超滤预处理:利用超滤膜两侧的压力差作为动力,依据机械筛分原理分离溶液和物质。超滤膜孔径小,能有效去除废水中的悬浮物和大分子物质,如总硅等。进入超滤组件的废水,在压力作用下,一部分形成超滤液体流出,另一部分则成为浓缩液体排出。此过程相对稳定平衡,超滤膜产水率可达 95% 左右,剩余的小分子物质和盐随废水进入蒸发结晶环节。
蒸发结晶处理:高盐废水中 COD 含量高,超滤无法完全去除有机物,这会导致蒸发结晶时易产生气泡,需添加消泡剂保证蒸发工艺持续进行。同时,有机物会提高溶液沸点,影响蒸发效率,甚至使蒸发停止。蒸发结晶后,硫酸钠和氯化钠等物质经干燥形成固态混盐,企业可对混盐进行包装,以便二次利用。虽然该技术提高了高盐废水的利用率,但未真正实现零排放,有待进一步创新研发。
超滤膜预处理:高盐废水通过超滤膜,去除悬浮物质、总硅及大分子物质,剩余小分子物质和盐随废水进入后续系统。超滤膜进水压力达 1MPa,pH 值在 8.5 - 10 左右,配备独立清洗系统,可与超滤作业同时进行,产水率约 95%,产水需进一步进行臭氧催化氧化处理。
臭氧催化氧化处理:主要作用是去除高盐废水中的有机物,防止其影响后续蒸发结晶。利用非均相臭氧催化技术,除臭氧直接氧化外,还借助臭氧在固态催化剂表面产生的羟基自由基进行氧化,氧化还原电位达 2.8V 以上,可有效降解难降解有机物。该工艺包括调节池、一级臭氧催化氧化、二级臭氧催化氧化和产水释放池四个流程,处理后产水 COD 浓度可降至 100mg/L 以下,COD 总去除率约 80%,色度小于 10 倍。
纳滤膜系统处理:常用的分盐工艺有热盐分盐技术和纳滤分盐技术。热盐分盐利用变温结晶优势,纳滤分盐则借助纳滤膜的选择截留特性分离提取无机盐。如在煤炭化工废水中,阴离子多为氯离子和硫酸根离子,阳离子以钠离子为主。臭氧催化氧化后的产水进入纳滤膜环节,通过半透明的纳滤膜选择性截留二价盐,将盐分较高的水分成以氯化钠为主的产水和以硫酸钠为主的浓水。
氯化钠和硫酸钠结晶处理:纳滤膜处理后,对氯化钠和硫酸钠进行结晶处理。由于产水量大,采用三效蒸发获取氯化钠结晶,母液排回原水以提高晶体纯度,剩余冷凝水经离子检测后回用。
结晶盐干燥处理:获取硫酸钠和氯化钠结晶盐后,利用真空靶式干燥机进行干燥。在高真空排气和蒸汽夹套间接加热下,物料从干燥机上方中间加入,通过耙齿搅拌和蒸汽加热使水分汽化,由真空泵抽出,实现结晶盐干燥。过程中需控制温度,避免物料氧化产生粉末。