在廢水零排放中，尤其以高含鹽廢水的零排放最常見、難度也最大，屬于當前急需解決和推廣的熱門技術(shù)。
1、高含鹽廢水的 >
眾所周知，自然界存在很多礦物鹽，其以晶體或固體形式分布于地表下，受長年累月的雨水沖刷和侵蝕等作用，不斷溶解于水體中，隨著江川河流、地下水，被帶入化工生產(chǎn)過程中。高含鹽廢水主要 >
化工系統(tǒng)產(chǎn)生的高含鹽廢水源于上述工藝中富集排出的一小部分水或根據(jù)生產(chǎn)需要添加使用的各種藥劑，通常具有污染物濃度高(污染物的濃度是原水的4～10倍)、含可溶性的無機鹽種類多(如典型的鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等)、成分復雜、腐蝕性強、處理難度大、危害程度高等特點。
2、高含鹽廢水的危害和處理難點
高含鹽廢水含有大量溶解度很低的無機鹽，若未經(jīng)處理直接排入江河湖海，勢必會危害水體的自然生態(tài)平衡，使水質(zhì)惡化，導致漁業(yè)生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)的破壞，嚴重時還會污染地下水和飲用水源，甚至危害耕地，致使土壤發(fā)生鹽堿化，阻礙植物生長，因此國家專門制定了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-2005)，明確要求全鹽含量必須小于1000mg/L(非鹽堿土地區(qū))和2000mg/L(鹽堿土地區(qū))。
高含鹽廢水是廢水處理行業(yè)公認的高難度處理廢水，由于含有高濃度的鹽離子，它具有很強的腐蝕性(氯離子)、較易的結(jié)垢性(鈣鎂離子)和較大的溶解性(鈉鹽)，同時對微生物還有抑制和毒害作用，因此人們不能簡單地用常規(guī)處理技術(shù)來處理高含鹽廢水，需利用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)將水中的溶解鹽進行固液分離，冷凝清潔水回收循環(huán)利用，固化結(jié)晶鹽填埋處理或回收利用，最終實現(xiàn)零排放。
3、高含鹽廢水的蒸發(fā)工藝及技術(shù)特點
蒸發(fā)技術(shù)被廣泛應用于化工、輕工、制藥和食品等行業(yè)，近幾年正逐步用于高含鹽廢水的零排放處理過程中，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。按照蒸發(fā)方式，其可以分為自然蒸發(fā)(溶液在低于沸點溫度下蒸發(fā))和沸騰蒸發(fā)(將溶液加熱至沸點，在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā))兩類。其中，沸騰蒸發(fā)目前國內(nèi)外最為常用，主要有多效蒸發(fā)、熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)、機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)以及降膜式機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)等。
3.1 自然蒸發(fā)——蒸發(fā)塘
蒸發(fā)塘是利用太陽能、風能等自然力量蒸發(fā)廢水的一種處理方法，是最早用于處理化工高濃鹽水的一種典型自然蒸發(fā)技術(shù)：將高濃鹽水排入蒸發(fā)塘，通過自然蒸發(fā)結(jié)晶，實現(xiàn)固液分離或濃鹽水減量，以便后續(xù)處理利用，減少設備投資和能量消耗，從而大幅度減少廢水處理投資和運行費用。
蒸發(fā)塘場址必須選在地域遼闊、氣候干燥、降雨量小、蒸發(fā)量大、太陽能充足，且當?shù)囟嗄昶骄舭l(fā)量為降雨量3～5倍的地區(qū)，受到嚴格的自然條件限制。同時，蒸發(fā)塘周邊還必須設置雨水阻斷設施，塘底和塘壁必須做防腐和防滲處理。排入蒸發(fā)塘的水質(zhì)必須滿足國家規(guī)范要求，包括含鹽量、有機物、重金屬以及有毒有害物質(zhì)。
3.2 沸騰蒸發(fā)——多效蒸發(fā)
多效蒸發(fā)，是采用強制加熱實現(xiàn)沸騰蒸發(fā)的一種方式：將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)起來，前一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一級蒸發(fā)器的熱源，如此循環(huán)利用蒸汽，以提高熱能利用效率。每一級蒸發(fā)器稱作“一效”，通常多效蒸發(fā)的循環(huán)蒸發(fā)器串聯(lián)效數(shù)在3～4個，少數(shù)多達6效。當蒸發(fā)器的效數(shù)增加時，一次蒸汽的用量呈減少趨勢，即可實現(xiàn)節(jié)約能源的作用，但蒸發(fā)器的效數(shù)并不是無限的，也不是越多越好，這取決于二次蒸汽的品質(zhì)及經(jīng)濟性能。
3.3 沸騰蒸發(fā)——熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)
熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)是針對多效蒸發(fā)消耗大量一次蒸汽的缺點發(fā)展起來的，是改進一次蒸汽經(jīng)濟性的一種經(jīng)濟實惠技術(shù)。其利用熱泵原理，在一效蒸發(fā)器前面增設蒸汽噴射壓縮裝置，將一次蒸汽和一效產(chǎn)生的部分二次蒸汽引入蒸汽噴射壓縮裝置。當一次蒸汽經(jīng)過此蒸汽噴射壓縮裝置時，產(chǎn)生相對的負壓環(huán)境，利用此負壓抽吸來自一效加熱室產(chǎn)生的部分二次蒸汽，經(jīng)蒸汽噴射壓縮裝置混合增壓，提升溫度后再作為一效的加熱蒸汽，以提高熱能利用率，達到減少一次蒸汽消耗的目的。
