工業廢(fei)水(shui)零(ling)排(pai)放脫(tuo)(tuo)鹽過(guo)程中不可(ke)避免地會(hui)產(chan)生大量濃(nong)鹽水(shui),濃(nong)鹽水(shui)的主要成分是(shi)無機(ji)鹽、重金屬,也(ye)含(han)有預處(chu)理、氯化、脫(tuo)(tuo)氯和脫(tuo)(tuo)鹽等(deng)過(guo)程所用的少量化學品(pin),如阻垢劑、酸和其他反(fan)應產(chan)物(wu),濃(nong)鹽水(shui)的處(chu)理已(yi)經是(shi)制約著各行業工業廢(fei)水(shui)零(ling)排(pai)放的關鍵技術。 濃(nong)(nong)鹽(yan)(yan)水處(chu)(chu)理技術(shu)(shu)包括濃(nong)(nong)鹽(yan)(yan)水濃(nong)(nong)縮技術(shu)(shu)和濃(nong)(nong)鹽(yan)(yan)水最終處(chu)(chu)置技術(shu)(shu)。一方面(mian)為盡可能回收水資源,另一方面(mian)由于濃(nong)(nong)鹽(yan)(yan)水最、終處(chu)(chu)置費(fei)用極高(gao),故(gu)需先將(jiang)濃(nong)(nong)鹽(yan)(yan)水進行濃(nong)(nong)縮,使含鹽(yan)(yan)量(TDS)質量濃(nong)(nong)度達到50000~80000mg/L,以減小最終處(chu)(chu)置工藝的規模,減少投資及節約能源。 目前,GE公司(si)和陶氏公司(si)開發(fa)了一種超高濃縮反滲透膜,只要前端預(yu)處理恰當,甚至(zhi)可(ke)以將(jiang)濃鹽水(shui)TDS提高至(zhi)13~15萬(wan)mg/L,大(da)(da)大(da)(da)減少需最終(zhong)處置(zhi)的濃鹽水(shui)量。 1 濃鹽水最終處(chu)置(zhi)技(ji)術(shu) 目前濃鹽水最終處(chu)置根(gen)據各企業實際情況和(he)周(zhou)圍水環境容量有多(duo)種方法(fa)。 1.1 直(zhi)接排(pai)放(fang) (1)地表(biao)水(shui)直接(jie)排(pai)(pai)放由于《污水(shui)綜合排(pai)(pai)放標準》(GB8978—1996)和(he)《城鎮污水(shui)處(chu)理廠污染物排(pai)(pai)放標準》(GB18918—2002)等國家標準均未對TDS進行限(xian)制,因此目前仍有部分(fen)濃(nong)鹽水(shui)經(jing)處(chu)理后,只要標準中(zhong)(zhong)限(xian)定(ding)的(de)各類污染物質含(han)量不超標就直接(jie)排(pai)(pai)入(ru)地表(biao)水(shui)或海(hai)水(shui)中(zhong)(zhong)。 濃(nong)鹽(yan)水直接排放需(xu)注意以下問(wen)題: ①如果(guo)在出口的(de)水(shui)(shui)體循環能力(li)很強(qiang),濃(nong)水(shui)(shui)的(de)高TDS濃(nong)度會得到(dao)快速(su)的(de)分散,但如果(guo)將大量的(de)濃(nong)水(shui)(shui)排入鹽(yan)度較小的(de)湖泊、瀉(xie)湖、貝(bei)殼類繁殖海域或(huo)優質魚類生(sheng)長水(shui)(shui)體,將會造成較大的(de)毒害。 ②排水口(kou)(kou)的(de)(de)結構(gou)要保(bao)證達到混合條(tiao)件,對接受水體不會產生任何破(po)壞,諸如(ru)水生物、野生動物和(he)周圍的(de)(de)區域(yu)等。在(zai)高度紊流(liu)下一般采用簡單的(de)(de)管口(kou)(kou)排放(fang),將濃水排入(ru)大量的(de)(de)接受水中足以(yi)保(bao)證稀釋(shi)和(he)混合。但大多數情況都采用擴散器型式的(de)(de)排水口(kou)(kou),以(yi)改善混合條(tiao)件。 (2)深井(jing)注射(she)(she)深井(jing)注射(she)(she)是連續處(chu)置大量反滲透濃水的(de)一種簡(jian)單有效(xiao)的(de)方(fang)式,而且(qie)不(bu)受天(tian)氣條件的(de)影響。但實施(shi)深井(jing)注射(she)(she)的(de)過程(cheng)非(fei)常復雜,對(dui)地理條件的(de)要(yao)求相(xiang)當特殊,選擇的(de)地點必須與適于(yu)飲用的(de)含水層(ceng)相(xiang)隔離,所(suo)以注射(she)(she)位置要(yao)低于(yu)所(suo)有鄰近的(de)含水層(ceng),巖(yan)土的(de)透射(she)(she)性要(yao)相(xiang)對(dui)較高(gao)以便于(yu)注射(she)(she)。深井(jing)注射(she)(she)費用高(gao),對(dui)設計(ji)和施(shi)工要(yao)求也很(hen)高(gao),且(qie)存在(zai)污(wu)染地下水源的(de)可能性,固此方(fang)法需(xu)慎重選用。 (3)排入市政污水處理系統 濃鹽水(shui)直接(jie)排入市政(zheng)(zheng)污(wu)水(shui)管網,只是一種(zhong)責任的(de)轉移,增加了(le)市政(zheng)(zheng)污(wu)水(shui)處理(li)工(gong)藝(yi)的(de)負擔。