资源化、零排放 打造高含盐废水处理高效“技术链”

从传统煤化工废水处理，到新能源页岩气开采废水达标排放与利用，再到海水淡化处理效能提升，都离不开与一个共同“敌人”的抗争——含盐量高的工业废水。高盐废水量大、面广、污染重，处理困难、成本高，是多个行业面临的共性技术难题。 由华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术中心牵头，与苏州聚智同创环保科技有限公司合作完成的“高盐废水分质结晶资源化与零排放成套技术与装备”项目，正是聚焦高含盐废水处理的关键技术难题，打造了具备“资源化、零排放”效能的高含盐废水处理高效“技术链”，并成功应用在多个产业领域。
40亿立方/年天然气净化厂高盐废水零排放项目全貌 华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术中心致力于无机矿产资源综合利用的工程化技术研发与集成，耕耘盐湖领域二十余年，有复杂无机化学体系资源高效、循环利用领域深厚的理论基础以及丰富的工程经验，而基于此开发的高盐废水分质结晶—高值转化利用，是该中心传统研究方向的延伸与拓展。 “高盐废水的处理不是一个简单的环境治理问题，是无机盐资源与有机环境污染物构成的复杂交互体系，是典型的资源环境交叉领域，需要从减量化、无害化等方面进行环境污染污染控制。”项目主要参与人宋兴福表示，高盐废水中的盐主要是氯化钠，硫酸钠等无机盐，氯化钠，硫酸钠无机盐是化工业最基本的原料之一，必须从资源利用的角度，开发低成本工艺技术，实现高价元素回收、低价元素的转化的高值化利用，从而实现高盐废水的近零排放，实现资源利用与环境治理的双赢。 为了实现高盐废水分质结晶项目成套技术与装备的资源化、零排放目标，项目团队不断创新治理模式，通过量身定制工艺，实现源头减排、多尺度调控，依托梯级利用，实现高效分离消纳、高值化产品，聚焦系统集成，打造了成套工业技术与装备。 含氟高盐废水零排放项目预处理现场
自2014年以来，项目团队聚焦高盐废水有机物深度氧化脱除技术与装备，开发了多效催化氧化和高效耐盐菌生物降解工艺集成系统，通过多效催化氧化技术，将废水中的大分子有机物分解氧化成小分子物质，从而降低其对微生物的毒性，并通过菌种筛选与培养，获得在高盐浓度生长繁殖的高效耐盐菌；聚焦高效低成本的热膜耦合浓缩—分质结晶技术与装备，开发膜浓缩分离和热浓缩过程（多效蒸馏、MVR）等深度浓缩工艺集成耦合，并通过分步结晶调控，实现硫酸钠、氯化钠、硝酸钠分质回收的整体利用系统，混盐减量96%，实现近零排放。 “在煤化工等领域，采用传统处理技术，会形成氯化钠、硫酸钠的混盐，属于危险废弃物，处理成本高，每吨成本几千元，而且处理容量有限，限制了企业的发展。现在，我们希望通过技术创新，不仅能实现处理成本的降低，还能实现资源的循环利用。”宋兴福表示，项目的实施不但为企业解决了环保问题，同时减轻了环保运行经济压力，多项关键技术与装备达到国际先进水平，填补了国内空白。 自2014年以来，项目团队聚焦高盐废水有机物深度氧化脱除技术与装备，开发了多效催化氧化和高效耐盐菌生物降解工艺集成系统，通过多效催化氧化技术，将废水中的大分子有机物分解氧化成小分子物质，从而降低其对微生物的毒性，并通过菌种筛选与培养，获得在高盐浓度生长繁殖的高效耐盐菌；聚焦高效低成本的热膜耦合浓缩—分质结晶技术与装备，开发膜浓缩分离和热浓缩过程（多效蒸馏、MVR）等深度浓缩工艺集成耦合，并通过分步结晶调控，实现硫酸钠、氯化钠、硝酸钠分质回收的整体利用系统，混盐减量96%，实现近零排放。 “在煤化工等领域，采用传统处理技术，会形成氯化钠、硫酸钠的混盐，属于危险废弃物，处理成本高，每吨成本几千元，而且处理容量有限，限制了企业的发展。现在，我们希望通过技术创新，不仅能实现处理成本的降低，还能实现资源的循环利用。”宋兴福表示，项目的实施不但为企业解决了环保问题，同时减轻了环保运行经济压力，多项关键技术与装备达到国际先进水平，填补了国内空白。
高盐废水低成本膜浓缩系统
据介绍，高盐废水分质结晶资源化与零排放成套技术与装备有极其广阔的市场前景，例如煤化工废水处理，我国已建或在建的现代煤化工项目超过50个，大型煤化工项目环评均要求近零排放。宋兴福表示，该项目研究成果攻克了相关领域对于盐消纳与分质利用的技术瓶颈，可以服务于精细化工高盐废水治理以及浓海水资源化综合利用等领域，如将海水淡化处理效能从原来的30%—45%提高到90%，形成淡水、液体盐、镁基产品（工业氢氧化镁、阻燃剂氢氧化镁、碳酸镁、水滑石等）、溴素及碳酸钙等有价元素整体利用系统，实现零排放，不仅能提升产能效果，还能避免废水重回海洋可能导致的热污染与盐污染等。