缩略图

化工企业高盐废水资源化处理技术的实践与应用研究

作者

魏小红

新疆广汇新能源有限公司 839303

一、引言

化工企业在化学反应、产品分离、设备清洗等生产过程中会产生大量高盐废水,含盐量通常超过1%,且含有有机物、重金属离子、难降解污染物, 直接排放会 重污 壤 水体。随着《“十四五”节能减排综合工作方案》《工业废水循环利用实施方案》 端治理向资源化利用转变,需实现水回收、盐提纯、污染物去除的协同目标。 不同化工领域废水成分差异大,技术适配性不足;部分技术运行成本高,企业接受度低;预处理不彻底影响后续效率;副产物纯度不足难市场化。开展本研究对推动化工行业污染治理与资源循环协同发展具有重要意义。

二、化工企业高盐废水资源化处理的必(一)响应政策要求,满足环保标准

国家对化工企业废水排放标准持续收紧,《石油化学工业污染物排放标准》《合成树脂工业污染物排放标准》等明确高盐废水需处理至含盐量≤1000mg/L 或循环利用,部分地区要求回收盐类。资源化处理通过脱盐、提纯实现废水循环(如冷却水、工艺补水)与盐类回收(如工业级氯化钠、硫酸钠),可满足环保标准,避免企业因超标面临罚款、停产风险。

(二)降低资源消耗,实现降本增效

化工企业生产需大量新鲜水与工业用盐,资源化处理可实现水资源循环与盐资源回收的双重效益。例如,某煤化工企业将高盐废水处理后70%以上回用于循环水系统,年节约新鲜水120 万立方米;某精细化工企业回收废水中硫酸钠,年产能5000 吨并对外销售,年增收超200 万元,降低资源采购成本。

(三)减少污染排放,助力绿色转型

传统处理技术如蒸发塘、焚烧法易产生二次污染:蒸发塘导致土壤盐分累积,焚烧法释放有害气体与固废。资源化处理通过分级处理、精准分离,可高效去除污染物(COD 去除率达 90%以上、重金属离子去除率达 99%%⟩ ),回收的水与盐重新用于生产,减少废水排放与固废产生,符合化工行业双碳目标下绿色低碳转型需求。

三、化工企业高盐废水资源化处理技术

(一)废水成分复杂,技术适配性不足

不同化工细分领域高盐废水成分差异显著:煤化工含大量酚类、氰化物、氨氮;石油化工富含烃类、硫化物;精细化工含难降解有机物(如苯系物、杂环化合物)与重金属离子(如铜、镍、铬)。传统蒸发结晶等技术对废水成分适应性差,如有机物会导致结晶盐纯度仅 85% (低于工业级盐95%标准),重金属离子腐蚀设备,需定制技术方案,增加应用复杂性。

(二)预处理技术不彻底,影响后续资源化效率

预处理需去除悬浮物、胶体、有机物、重金属离子,保障后续脱盐设备稳定运行。但部分企业为降成本简化工艺:仅用格栅+沉淀池去除悬浮物,未用高级氧化(如芬顿氧化、臭氧氧化)或吸附(如活性炭、树脂)处理有机物,导致后续膜分离技术膜污染加剧,清洗周期从3 个月缩至 1 个月,膜寿命从3 年降至1.5 年;未去除的重金属离子在蒸发器内累积,增加设备腐蚀率与维修成本。

(三)资源化技术运行成本高,企业推广难度大

膜分离、多效蒸发-结晶等高效技术初期投资与运行成本高,超出中小化工企业承受能力。例如,处理量100m³/h 的反渗透+纳滤系统,初期投资约800 万元,膜组件年更换成本约50 万元;多效蒸发结晶技术蒸汽消耗约0.3 吨/吨废水,自建蒸汽锅炉年能耗成本超300 万元。而传统蒸发塘处理成本仅 2-3 元/吨,部分企业倾向低成本方案,导致资源化技术推广难。

(四)副产物纯度不足,市场化利用受限

盐结晶是高盐废水资源化的核心副产物,纯度直接决定市场化可行性。部分企业因预处理不彻底、工艺控制不当,导致副产物纯度不足:某石油化工企业回收的氯化钠含有机物杂质,纯度仅 90% ,无法用于氯碱工业(要求≥99 .5%) ),只能作危废处置;某煤化工企业回收的硫酸钠含氨氮,易结块、色泽异常,难以满足建材、印染行业要求,副产物堆积浪费。

