高含鹽化工廢水“零排放”關鍵技術介紹
在化工廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處理過程(cheng)中(zhong),由于工藝需要很(hen)(hen)多企業(ye)會產(chan)生高含(han)鹽廢(fei)(fei)水(shui)(shui),一直以來,在業(ye)內外的期待、審視甚(shen)至要求(qiu)下,在很(hen)(hen)多企業(ye)的環(huan)評報告中(zhong),高含(han)鹽廢(fei)(fei)水(shui)(shui)的最終(zhong)處理都描(miao)述為(wei)“零排(pai)放”。
那么究竟什(shen)么是(shi)“零排放(fang)”呢(ni)?“零排放(fang)”是(shi)否意味著只要水達到(dao)循環(huan)利用而零外(wai)排就可以了呢(ni)?
“零(ling)(ling)排(pai)(pai)放(fang)(fang)”水處(chu)(chu)理過程(cheng)中對(dui)于最終的(de)固體(ti)結(jie)晶鹽的(de)處(chu)(chu)理應(ying)該(gai)如(ru)(ru)何定(ding)義(yi)呢?2004年,曾任(ren)國家(jia)環保總(zong)局(ju)副局(ju)長(chang)的(de)宋瑞(rui)祥主編的(de)專著《零(ling)(ling)排(pai)(pai)放(fang)(fang)——后工業(ye)社會的(de)夢想與現(xian)實》出版,對(dui)零(ling)(ling)排(pai)(pai)放(fang)(fang)做了權威解讀。所(suo)謂(wei)(wei)零(ling)(ling)排(pai)(pai)放(fang)(fang),其字(zi)面含義(yi)為工業(ye)化產品(pin)生(sheng)產過程(cheng)中廢棄物為零(ling)(ling),是指無限減少(shao)污(wu)染(ran)物的(de)排(pai)(pai)放(fang)(fang)量直至(zhi)為零(ling)(ling)的(de)活動(dong)。而在處(chu)(chu)理污(wu)染(ran)物的(de)過程(cheng)中,如(ru)(ru)果不對(dui)最終的(de)固體(ti)結(jie)晶鹽進(jin)行處(chu)(chu)理,無疑又產生(sheng)了新的(de)固體(ti)污(wu)染(ran)物,所(suo)謂(wei)(wei)的(de)“零(ling)(ling)排(pai)(pai)放(fang)(fang)”也便成了偷換概念后的(de)偽命題。
雖然很多企業(ye)的(de)環評報告在(zai)廢(fei)水處理中(zhong)均描述為“零排放(fang)(fang)”工藝(yi),但(dan)在(zai)實際應用中(zhong)會發(fa)(fa)現,只有少數企業(ye)的(de)工況真(zhen)正(zheng)具備(bei)最終(zhong)實現零排放(fang)(fang)的(de)條件。譬如,有些行業(ye)的(de)含鹽廢(fei)水由于組分相對單(dan)一(yi),通過膜濃(nong)縮、蒸發(fa)(fa)濃(nong)縮、蒸發(fa)(fa)結晶技(ji)術(shu)等工藝(yi)流程(cheng)最終(zhong)得到(dao)了質量較(jiao)好(hao)的(de)固體鹽甚至還有有不錯的(de)銷路,最終(zhong)蒸餾(liu)水全部得到(dao)了回收(shou)再(zai)利(li)用,鹽也(ye)轉變成了產品,從而實現了真(zhen)正(zheng)的(de)“固、液(ye)零排放(fang)(fang)”。
但是對(dui)于大多(duo)數行業(ye)來說,由于廢(fei)(fei)水鹽(yan)分較復雜,僅靠單純的(de)簡單蒸(zheng)(zheng)發來最(zui)終(zhong)想實現“零固廢(fei)(fei)”外排是非(fei)常(chang)困難的(de),如果不(bu)對(dui)鹽(yan)進(jin)行分鹽(yan)處理,最(zui)終(zhong)得到的(de)固體(ti)(ti)雜鹽(yan)基(ji)本(ben)(ben)都(dou)應作(zuo)為(wei)固體(ti)(ti)危廢(fei)(fei)進(jin)行處置(zhi)(zhi),而當前國內處理固體(ti)(ti)危廢(fei)(fei)的(de)成本(ben)(ben)昂貴,其代價甚(shen)至比前段(duan)膜(mo)濃(nong)縮、蒸(zheng)(zheng)發濃(nong)縮、蒸(zheng)(zheng)發結晶各工段(duan)成本(ben)(ben)之和還要高。因此,在(zai)整個高含鹽(yan)廢(fei)(fei)水處理工藝(yi)的(de)設計中,如果可以將(jiang)最(zui)終(zhong)固體(ti)(ti)產物能(neng)夠(gou)作(zuo)為(wei)產品銷售而不(bu)是危廢(fei)(fei)處置(zhi)(zhi)將(jiang)具有非(fei)常(chang)大的(de)應用價值。