由(you)于過(guo)高的(de)TDS可能會對市政(zheng)(zheng)污(wu)水(shui)處理(li)廠生物處理(li)段造成不利(li)影(ying)響,甚(shen)至(zhi)影(ying)響生化(hua)池的(de)穩定運(yun)行,因(yin)此,一定要征求(qiu)市政(zheng)(zheng)部門及污(wu)水(shui)處理(li)廠的(de)許可。 1.2 濃鹽水再利(li)用(yong) (1)生(sheng)產用(yong)水根(gen)據生(sheng)產工藝(yi)特點,可以將(jiang)濃鹽水用(yong)于沖渣(zha)、調濕等。 例如,煤化工(gong)行業通常將(jiang)濃鹽水作為煤堆(dui)場(chang)及灰渣場(chang)的除塵灑(sa)水,鋼(gang)鐵企業通常將(jiang)濃鹽水用于原料(liao)場(chang)灑(sa)水、高爐(lu)水渣處理或煉鋼(gang)鋼(gang)渣處理。但目前(qian)渣場(chang)或煤場(chang)大多要求(qiu)封(feng)閉式,通過調濕消耗的水量有限(xian)。 另(ling)外,濃鹽水(shui)中氯(lv)離子濃度高,進入(ru)(ru)原料(liao)煤容(rong)易腐蝕設備;濃鹽水(shui)進入(ru)(ru)灰(hui)渣(zha)場(chang)容(rong)易造成二次污染,亦(yi)會(hui)影響灰(hui)渣(zha)綜合(he)利用產品的(de)質量(liang)。盡管將(jiang)濃鹽水(shui)作為煤堆場(chang)及(ji)灰(hui)渣(zha)場(chang)的(de)除(chu)塵灑(sa)水(shui)存在(zai)上述問題,但由(you)于其成本低(di)廉,在(zai)一(yi)些行業仍(reng)然廣(guang)泛應用,特別是鋼鐵行業。 但濃鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)中含有環境優先控制的(de)污(wu)染物時(shi),則需(xu)慎重(zhong)使用,某鋼鐵企業曾經出現過(guo)使用焦化(hua)廢水(shui)(shui)(shui)濃鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)沖(chong)渣,因焦化(hua)廢水(shui)(shui)(shui)中含有大(da)量揮(hui)發性和半揮(hui)發性有機物,氣味(wei)嚴重(zhong),引(yin)起當地居民投(tou)訴、企業工(gong)人罷工(gong)的(de)事件。 (2)灌(guan)(guan)溉(gai)用(yong)(yong)水(shui)濃(nong)鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)可(ke)用(yong)(yong)于耐鹽(yan)(yan)(yan)度高的(de)(de)植(zhi)物、產(chan)籽類作(zuo)肥,還可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)生態景區的(de)(de)補水(shui),可(ke)以(yi)節約(yue)水(shui)資源,尤其是在水(shui)資源貧乏的(de)(de)地區,所以(yi)灌(guan)(guan)溉(gai)也是一種水(shui)資源保護的(de)(de)方法。但濃(nong)鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)用(yong)(yong)于灌(guan)(guan)溉(gai)可(ke)能會對土壤及地表水(shui)產(chan)生污染,故此方法不(bu)是理想的(de)(de)濃(nong)鹽(yan)(yan)(yan)水(shui)處理方法,僅在少(shao)數場合作(zuo)用(yong)(yong)。 1.3 濃(nong)鹽(yan)水(shui)固化 (1)蒸(zheng)(zheng)發(fa)塘(tang)濃(nong)(nong)鹽水(shui)(shui)的(de)蒸(zheng)(zheng)發(fa)最早(zao)基本上都采用蒸(zheng)(zheng)發(fa)塘(tang)進行自然蒸(zheng)(zheng)發(fa)結晶,發(fa)塘(tang)是(shi)在(zai)地面上挖出一個洼地充當(dang)濃(nong)(nong)縮(suo)濃(nong)(nong)水(shui)(shui)的(de)貯池,在(zai)合適的(de)氣候條(tiao)件下,可以有效利用充足的(de)太陽能,將濃(nong)(nong)鹽水(shui)(shui)儲(chu)存在(zai)蒸(zheng)(zheng)發(fa)池中讓其逐漸蒸(zheng)(zheng)發(fa),并定期除去殘(can)留的(de)固體鹽分。 