石化高盐废水处理及零排放回用石油化工行业属于高耗能行业,每年产生大量的高盐废水,若将其直接排放到环境中,会对生态环境造成严重破坏。随着排放标准的提升,企业开始对高盐废水进行处理,并尽可能地实现资源化回用,传统高盐废水零排放处理的核心工艺为膜浓缩和蒸发结晶的组合工艺,其副产品结晶盐均以混合形式出现,含有多种离子,资源化程度不高,最终只能按危险废物进行填埋处理,吨盐处理成本高达 3250 元以上。因此,混盐结晶是目前阻碍实现高盐废水零排放的瓶颈问题,探究可行的副产品资源化工艺非常重要,而分盐工艺就是其中一种重要的途径。1 高盐废水水质分析多年以来,某石化企业废水处理场深度处理回用站产生并排放反渗透膜浓水约 50 m /h³,总溶解固体(TDS)为 17640~24600 mg/L,属于典型的高盐废水,高盐废水水质见表 1。由表 1 可知,高盐废水具备高电导率、高 TDS、高 Cl-、高 Na+、高 SO42-的特点,属于典型的 NaCl-Na2SO4 型高含盐废水,废水中含有较高浓度的 Ca2+和(重)碳酸盐碱度,含有的离子种类较多,COD 较高。2 废水处理流程设计思路根据企业的进展的需要,该企业确定将该高盐废水中的盐水分离,使水回用于循环冷却水等系统,盐经分盐处理分为 NaCl、NaSO4等,从而实现高盐废水的零排放和资源化回用。目前,分盐结晶工艺主要有直接热法分盐结晶工艺和膜法+结晶分盐结晶工艺:直接热法分盐结晶工艺是利用水中不同无机盐的溶解度差异,控制适合的运转温度和浓缩度实现盐水分离,该工艺相对成熟,但结晶盐的品质及回收率较低,不利于盐的资源化利用;膜法+结晶分盐结晶工艺则是利用 Cl-和 SO42-离子半径或电荷等的差异,通过膜实现不同盐的分离和富集,再经结晶得到固体。膜分离通常采纳电渗析分盐和纳滤分盐两种,其中纳滤分盐对原水组分波动的适应性更强。主要采纳多效蒸发(MED)或机械蒸汽再压缩(MVR)分离出 NaCl 结晶,其中 MVR 比 MED 的能量利用率更高,蒸发温度控制更灵活,蒸发出的有害气体更少,更适合用于废水处理;Na2SO4 结晶段主要采纳热法或冷冻法,其中冷冻法结晶盐纯度更高。本讨论根据现有高盐废水水质特点和各分盐结晶工艺的优缺点,采纳纳滤将高盐废水分离为 NaCl 水溶液和以 Na2SO4 为主的杂盐水溶液,分离出的 NaCl 溶液经 RO 膜浓缩后作为卤水用于离子树脂再生,或采纳 MVR 工艺蒸发装置结晶为工业 NaCl;分离出的 Na2SO4 杂盐经过 RO膜浓缩,...