焦化廢水濃鹽水的濃縮減量及近零排放技術解析

焦化廢水濃鹽水是煤化工行業高鹽廢水的典型代表，其處理難度大、成本高。為實現資源化利用和近零排放，需通過多技術協同處理。以下是技術要點：

一、焦化廢水濃鹽水的水質特性

成分復雜

主要污染物：高濃度氨氮（可達數百mg/L）、酚類、氰化物、硫化物及難降解有機物（COD通常為300~1000 mg/L）。

鹽分：含鹽量通常超過15000 mg/L，以硫酸鈉和氯化鈉為主，氟離子含量常高于150 mg/L。

水量波動：規模從每小時幾十噸到幾百噸不等，水質水量隨工藝變化大。

處理難點

高鹽度與有機物：鹽分抑制微生物活性，難降解有機物（如苯系物）需高級氧化技術處理。

結垢與腐蝕：氟離子對鈦材換熱器腐蝕性強，鈣鎂離子易結垢。

雜鹽率：蒸發結晶過程中雜質富集，需純化工藝提高鹽品質。

二、濃縮減量核心技術路線

1. 預處理階段

除氟與軟化：

采用CaCl?+PAC組合藥劑沉淀氟離子，后續通過軟化系統（NaOH/Na?CO?）去除鈣鎂離子，出水硬度控制在150 mg/L以下。

高級氧化：電催化氧化技術（鈦基納晶薄膜陽極）去除難降解COD，去除率≥45%，降低膜污染風險。

膠體與懸浮物去除：

超濾系統：截留大分子有機物及膠體，出水濁度≤1 NTU，SDI≤3。

2. 膜集成濃縮階段

分鹽納濾（NF）：

一級NF分離一價鹽（NaCl）與二價鹽（Na?SO?），濃水側硫酸鈉濃度濃縮至6%~12%，產水側氯化鈉濃度1%~1.5%。

濃水NF：進一步濃縮二價鹽，結合電催化氧化處理有機物，確保硫酸鈉純度。

高壓反滲透（HPRO）：

對NF產水逐級濃縮，設計通量≤11.5 L/(m2·h)，回收率≥89%，三段濃水TDS≥10萬mg/L，顯著減少蒸發負荷。

3. 高濃鹽水資源化階段

蒸發結晶工藝：

氯化鈉：通過蒸發結晶干燥，純度≥98.5%，母液回流減少雜鹽率。

硫酸鈉：采用冷凍結晶/熔融結晶工藝，產品純度≥97%，COD含量降至400 mg/L以下。

雙極膜電滲析：

將濃鹽水轉化為2 mmol/L稀酸（H?SO?/HCl）和稀堿（NaOH），回用于生產環節，實現循環經濟。

高值化利用：

氯化鈉溶液作為離子膜燒堿原料，硫酸鈉制備碳酸氫鈉/硫酸銨，提升產品附加值。

三、近零排放關鍵技術突破

1. 母液干化技術

撬裝式低溫蒸發結晶：

真空度-95~-97 kPa，蒸發溫度40~45℃，殘渣含水率<15%，無廢氣排放，適配智能工廠需求。

2. 分鹽與水質調控

兩級NF-HPRO組合系統：

實現一價鹽與高價鹽高效分離，降低蒸發結晶系統負荷，提高鹽回收率。

3. 耐腐蝕與抗污染設計

設備材質優化：

蒸發器換熱管采用TA10鈦材，離子交換樹脂選用耐污染型號，延長設備壽命。

四、典型應用案例

?山西某焦化廠（55 m3/h）

工藝流程：預處理除雜→兩級NF分鹽→HPRO濃縮→三效蒸發結晶。

成效：

產水滿足工業循環水標準，氯化鈉純度98.5%，硫酸鈉純度97%。

雜鹽率降低30%，運行成本下降20%。