摘要：隨著水處理工業(yè)的高速發(fā)展，副產物濃鹽水產生量日益增長。濃鹽水零排放技術成為解決水回收率低濃鹽水污染環(huán)境兩難問題的一把利劍。本文介紹了蒸發(fā)技術在濃鹽水零排放處理中的應用。

關鍵詞：濃鹽水;蒸發(fā)技術;應用

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.046

Abstract：With the rapid development of water treatment industry，the output of the byproduct concentrated brine is increasing day by day.The zero discharge technology of concentrated brine has become a sword to solve the environmental dilemma of low water recovery rate of low concentrated brine pollution.This paper introduces the application of evaporation technology in the treatment of zero liquid of concentrated brine.

Keywords：Concentrated brine;Evaporation technology;Application

隨著我國水處理工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，工業(yè)水處理過程產生的濃鹽水和海水淡化產生的濃海水總量日益增長[1-2]

根據(jù)國際脫鹽協(xié)會（IDA），2010年全球運行的脫鹽裝置總淡水生產能力5990×104m3/d，在建裝置產能約180×104 m3/d[3]。濃鹽水作為副產品，面臨處理量大，成本高等問題。隨著我國環(huán)保要求的嚴格，濃鹽水直接外排或傾倒大海的措施已無法滿足要求。濃鹽水零排放技術成為解決水回收率低濃鹽水污染環(huán)境兩難問題的一把利劍。

1 濃鹽水特點

濃鹽水中的鹽、溫度、金屬污染物和化學藥劑等會對環(huán)境與生物造成嚴重的危害。例如濃鹽水排入海中，造成海水局部鹽度的增加，影響耐鹽性較差的生物，甚至造成其滅亡[4-5]。濃鹽水排入納污水體使其水溫升高，溶解氧降低，危害水中生物。濃鹽水中含有許多化學藥劑及高濃度的金屬離子。對環(huán)境造成很大危害。

綜上所述，濃鹽水直接排放會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害，環(huán)保、高效、經(jīng)濟的濃鹽水處理技術已經(jīng)成為國內外濃鹽水零處理領域關注的熱點。

2 濃鹽水零排放技術概況

濃鹽水的零排放是指將濃鹽水濃縮至含鹽量達20000mg/L以上，淡水的回收率達到80%以上[6]，再對少量剩余的濃縮液或結晶產物進行資源化利用。其中蒸發(fā)技術在濃鹽水零排放中應用最廣，按照工藝分為蒸發(fā)塘技術、膜蒸餾結晶技術、噴霧蒸發(fā)技術、熱法蒸發(fā)技術。

2.1 蒸發(fā)塘技術

蒸發(fā)塘技術是將濃鹽水輸送到蒸發(fā)塘，通過自然蒸發(fā)，使鹽分結晶，在進行固液分離脫鹽。為提高蒸發(fā)塘蒸發(fā)效率，發(fā)展了帶有強制循環(huán)的蒸發(fā)塘技術。通過改變氣液界面流速、溫度等措施來增加蒸發(fā)的作用。蒸發(fā)塘技術的缺點是，受地域限制較大，適合建設于年平均蒸發(fā)量為降雨量 3～5 倍以上的區(qū)域。不適用于冬季氣溫低自然蒸發(fā)量極小的西北地區(qū)蒸[7]。目前國電赤峰“3052”項目、大唐阜新項目、新疆慶華項目、大唐克旗項目等化工濃鹽水零排放處理應用該技術 [8]。

2.2 膜蒸餾結晶技術

膜蒸餾是20世紀80年代初發(fā)展起來的脫鹽技術，是膜技術與傳統(tǒng)蒸發(fā)技術結合的新型脫鹽技術，具有產水品質好，濃縮倍數(shù)高等特點。

它以疏水膜為介質，在膜兩側蒸汽壓差的作用下，使熱側蒸汽分子穿過膜孔后在冷側冷凝富集，從而實現(xiàn)分離的目的。根據(jù)冷側冷凝方式不同，膜蒸餾可以分為：直接接觸式膜蒸餾（DCMD）、空氣隙式膜蒸（AGMD）、氣掃式膜蒸餾（SGMD）和真空膜蒸餾（VMD）。根據(jù)國內外學者研究表面，膜蒸餾技術已在海水淡化、苦咸水治理及反滲透濃鹽水零排放領域得到廣泛應用[9-10]。

