最終的固體結晶鹽的處理應該如何定義呢?2004年,曾任國家環??偩指本珠L的宋瑞祥主編的專著《零排放——后工業社會的夢想與現實》出版,對零排放做了權威解讀。所謂零排放,其字面含義為工業化產品生產過程中廢棄物為零,是指無限減少污染物的排放量直至為零的活動。而在處理污染物的過程中,如果不對最終的固體結晶鹽進行處理,無疑又產生了新的固體污染物,所謂的“零排放”也便成了偷換概念后的偽命題。

      雖然很多企業的環評報告在廢水處理中均描述為“零排放”工藝,但在實際應用中會發現,只有少數企業的工況真正具備最終實現零排放的條件。譬如,有些行業的含鹽廢水由于組分相對單一,通過膜濃縮、蒸發濃縮、蒸發結晶技術等工藝流程最終得到了質量較好的固體鹽甚至還有有不錯的銷路,最終蒸餾水全部得到了回收再利用,鹽也轉變成了產品,從而實現了真正的“固、液零排放”。

      但是對于大多數行業來說,由于廢水鹽分較復雜,僅靠單純的簡單蒸發來最終想實現“零固廢”外排是非常困難的,如果不對鹽進行分鹽處理,最終得到的固體雜鹽基本都應作為固體危廢進行處置,而當前國內處理固體危廢的成本昂貴,其代價甚至比前段膜濃縮、蒸發濃縮、蒸發結晶各工段成本之和還要高。因此,在整個高含鹽廢水處理工藝的設計中,如果可以將最終固體產物能夠作為產品銷售而不是危廢處置將具有非常大的應用價值。

      這里,就應用到了另外一個概念,即”分鹽處理“。所謂分鹽處理,即根據溶液中對應溫度下各溶質溶解度的不同、利用相圖理論進行鹽分分離從而得到不同鹽產品的過程?,F有分鹽處理工藝一般為熱法分鹽與冷法分鹽兩種工藝。熱法分鹽工藝在“鉀鈉分離(氯化鉀與氯化鈉)”、“鹽湖化工鹽硝分離(氯化鈉與硫酸鈉)”等領域應用最為廣泛,冷法分鹽在“氯堿化工電解氯化鈉溶液脫硝”、“AC發泡劑生產工藝碳酸鈉脫除”及一些反應液提純等領域應用較多,當然有些生產流程既可以采用熱法分鹽又可以采用冷法分鹽如“鹽硝分離”。

      那么如果對最終的濃縮液進行“分鹽處理”,則其處理原則是什么呢?第一點,當然是滿足分鹽工藝需要,這也是最基本的要求及分鹽的目的;第二點,則是滿足投資與收益經濟性需要;第三點,應該考慮最終鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問題。

      首先說第一點,在化工廢水中,由于生產企業當地原水水質的原因,很多時候經過廢水經預處理、濃縮后的濃縮液其主要鹽分表現為硫酸鈉與氯化鈉,當然有時還會有其他鹽如硝酸鈉等,我們暫以硫酸鈉與氯化鈉為例進行鹽硝分離的工藝討論。鹽硝熱法分離已經屬相對成熟的工藝,在鹽湖化工中也已得到了多年的廣泛應用,通過工藝控制最終可以得到工業級硫酸鈉與氯化鈉;而冷法鹽硝分離伴隨著DTRO膜高壓濃縮工藝及NF/RO組合工藝的推廣也日益得到了推廣應用,尤其是NF/RO組合工藝可以在比DTRO膜工藝大幅度降低投資及運行成本的條件下獲得含鹽濃度高達16%的濃縮液,使得冷法分鹽無論從投資還是從運行成本上較熱法均具有了更大的優勢和推廣價值,尤其是納濾后的氯化鈉溶液純度98.5%以上,而二價離子側冷凍結晶后得到的芒硝,母液富集的雜質不會隨芒硝一起析出,因此芒硝本身純度就會很高,而芒硝經融化再結晶后可以得到更高純度的無水硫酸鈉。而采用熱法分鹽則雜質富集對蒸發的影響相對更大,我們在第三點討論時會提到。

      第二點,關于投資于收益經濟性綜合考慮。如果來水量很小,或者來水含鹽濃度很低,則如果再投入較大資金去做分鹽處理則經濟性相對較差,我們一般按三年危險固廢處理成本與分鹽投資成本進行比較,如果前者更大,則適合采用分鹽投資,如果后者額度更大則適合采用直接蒸發做混鹽危廢處理。

      第三點,關于最終鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問題。一般來講,在工藝合理的條件下,要得到純度更高的鹽則意味著需要外排更多的雜鹽母液,如果雜鹽母液的處理成本及最終雜鹽固體的處置成本過高,則意味著單純提高鹽產品純度付出了更高的雜鹽處理代價,因此分鹽工藝是否合理從經濟角度來講并不是得到的鹽的純度越高越好,而是取一個相對合理的鹽的純度,盡量減少外排母液的處理量防止造成最終合計成本的增加。

      當然,談到上述第三點,有人也許會提出最終外排母液經雜鹽蒸發后還是得到了固體危廢,這其實就回到了我們開篇所談到的“零排放”是否一定合理的問題。相對而言,“零排放”是個理想化的概念,真正做到零排放需要相對理想化的工況才可以實現。而如果不計成本單純追逐“零排放”也并不一定合理,相對而言,更具有可操作性的應該是實現最大限度地“污染物減量化排放”,減量化排放也才應該成為目前高鹽廢水處理的主流工藝。

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