這里,就應(ying)用(yong)(yong)到(dao)了(le)另外一個概念,即(ji)”分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)處理“。所謂分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)處理,即(ji)根(gen)據溶(rong)(rong)液(ye)中對應(ying)溫度下各(ge)溶(rong)(rong)質溶(rong)(rong)解度的不同、利用(yong)(yong)相(xiang)圖理論進行鹽(yan)(yan)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離從(cong)而得到(dao)不同鹽(yan)(yan)產品的過程(cheng)。現(xian)有(you)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)處理工(gong)藝一般為熱(re)法分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)與(yu)冷法分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)兩(liang)種工(gong)藝。熱(re)法分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)工(gong)藝在(zai)“鉀(jia)(jia)鈉分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(氯化(hua)鉀(jia)(jia)與(yu)氯化(hua)鈉)”、“鹽(yan)(yan)湖化(hua)工(gong)鹽(yan)(yan)硝分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(氯化(hua)鈉與(yu)硫酸鈉)”等領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)(yong)最為廣泛,冷法分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)在(zai)“氯堿化(hua)工(gong)電解氯化(hua)鈉溶(rong)(rong)液(ye)脫(tuo)硝”、“AC發泡劑生產工(gong)藝碳酸鈉脫(tuo)除”及(ji)一些(xie)(xie)反應(ying)液(ye)提純等領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)(yong)較多,當然有(you)些(xie)(xie)生產流程(cheng)既可以采用(yong)(yong)熱(re)法分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)又可以采用(yong)(yong)冷法分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鹽(yan)(yan)如“鹽(yan)(yan)硝分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離”。
那么如果對最終(zhong)的濃縮液進(jin)行“分鹽處理”,則(ze)其處理原則(ze)是(shi)什么呢(ni)?第一點(dian),當然是(shi)滿足分鹽工藝需(xu)要(yao),這也是(shi)最基(ji)本的要(yao)求及分鹽的目(mu)的;第二點(dian),則(ze)是(shi)滿足投資(zi)與收益經濟(ji)性需(xu)要(yao);第三點(dian),應該考慮最終(zhong)鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問題。
首先說第一點,在(zai)(zai)化(hua)(hua)工(gong)廢水中(zhong),由于生(sheng)產企業(ye)當(dang)地(di)原水水質(zhi)的(de)(de)原因(yin),很多(duo)時(shi)候經(jing)過(guo)廢水經(jing)預(yu)處理、濃(nong)縮(suo)后(hou)的(de)(de)濃(nong)縮(suo)液其主要鹽(yan)(yan)(yan)分(fen)(fen)表現為(wei)硫(liu)(liu)酸鈉(na)(na)與(yu)(yu)氯(lv)化(hua)(hua)鈉(na)(na),當(dang)然(ran)有(you)(you)(you)時(shi)還會有(you)(you)(you)其他(ta)鹽(yan)(yan)(yan)如硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鈉(na)(na)等,我(wo)們暫以硫(liu)(liu)酸鈉(na)(na)與(yu)(yu)氯(lv)化(hua)(hua)鈉(na)(na)為(wei)例進(jin)行(xing)鹽(yan)(yan)(yan)硝(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)離的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)討論。