焦化废水浓盐水的浓缩减量及近零排放技术解析

焦化废水浓盐水是煤化工行业高盐废水的典型代表，其处理难度大、成本高。为实现资源化利用和近零排放，需通过多技术协同处理。以下是技术要点：

一、焦化废水浓盐水的水质特性

成分复杂

主要污染物：高浓度氨氮（可达数百mg/L）、酚类、氰化物、硫化物及难降解有机物（COD通常为300~1000 mg/L）。

盐分：含盐量通常超过15000 mg/L，以硫酸钠和氯化钠为主，氟离子含量常高于150 mg/L。

水量波动：规模从每小时几十吨到几百吨不等，水质水量随工艺变化大。

处理难点

高盐度与有机物：盐分抑制微生物活性，难降解有机物（如苯系物）需高级氧化技术处理。

结垢与腐蚀：氟离子对钛材换热器腐蚀性强，钙镁离子易结垢。

杂盐率：蒸发结晶过程中杂质富集，需纯化工艺提高盐品质。

二、浓缩减量核心技术路线

1. 预处理阶段

除氟与软化：

采用CaCl₂+PAC组合药剂沉淀氟离子，后续通过软化系统（NaOH/Na₂CO₃）去除钙镁离子，出水硬度控制在150 mg/L以下。

高级氧化：电催化氧化技术（钛基纳晶薄膜阳极）去除难降解COD，去除率≥45%，降低膜污染风险。

胶体与悬浮物去除：

超滤系统：截留大分子有机物及胶体，出水浊度≤1 NTU，SDI≤3。

2. 膜集成浓缩阶段

分盐纳滤（NF）：

一级NF分离一价盐（NaCl）与二价盐（Na₂SO₄），浓水侧硫酸钠浓度浓缩至6%~12%，产水侧氯化钠浓度1%~1.5%。

浓水NF：进一步浓缩二价盐，结合电催化氧化处理有机物，确保硫酸钠纯度。

高压反渗透（HPRO）：

对NF产水逐级浓缩，设计通量≤11.5 L/(m²·h)，回收率≥89%，三段浓水TDS≥10万mg/L，显著减少蒸发负荷。

3. 高浓盐水资源化阶段

蒸发结晶工艺：

氯化钠：通过蒸发结晶干燥，纯度≥98.5%，母液回流减少杂盐率。

硫酸钠：采用冷冻结晶/熔融结晶工艺，产品纯度≥97%，COD含量降至400 mg/L以下。

双极膜电渗析：

将浓盐水转化为2 mmol/L稀酸（H₂SO₄/HCl）和稀碱（NaOH），回用于生产环节，实现循环经济。

高值化利用：

氯化钠溶液作为离子膜烧碱原料，硫酸钠制备碳酸氢钠/硫酸铵，提升产品附加值。

三、近零排放关键技术突破

1. 母液干化技术

撬装式低温蒸发结晶：

真空度-95~-97 kPa，蒸发温度40~45℃，残渣含水率<15%，无废气排放，适配智能工厂需求。

2. 分盐与水质调控

两级NF-HPRO组合系统：

实现一价盐与高价盐高效分离，降低蒸发结晶系统负荷，提高盐回收率。

3. 耐腐蚀与抗污染设计

设备材质优化：

蒸发器换热管采用TA10钛材，离子交换树脂选用耐污染型号，延长设备寿命。

四、典型应用案例

‌山西某焦化厂（55 m³/h）

工艺流程：预处理除杂→两级NF分盐→HPRO浓缩→三效蒸发结晶。

成效：

产水满足工业循环水标准，氯化钠纯度98.5%，硫酸钠纯度97%。

杂盐率降低30%，运行成本下降20%。