2.3 噴霧蒸發(fā)技術

噴霧干燥鹽水技術，濃鹽水零排放的技術之一。濃鹽水首先被霧化器分散成25 μm 的微小粒子，進入到干燥塔內，并與熱空氣進行熱量質量交換，汽化效率達100%[11]。其進料可以是乳液、懸濁液和乳濁液，提高濃鹽水的鹽度可大大降低能耗。噴霧干燥技術由于耗能較高，在濃鹽水回收領域，沒有得到廣泛應用。

2.4 熱法蒸發(fā)技術

在處理水質較差、水溫高、易造成膜污染的濃鹽水時，適合采用熱法濃縮技術。該技術對進水水質要求低、產生率可90%左右，主要缺點是啟動階段的能耗較高。熱蒸發(fā)濃縮技術包括多效蒸發(fā)技術（MED）、機械壓縮蒸發(fā)技術（MVR）、多級閃蒸技術（MSF）技術。MED的為多個蒸發(fā)器的串聯(lián)，前一級蒸發(fā)器蒸出蒸汽作為下一級蒸發(fā)器熱源，進行水蒸氣的蒸發(fā)從而實現(xiàn)鹽水濃縮的目的。MVR是目前廣泛應用的最先進的熱蒸發(fā)技術，通過機械壓縮機產生二次蒸汽，補充循環(huán)蒸汽的熱損失。屬于高效節(jié)能蒸發(fā)器，其節(jié)能效果與十效蒸發(fā)系統(tǒng)相當。MSF將高溫濃鹽水引入閃蒸室，由于閃蒸室壓力小于進水飽和蒸氣壓，水迅速汽化，水蒸氣冷凝產生淡水，濃鹽水不斷濃縮的過程。該技術不會析出溶質，可有效規(guī)避蒸發(fā)器結垢的問題。

其中MED及MVR技術在煤化工濃鹽水零排放處理系統(tǒng)應用交廣泛，MSF普遍應用于海水淡化處理[12]。

3 結語

蒸發(fā)結晶是濃鹽水零排放的最終解決方案，但占地大、能耗高、處理費用高，制約其發(fā)展。因此在今后提高效率、降低費用，是濃鹽水零排放技術關注點。

參考文獻

[1]馬學虎，蘭忠，王四芳等.海水淡化濃鹽水排放對環(huán)境的影響與零排放技術研究進展[J].化工進展，2011，30（1）：233-242.

[2]Heins W，Schooley K.Achieving zero liquid discharge in sagd heavy oil recovery[M].GE Water & Process Technical Paper，2011.F.

[3]Pankratz Tom. Section 1：Market Profile. IDA Desalination Yearbook 2009-2010[R].Water Desalination Report.UK：Media AnalyticsLtd，2009.

[4]陳航，王躍偉.環(huán)渤海地區(qū)海水淡化對海洋環(huán)境的影響分析[J].海洋信息，2012（1）：40-43+47.

[5]Safrai I，Zask A.Regulations for discharging desalination brine to the sea and its possible impacts [C].8th Annual Conference（Technion-Institute of technology）Innovations and Applications of Seawater and Marginal Water Desalination，2006.

[6]王愉晨，池勇志，蘇潤西等.濃鹽水零排放技術的研究進展[J].化工進展，2013，32（6）：1423-1428.

[7]于海江，楊學敏等.為火電廠提供廢水零排放最優(yōu)解決方案[J].節(jié)能環(huán)保，2017，12（10）：1-2.

[8]韓洪軍.煤化工結晶鹽如何合理處理？[J].環(huán)境影響評價，2015（03）：97-98.

[9]王金龍等.青海千畝廢堿“白湖”調查：下一個騰格里[N].中國經(jīng)營報，2017，5（C06）.

[10]M.P.Godino，L.Pena，C.Linc。on，etal，Water production from brines by membrane diatillation[J]，Desalination，1997，108（1-3）：91-97.

[11]潘永康.現(xiàn)代干燥技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，1998.

[12]劉曉鵬.煤化工濃鹽水蒸發(fā)結晶分離工業(yè)鹽的實驗研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2017.

收稿日期：2019-03-12

基金項目：中煤科工集團企業(yè)創(chuàng)新基金（2016XAYZD08）

作者簡介：王玉（1985-），女，漢族，工學碩士，工程師，研究方向為礦井水處理技術、污水的再生利用。