工业废水零排放技术进展

1.5.2腐蚀与投资

浓盐废水经蒸发浓缩后，常含有高浓度的腐蚀性离子，对工艺设备选材和制造的要求很高，通常适用的材质包括Ti、Ti合金、6%Mo、625、2205、316L等，因此投资极高。蒸发器和结晶器的吨水投资费用采用进口设备为150～200万元，采用引进技术的国内制造设备为110～140万元[7]。

1.5.3发泡

浓盐废水中常存在有机污染物等杂质，通常容易发泡，如果蒸发器和结晶器内的泡沫得不到控制，会严重损坏机械压缩机，并污染产品水的水质。

1.6蒸发结晶技术的应用

在电力行业，欧美国家燃煤电厂废水“零排放”系统应用较多的是MVR降膜蒸发器[8，9]。意大利国家电网公司(ENEL)旗下的5个燃煤电厂，利用蒸发结晶技术对脱硫废水进行了深度处理，最终实现了废水的零排放。

国内广东河源电厂采用“预处理+四效强制循环蒸发+结晶”工艺对湿法脱硫废水进行了深度处理，处理量为22m3/h，系统投资9750万元。恒益电厂引进美国“卧式薄膜喷淋MVC蒸发/结晶”工艺处理脱硫废水，设计处理量20m3/h，系统总投资约6000万元。石油化工企业的废液处理也广泛应用蒸发结晶技术。

北美、中东、埃及，我国的金山石化、兰州石化等都有这些技术的应用。新疆华泰重化工有限责任公司和新疆中泰化学阜康能源有限公司氯乙烯装置的含汞废水，经蒸发结晶装置处理后，全盐量脱除率均在97.5%以上，氯离子脱除率在97%以上。

在煤化工行业，内蒙古神华煤油公司的高盐废水采用蒸发结晶法处理，该套装置由美国GE公司和四川自贡轻工业设计研究院合作完成，由两效降膜循环蒸发器和1台外加热式强制循环蒸发结晶器组成。该蒸发结晶系统于2009年底建成试车，2010年8月转入正常运行。

在采油行业，2002年加拿大阿尔伯达油田将蒸发法应用于SAGD(SteamAssistedGravityDrain-age)装置，深度处理油田污水。蒸发技术在荷兰、德国、中东等一些国家被广泛用于油田污水处理，实现了出水的回用。2004至2005年，国内胜利油田分公司与中国石油大学利用多效蒸发技术在单家寺油田进行了油田污水深度处理试验研究，生产能力3～5m3/h，处理后的水达到了锅炉用水要求。

2废水预浓缩方法

为了减少蒸发结晶系统的进水量，以降低设备投资和运行费用，应尽量提高预处理对废水的浓缩倍数。国外浓盐水超浓缩工艺主要有高效反渗透(HighEfficientReverseOsmosis简称HERO)、纳滤膜、震动膜(DM)、正渗透等[10]。

2.1高效反渗透HERO

高效反渗透是一种在常规反渗透膜基础上开发的新工艺，其原理是通过软化预处理，去除来水的硬度，然后脱气除去水中的二氧化碳，再加碱将反渗透进水pH调到8.5以上。与常规RO工艺相比，该工艺有以下特点:

(1)防垢、防粘污、防堵塞

通过预处理除去给水中的硬度和其它结垢性物质，达到防垢效果。

在高pH下运行使该工艺在多方面减少污堵:

①因硅的溶解度随pH的提高而增大，所以明显提高了硅的结垢极限，使浓水中硅的含量可达1600～2000mg/L，而常规RO的硅浓度最高为200mg/L左右;

②高pH是生物的抑制剂，细菌、病毒、孢子和内毒素等被溶解或皂化，有机物被乳化或皂化，以避免粘附于膜上;

③颗粒粘污的表面强度明显降低，高污泥指数(SDI)的水能在无需经常化学清洗的条件下运行。

(2)清洗次数减少

常规RO为了防止生物粘污要进行间断的高pH清洗，HERO本身在高pH下运行，所以不再需要高pH清洗，经常性的化学清洗也大为减少。

(3)膜通量提高

HERO固有的防垢、防粘污、防堵塞机制，使得其膜通量比常规RO高得多[11，12]。

2.2震动膜DM

震动膜技术实质上也是在常规膜基础上的一种新工艺。常规工艺的膜过滤，废水在膜表面流过，膜是静止的，絮凝物容易在膜表面沉积结垢。震动膜则将常规的膜固定在特殊的震动装置上，使膜组在扭力弹簧上高频率扭动，从而在膜和与之接触的水之间产生强大的剪切力，使得靠近膜的水和污垢颗粒形成湍动，污染物不易沉积，膜表面不易结垢，提高了膜通量，降低了膜的清洗和更换频率。

神华神东电力有限公司郭家湾电厂的废水排放改造工程，采用上海泓济环保工程有限公司技术，反渗透浓水经国外引进的DM(振动式叠片膜)进一步浓缩，系统回收率可达95%，其余5%的DM膜浓水经进口的MVR蒸发后，达到零排放。其引进的DM膜在国外已有一百多个成功案例，运行稳定，技术成熟，而在国内应用尚处起步阶段[13]。

3超临界水氧化技术

超临界水氧化(supercriticalwateroxidation，SCWO)技术是由美国麻省理工学院的Model教授于20世纪80年代提出的。该技术以超临界水(温度>374℃，压力>22.1MPa)为介质，利用超临界条件下不存在气液界面传质阻力来提高反应速率，用氧气或空气等氧化剂将有机物彻底氧化。SCWO适于处理各种高浓度、难降解有机废水，特别是有机污染物浓度在3%～10%的废水[14]。

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燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放蒸发浓缩工艺应用综述