在廢水零排放中，尤其以高含鹽廢水的零排放常見,、難度也大,，屬于當(dāng)前急需解決和推廣的熱門技術(shù)。

　　1,、高含鹽廢水的來源及組分特點

　　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。高含鹽廢水主要來源于化工生產(chǎn)用水的不斷濃縮排污和廢水零排放的預(yù)處過程,，如純水制備系統(tǒng)的再生沖洗水,、循環(huán)水站蒸發(fā)濃縮的排放水、廢水零排放超濾(UF),、電滲析(EDR),、反滲透(RO)等預(yù)處理的排放濃水。

　　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(fù)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(dǎo)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,，國家專門制定了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB),，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),，對微生物還有抑制和毒害作用,，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，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(yīng)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(fēng)能等自然力量蒸發(fā)廢水的一種處理方法,，是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(shè)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(dāng)?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。蒸發(fā)塘周邊還必須設(shè)置雨水阻斷設(shè)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(dāng)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(shè)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(dāng)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(shè)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(dāng),，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,，全部回送到蒸發(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)的蒸汽作為二次蒸汽進入機械壓縮機,，提高熱焓品質(zhì)，作為蒸發(fā)器的熱源,，如此循環(huán)往復(fù),，周而復(fù)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(dāng)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)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,，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(shè)和投用，也取得了顯著的環(huán)保效果和經(jīng)濟效果,，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(yù)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(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)備壁上結(jié)垢,，影響換熱效率,。通過此方法，蒸發(fā)設(shè)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(shè)備的腐蝕性更加強烈,。在蒸發(fā)設(shè)備的設(shè)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(shè)備為150～200萬元/噸水,，引進技術(shù),，國內(nèi)制造設(shè)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(fù)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