鹽(yan)(yan)(yan)硝(xiao)(xiao)(xiao)熱法分(fen)(fen)離已經(jing)屬相對(dui)成(cheng)熟的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi),在(zai)(zai)鹽(yan)(yan)(yan)湖化(hua)(hua)工(gong)中(zhong)也(ye)已得(de)(de)到了(le)多(duo)年的(de)(de)廣泛應用(yong)(yong),通過(guo)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)控制最終可以得(de)(de)到工(gong)業(ye)級硫(liu)(liu)酸鈉(na)(na)與(yu)(yu)氯(lv)化(hua)(hua)鈉(na)(na);而(er)冷法鹽(yan)(yan)(yan)硝(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)離伴隨(sui)著DTRO膜高壓濃(nong)縮(suo)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)及NF/RO組(zu)合工(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)推(tui)廣也(ye)日益得(de)(de)到了(le)推(tui)廣應用(yong)(yong),尤(you)其是(shi)NF/RO組(zu)合工(gong)藝(yi)(yi)(yi)可以在(zai)(zai)比DTRO膜工(gong)藝(yi)(yi)(yi)大幅(fu)度(du)(du)降低投(tou)資(zi)及運行(xing)成(cheng)本的(de)(de)條件(jian)下(xia)獲(huo)得(de)(de)含鹽(yan)(yan)(yan)濃(nong)度(du)(du)高達16%的(de)(de)濃(nong)縮(suo)液,使(shi)得(de)(de)冷法分(fen)(fen)鹽(yan)(yan)(yan)無論從投(tou)資(zi)還是(shi)從運行(xing)成(cheng)本上較熱法均具有(you)(you)(you)了(le)更(geng)大的(de)(de)優(you)勢和推(tui)廣價值,尤(you)其是(shi)納濾后(hou)的(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)鈉(na)(na)溶(rong)液純度(du)(du)98.5%以上,而(er)二價離子側(ce)冷凍結晶后(hou)得(de)(de)到的(de)(de)芒(mang)硝(xiao)(xiao)(xiao),母液富(fu)集(ji)的(de)(de)雜質(zhi)不會隨(sui)芒(mang)硝(xiao)(xiao)(xiao)一起(qi)析出,因(yin)此芒(mang)硝(xiao)(xiao)(xiao)本身純度(du)(du)就會很高,而(er)芒(mang)硝(xiao)(xiao)(xiao)經(jing)融化(hua)(hua)再結晶后(hou)可以得(de)(de)到更(geng)高純度(du)(du)的(de)(de)無水硫(liu)(liu)酸鈉(na)(na)。而(er)采用(yong)(yong)熱法分(fen)(fen)鹽(yan)(yan)(yan)則雜質(zhi)富(fu)集(ji)對(dui)蒸發的(de)(de)影響相對(dui)更(geng)大,我(wo)們在(zai)(zai)第三(san)點討論時(shi)會提(ti)到。
第二點,關于(yu)投資于(yu)收益經濟性(xing)綜(zong)合考(kao)慮。如(ru)果(guo)來水量(liang)很小,或(huo)者來水含鹽(yan)(yan)濃度很低,則(ze)如(ru)果(guo)再投入較(jiao)大(da)資金去做(zuo)分鹽(yan)(yan)處理則(ze)經濟性(xing)相對較(jiao)差,我們一(yi)般按三年(nian)危險固廢處理成本(ben)與分鹽(yan)(yan)投資成本(ben)進(jin)行比較(jiao),如(ru)果(guo)前者更大(da),則(ze)適合采用分鹽(yan)(yan)投資,如(ru)果(guo)后者額度更大(da)則(ze)適合采用直接蒸(zheng)發做(zuo)混鹽(yan)(yan)危廢處理。
第三點,關于最(zui)(zui)終鹽(yan)(yan)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度與外排雜鹽(yan)(yan)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡問(wen)題。一般來講,在工藝合理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下,要得到(dao)純(chun)(chun)度更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)則意(yi)味著需要外排更多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜鹽(yan)(yan)母(mu)液,如果雜鹽(yan)(yan)母(mu)液的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)(li)成(cheng)本及最(zui)(zui)終雜鹽(yan)(yan)固體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