從結(jié)構(gòu)上看，熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)較多效蒸發(fā)系統(tǒng)只增加了蒸汽噴射壓縮裝置，設計簡單，沒有活動部件，操作可靠穩(wěn)定。但從效能上看，使用一臺熱力蒸汽壓縮裝置所節(jié)約的能源與增加一效蒸發(fā)器所節(jié)約的能源相當，即熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)比單純的多效蒸發(fā)更節(jié)能，消耗的一次蒸汽更少。據(jù)研究，熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)的能耗僅為單效蒸發(fā)能耗的78%。在運行過程中，熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)仍然需連續(xù)供給一定數(shù)量的鮮蒸汽。
3.4 沸騰蒸發(fā)——機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)
機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)是采用機械壓縮機將蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸氣強制壓縮，人為提高二次蒸汽的壓力和溫度，增加二次蒸汽的熱焓，然后全部再次回送到蒸發(fā)器的加熱室作為加熱料液的熱源，使料液始終維持在沸騰狀態(tài)，并不斷蒸發(fā)濃縮。加熱蒸汽本身經(jīng)換熱后冷凝成水排出，作為合格產(chǎn)水使用。料液蒸發(fā)的蒸汽再次作為二次蒸汽進入機械壓縮機，提高熱焓品質(zhì)，再次作為蒸發(fā)器的熱源，如此循環(huán)往復，周而復始。補充的新蒸汽僅在裝置啟動和運行過程中用于彌補熱損失、進出料的溫差熱焓，正常運行后通常不再需要新蒸氣的供給，其節(jié)能效果相當于許多常規(guī)蒸發(fā)系統(tǒng)。
機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)技術(shù)最大程度地利用了自身產(chǎn)生的二次蒸汽能量，能源利用率幾乎接近100%，大幅度地降低了新蒸汽的消耗。據(jù)研究，能耗僅為單效蒸發(fā)能耗的23.8%。
4、高含鹽廢水蒸發(fā)技術(shù)的難點
目前，高含鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術(shù)已經(jīng)取得了非常大的突破，并在各個行業(yè)和各個區(qū)域不斷建設和投用，也取得了顯著的環(huán)保效果和經(jīng)濟效果，但是由于高含鹽廢水的組分特性，高含鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術(shù)存在如下難點。
4.1 運行控制要求高
為了減少加熱蒸發(fā)處理的水量，含鹽廢水的預處理階段通常采用膜濃縮技術(shù)來提升含鹽廢水濃度，使其保持在50000～80000mg/L，進而顯著降低后續(xù)蒸發(fā)零排放工段的投資和運行費用。在膜濃縮運行過程中，必須嚴格控制進水的pH、硬度、有機物、膠體懸浮物等，稍有不慎就會造成濃縮膜效率降低，甚至嚴重污染，進而造成較大的損失(濃縮膜不可再生)。
4.2 設備易結(jié)垢，效率降低
為了實現(xiàn)零排放，高含鹽廢水在蒸發(fā)階段快速濃縮，溶解的大量無機鹽很快達到飽和，在聚集特性的作用下自發(fā)形成小晶核，并不斷堆積長大成晶體。在此過程中，部分小晶核附著在蒸發(fā)設備壁上，隨著蒸發(fā)濃縮的進行，逐步生成水垢，目前，控制結(jié)垢的技術(shù)已經(jīng)取得較大進步，晶種法被廣泛應用，即人為添加晶核，讓溶解鹽選擇性地生長在添加的晶核上，從而避免附著在蒸發(fā)設備壁上結(jié)垢，影響換熱效率。通過此方法，蒸發(fā)設備通常能連續(xù)運行一年以上，極大地提高了運行效率。
4.3 腐蝕性強，投資大
高含鹽廢水通常含有腐蝕性極強的氯離子，尤其在蒸發(fā)濃縮后，氯離子大量聚集，在沸騰溫度的雙重作用下，對蒸發(fā)設備的腐蝕性更加強烈。因此，在蒸發(fā)設備的設計加工過程中，材質(zhì)選擇尤為重要，通常選用進口價格高昂的2205、2507、Ti、Ti合金等特殊材質(zhì)。據(jù)測算，蒸發(fā)器及結(jié)晶器的噸水投資費用為：進口設備為150～200萬元/噸水，引進技術(shù)，國內(nèi)制造設備為110～140萬元/噸水。
4.4 固化鹽處置成本高
目前，采用蒸發(fā)零排放技術(shù)實現(xiàn)固液分離出來的鹽通常是混鹽，成分較復雜，可能含有一些有毒物質(zhì)，其性質(zhì)鑒定非常困難?，F(xiàn)階段,蒸發(fā)零排放固化下來的混鹽必須按危廢進行處置，成本非常高，每噸處置成本通常在3000～5000元，個別地區(qū)更高(5000～7000元)，危廢處置費用約占運行總費用的60%。
5、結(jié)論
當前，高含鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術(shù)還存在運行成本高、易結(jié)垢、腐蝕性大等難點，尤其是固化混鹽必須作為危廢處置，這無形中給企業(yè)又增加了巨大的負擔。因此，高含鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術(shù)還需進一步深化，繼續(xù)朝分鹽處理方向發(fā)展，實現(xiàn)一價鹽和二價鹽的獨立分離固化回收，進而實現(xiàn)真正意義上的無害化和資源化。( >
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