钢铁工业废水零排放中的浓盐水处理技术

高回收率对于减少浓盐水固化的能源消耗和成本是非常必要的，因此设计者总是尽可能增加回收率来最小化成本。但是，膜处理过程中水回收率是有限的，因为设备和膜性能等因素，增加水回收率则需要增加驱动力以提供渗透压，这意味着更高的浓度梯度和浓差极化，也意味着膜和泵装置磨损增加，相应的建设、运行和维护的材料和成本也会增加。

高回收率下的膜浓水管理更为困难，因为高浓度的浓水对于工艺装置和材料更具有腐蚀性，无机盐和细菌制造的有机酸的积累会导致装置的不可逆污染或被腐蚀的几率增加[1]。

3浓盐水的固化措施

当浓盐水中的固体杂质被浓缩至很高浓度，大部分水已返回工厂重复利用后，剩下的少量浓缩浓水(浓盐水经膜处理后更浓的浓盐水)，可以根据每个企业具体情况选择以下几种工艺过程中的一种，而不排出系统。

3.1蒸发池

蒸发池是在地面上挖出一个洼地充当浓缩浓水的贮池，在合适的气候条件下，可以有效利用充足的太阳能，将浓盐水储存在蒸发池中让其逐渐蒸发，并定期除去残留的固体盐分。一个很好的晒盐工程包括一系列池塘堤坝，盐水引入第一个池子，然后依次地流过一系列的池子，其浓度逐渐增加，直至到达结晶点[2]。蒸发池有易建造、维护和操作费用较低、可利用太阳能等优势，但使用场合受限，仅在太阳光辐射强、降水量小、土地成本低廉的地方才适用。

3.2太阳能池

这一过程类似于蒸发池，但在这种情况下，盐水不会流动由于蒸发是在表面进行的，在池塘深度方向的盐梯度可分为三个不同的层：(1)表面区：在大气温度下，含盐量很少;中间区：含盐量从顶部向底部增加，产生了盐度梯度或密度梯度;(3)底部区域：这里非常热(80℃)，并且盐度高(矿化度=200g/L)，正是在这一区域收集太阳能，并以热的形式储存。

但是该工艺过程的适用条件与蒸发池一样，需要较强的太阳辐射、平坦廉价的土地。

3.3机械蒸发固化

对浓缩浓水的热法技术包括机械蒸发固化和焚烧固化。焚烧固化一般用于对有毒的高浓度污泥的处理，浓缩浓水的固化目前普遍采用机械蒸发固化。

机械蒸发固化占地省，不受地域条件限制，但投资和运行费用都比较高。机械蒸发固化可分多效蒸发、热泵蒸发和电蒸发等。

(1)多效蒸发多效蒸发系统通常包括三个或四个串联的强制循环蒸发器，在多效系统中，锅炉来的蒸汽给蒸发器提供热能，并使蒸汽从一个蒸发器传到另一个蒸发器，以提高能量效率，节约加热蒸汽，每一蒸发器称作一效。在废水处理上，多效蒸发的设计理念主要表现在适用于处理高盐份、高有机物含量废水的单独处理，同时配合膜技术实现全范围的零排放工艺。

(2)热泵蒸发输送热量的压缩机叫做热泵。借助于热泵，利用低温热源来获得高温，并进行蒸发的单元操作称为热泵蒸发。蒸汽喷射式热泵(亦称热能压缩机)利用热电站或锅炉供出的蒸汽压力和工艺设备用汽的能量品位差转换为热泵的动力。

热泵蒸发浓缩倍数大，操作简便、安全可靠，但相对多效蒸发来说能耗较大。

(3)电蒸发浓盐水在热交换器中被加热至沸点后进入蒸发器底槽，与正在循环的盐卤混合。混合后的盐卤经循环泵送至蒸发器热交换管束的顶部水箱;通过顶部的盐卤分布器，均匀的散布在管子内壁，且呈薄膜状;在下降过程中，部分盐卤被蒸发。蒸汽通过除雾器进入蒸汽压缩机，压缩后进入蒸发器热交换管的外壁。压缩蒸汽的潜热传至管内温度较低、正在下降的盐卤薄膜上，将部分盐卤蒸发结晶。压缩蒸汽释放潜热后，在管外壁凝结成蒸馏水。蒸馏水经泵提升至热交换器，将进水加热后，靠余压进入产水箱，加压后回用。同时，底槽内的部分蒸发结晶盐卤被排放。

电蒸发充分利用了二次汽的潜热来加热原料液，热能利用率高达90%，但目前国内还没有相应的产品和技术。

3.4机械蒸发固化的结垢问题

目前机械蒸发固化在国内已有少数工程实例，但运行状况都不太好，主要原因就是蒸发器传热面的结垢问题没有很好解决。垢的形成是由无机盐如碳酸钙、氢氧化镁和硫酸钙等的沉积引起的。纯盐如碳酸钙的结晶已被广泛研究，但单盐系统的溶解度数据和速率常数并不适用于复杂系统的共沉淀盐，其他盐类的数量即使很少，也可能对成垢的热力学、动力学和水垢的结构和强度产生很大的影响[3]。而浓盐水的成分千差万别，这也是蒸发器结垢问题难以解决的重要原因之一。

4结论

(1)随着钢铁工业废水零排放工程的日益推进和普及，浓盐水将越来越多，如何妥善处置掉这些浓盐水是制约工业废水零排放的关键技术。

(2)对于浓盐水的处理，首先应尽可能考虑用于渣场泼渣，剩余的部分再考虑其他减量或固化措施。

(3)将浓盐水引入膜装置进行减量处理前，应首先通过残留难溶盐溶解度的计算，确定浓盐水的必须软化程度并选择合适的软化方法，以去除浓盐水中的结垢离子，避免其在膜上结垢。

(4)经减量处理后的少量浓缩浓水，可根据每个企业的具体情况选择蒸发池、太阳能池和机械蒸发等固化工艺。

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