處置(zhi)成(cheng)本過(guo)高(gao)(gao),則意(yi)味著單純(chun)(chun)提高(gao)(gao)鹽(yan)(yan)產品(pin)純(chun)(chun)度付出了(le)更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜鹽(yan)(yan)處理(li)(li)(li)代價,因(yin)此分鹽(yan)(yan)工藝是否(fou)合理(li)(li)(li)從經(jing)濟角度來講并不是得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度越高(gao)(gao)越好,而是取一個(ge)相對(dui)合理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度,盡量(liang)(liang)減(jian)少外排母(mu)液的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)(li)量(liang)(liang)防止造成(cheng)最(zui)(zui)終合計成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加。
當然(ran),談(tan)到(dao)(dao)上述第(di)三點,有人也許會提出最終外排母液經雜鹽蒸發后還是得到(dao)(dao)了固(gu)體危廢,這其實(shi)就回(hui)到(dao)(dao)了我(wo)們開篇所談(tan)到(dao)(dao)的(de)(de)“零排放”是否一定(ding)合理的(de)(de)問題。相對而言,“零排放”是個理想化(hua)的(de)(de)概念(nian),真(zhen)正做到(dao)(dao)零排放需要相對理想化(hua)的(de)(de)工(gong)況才可以實(shi)現。而如(ru)果不計(ji)成(cheng)本單純追逐“零排放”也并不一定(ding)合理,相對而言,更具有可操作性(xing)的(de)(de)應(ying)該是實(shi)現最大限(xian)度(du)地“污染物減量化(hua)排放”,減量化(hua)排放也才應(ying)該成(cheng)為(wei)目前高鹽廢水處(chu)理的(de)(de)主流工(gong)藝(yi)。
說一個(ge)題外(wai)話(hua),也是(shi)(shi)當前高鹽(yan)(yan)(yan)污水(shui)處理(li)過程中所存(cun)在的(de)(de)(de)一個(ge)非常(chang)嚴重的(de)(de)(de)隱患(huan)即固(gu)(gu)體混(hun)(hun)鹽(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)最(zui)終(zhong)走向。由于作(zuo)為危(wei)廢(fei)(fei)處理(li)成本太高,有(you)(you)些企業(ye)將混(hun)(hun)鹽(yan)(yan)(yan)堆積或填(tian)埋,天長日久勢必對(dui)土壤、地下水(shui)及(ji)環境(jing)造成重大影響(xiang);有(you)(you)些企業(ye)則(ze)將混(hun)(hun)鹽(yan)(yan)(yan)交給一些不法人員(yuan)進行處置,而不法人員(yuan)有(you)(you)的(de)(de)(de)將混(hun)(hun)鹽(yan)(yan)(yan)摻進其他(ta)工(gong)(gong)業(ye)產(chan)品造假(jia)使(shi)用(yong)(yong),有(you)(you)的(de)(de)(de)甚至將廢(fei)(fei)鹽(yan)(yan)(yan)加(jia)工(gong)(gong)成食用(yong)(yong)鹽(yan)(yan)(yan),如當年發現(xian)的(de)(de)(de)“農藥(yao)廢(fei)(fei)渣(zha)鹽(yan)(yan)(yan)”進入餐桌(zhuo)就是(shi)(shi)典型的(de)(de)(de)案例。因(yin)此國(guo)家在加(jia)強污水(shui)處理(li)監(jian)管的(de)(de)(de)同時,必須加(jia)強對(dui)污水(shui)處理(li)后(hou)最(zui)終(zhong)固(gu)(gu)體鹽(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)管理(li),引導采用(yong)(yong)分鹽(yan)(yan)(yan)工(gong)(gong)藝將廢(fei)(fei)水(shui)鹽(yan)(yan)(yan)做成合格的(de)(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)產(chan)品,否則(ze)數量成千上萬(wan)的(de)(de)(de)污染企業(ye)排放的(de)(de)(de)固(gu)(gu)體鹽(yan)(yan)(yan)最(zui)終(zhong)將造成嚴重的(de)(de)(de)環境(jing)問題與社會(hui)問題。

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