針(zhen)對自然蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)塘(tang)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)速度慢、蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)面(mian)(mian)積(ji)大(da)的(de)(de)缺點,近年來(lai)開發(fa)(fa)(fa)了一種(zhong)機械(xie)式(shi)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)塘(tang),利用機械(xie)霧(wu)(wu)化(hua)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)器將各種(zhong)水霧(wu)(wu)化(hua)噴入大(da)氣(qi),增加(jia)霧(wu)(wu)化(hua)水滴在大(da)氣(qi)中的(de)(de)比表面(mian)(mian)積(ji)和“懸浮時間”,加(jia)速水的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)效果,相同(tong)的(de)(de)水塘(tang)面(mian)(mian)積(ji)機械(xie)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)速度是自然蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)塘(tang)的(de)(de)14倍(bei)以上(shang)。 蒸發(fa)塘(tang)有易建造、維護和操作(zuo)費用較低、可(ke)利用太陽能等優勢(shi)。但2015年5月(yue)27日(ri),環(huan)保(bao)部(bu)發(fa)布(bu)了《關于(yu)加強工(gong)業園區環(huan)境保(bao)護工(gong)作(zuo)的指導(dao)意見(jian)》征求(qiu)意見(jian)稿(gao),明確要求(qiu):“各類園區不得以晾曬池、蒸發(fa)塘(tang)等替代規范的污水處理設施。”隨著各類蒸發(fa)塘(tang)環(huan)保(bao)事故頻發(fa),蒸發(fa)塘(tang)將(jiang)逐(zhu)步(bu)淘汰。 (2)蒸發(fa)結(jie)(jie)晶器(qi)(qi)蒸發(fa)結(jie)(jie)晶器(qi)(qi)主要(yao)是指利用各種流程(cheng)使溶(rong)液在生產的工況下達到過飽和,然后結(jie)(jie)晶析出的結(jie)(jie)晶器(qi)(qi)。目前(qian)強化蒸發(fa)結(jie)(jie)晶技術主要(yao)有機械壓(ya)縮蒸發(fa)工藝(MVR),多效蒸發(fa)(MED),多級閃(shan)蒸(MSF),膜蒸餾(MD)等。 采用(yong)蒸發(fa)技術(shu)處理的(de)(de)高含(han)鹽廢水,在(zai)蒸發(fa)器內蒸發(fa)過程中,極(ji)易(yi)在(zai)超出其飽(bao)和溶解度(du)極(ji)限的(de)(de)情況下被(bei)濃縮(suo)時,水里(li)的(de)(de)鹽分(fen)很容易(yi)結(jie)晶附著(zhu)在(zai)換熱(re)管的(de)(de)表面形成結(jie)垢(gou),影響(xiang)換熱(re)器的(de)(de)效率,嚴重時堵(du)塞(sai)換熱(re)管。“晶種法(fa)”技術(shu)解決了蒸發(fa)器換熱(re)管的(de)(de)結(jie)垢(gou)問題(ti),成功地應(ying)用(yong)于各種含(han)鹽工業(ye)廢水的(de)(de)處理,并被(bei)廣泛采用(yong)。 蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)器在(zai)(zai)制鹽(yan)及(ji)海水淡化領域的(de)應用已(yi)經(jing)(jing)比較普(pu)遍,技術(shu)成熟。在(zai)(zai)工業廢水零排放中,也有應用比較成功(gong)的(de)案例(li),如大(da)唐克唐煤(mei)制氣公(gong)司濃鹽(yan)水結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)采(cai)用強制循環與真(zhen)空負壓的(de)三效低溫減壓蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)器,濃縮后的(de)濃縮液(ye)固(gu)體含量高(gao)達30萬mg/L以上(shang),經(jing)(jing)第(di)三效排料(liao)口排至雙(shuang)級活(huo)塞推(tui)料(liao)離心機直接固(gu)化,固(gu)化后含固(gu)率高(gao)達95%以上(shang)。該(gai)項(xiang)目至2013年(nian)投(tou)產(chan)以來,運行(xing)一直效果較好(hao)。蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)器投(tou)資和運行(xing)費(fei)用都極(ji)高(gao),且運行(xing)管理復雜,這些缺點制約(yue)著蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)工藝發(fa)(fa)(fa)展及(ji)應用。 2 結(jie)束語 濃鹽(yan)(yan)水中不僅(jin)鹽(yan)(yan)分極高,而且(qie)可能含有多種對(dui)人類或生態(tai)環境(jing)有害的物質,必須妥善處(chu)置,防止二(er)次污染。濃鹽(yan)(yan)水的各種處(chu)置技術(shu)(shu)都有一定(ding)的適用條件和(he)存在一些亟需解決的問題(ti),是目前限制工業廢水零排放的瓶頸技術(shu)(shu),也是今(jin)后環境(jing)工作者的研究重點。
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