四、化工企业高盐废水资源化处理核心技术与应用研究(一)预处理技术:去除杂质,保障后续工艺稳定

预处理需去除高盐废水中悬浮物、胶体、有机物、重金属离子,为脱盐资源化奠定基础。针对悬浮物与胶体,采用格栅+混凝沉淀+过滤(如石英砂过滤、精密过滤)工艺,去除率达 95%以上;针对难降解有机物,高COD 废水用高级氧化技术(芬顿氧化、臭氧-双氧水氧化),COD 去除率 60% -80%,低浓度有机物废水用吸附技术(大孔树脂、活性炭),吸附容量 50-150mg/g ;针对重金属离子,用化学沉淀(加碱沉淀、硫化物沉淀)或螯合树脂吸附技术,去除率达99%以上。如某精细化工企业高盐废水(含铜离子100mg/L、COD2000mg/L)经混凝沉淀+芬顿氧化+螯合树脂预处理后,铜离子浓度降至0.5mg/L 以下,COD 降至300mg/L 以下,满足后续膜分离进水要求。

(二)脱盐资源化技术:实现水盐分离与回收

脱盐资源化需根据废水含盐量、水质特性、企业需求选适配技术,主要包括三类:膜分离技术(反渗透 RO、纳滤NF)适用于含盐量1%-5%、有机物含量低的废水,水回收率 70%85% ,回收水可作工艺补水,浓水需后续处理,如某石油化工企业高盐废水(含盐量 3% 、含烃类有机物 800mg/L)经隔油+气浮+活性炭吸附预处理后,用反渗透RO+纳滤NF 工艺,水回收率 75% ,用于设备清洗,浓水送园区集中处理;蒸发结晶技术(多效蒸发MEE、机械式蒸汽再压缩MVR)适用于含盐量5%以上废水,盐回收率纯度 95%99% ,MVR 比MEE 节能 30%-50% 如某煤化工企业高盐废水(含盐量 8% 、COD1500mg/L、含氨氮 500mg/L)经混凝沉淀+吹脱除氨+臭氧氧化预处理后,用MVR 蒸发结晶+盐提纯工艺,废水回收率 60% ,回收工业级氯化钠纯度 99.2% ;电渗析技术(均相膜电渗析、双极膜电渗析)适用于含盐量 2% -8%废水,可提纯盐与回收有机酸/碱,如某有机酸化工企业用双极膜电渗析技术,从高盐废水中回收乙酸,纯度 98% ,年回收量1200 吨;某精细化工企业(生产染料中间体)高盐废水(含盐量 5% 、含重金属铬30mg/L、COD3000mg/L)经化学沉淀除铬+芬顿氧化+树脂吸附预处理后,用电渗析脱盐+盐结晶提纯工艺,铬离子去除率 99.8% ,水回收率 70% ,回收工业级硫酸钠纯度 98.5% 。

(三)副产物综合利用技术:提升资源化附加值

脱盐产生的盐结晶、浓缩液等副产物需经加工实现综合利用。盐结晶纯度达95%以上时,用重结晶+干燥工艺提纯至工业级(纯度≥99 .5%) ,用于氯碱工业、建材行业(如硫酸钠作水泥缓凝剂);含少量有机物的盐结晶可作融雪盐(符合《道路融雪剂》标准);浓缩液(含有机物浓水)用焚烧+热能回收技术,将有机物燃烧热量用于蒸发系统;预处理产生的重金属污泥,经固化稳定后送危废处置中心,或用湿法冶金技术回收铜、镍等重金属,提升资源利用率。

五、结论

化工企业高盐废水资源化处理是实现污染治理、资源循环、成本降低协同发展的关键路径,核心是根据废水特性选适配的预处理-脱盐-副产物利用技术体系,解决技术适配性不足、成本高、副产物利用难等问题。实践表明,通过技术选型优化、工艺集成、成本控制,不同化工领域高盐废水均可实现资源化,满足环保要求并创造经济效益。

参考文献:

[1] 张雪琴,陈树华,付艳鹏,等.煤化工企业废水处理及资源化利用技术研究及应用[J].山西化工, 2024,44(3):213-216.

[2] 田颖等. "焦化高盐废水处理回用及废盐资源化技术研究." #i{包钢科技} 50.5(2024):94-98.