高盐废水蒸发零排放技术
在废水零排放中，尤其是高盐度废水的零排放具有普遍性和艰巨性，是一项亟待解决和推广的热门技术。
1.高盐度废水的来源及成分特征
众所周知，自然界中有许多矿物盐，它们以晶体或固体的形式分布在地表下。由于多年的雨水冲刷和侵蚀作用，它们不断溶解在水体中，并随着河流和地下水被带入化工生产过程。高盐废水主要来源于化工生产水的连续浓缩排放和废水零排放的预处理过程，如纯水制备系统的再生冲洗水、循环水站的蒸发浓缩排放水、废水零排放超滤(UF)、电渗析(EDR)、反渗透(ro)等预处理的浓缩排放水。
化工系统产生的高盐度废水来自上述过程中浓缩排放的少量水或根据生产需要添加使用的各种化学品。通常具有污染物浓度高(污染物浓度是原水的4-10倍)、可溶性无机盐种类多(如典型的钠盐、钙盐、镁盐、硅酸盐、磷酸盐等)的特点。)，成分复杂，腐蚀性强，处理难度大，危害程度高。
2.高含盐废水的危害及处理难点
高盐度废水含有大量溶解度低的无机盐。如果不经处理直接排入江河湖海，势必危及水体的自然生态平衡，恶化水质，导致渔业生产、水产养殖、农业灌溉和工业生产的破坏。严重时还会污染地下水和饮用水源，甚至危害耕地，导致土壤盐碱化，阻碍植物生长。为此，国家专门制定了《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005
废水处理行业认为高盐度废水非常难以处理。由于含有高浓度的盐离子，腐蚀性强(氯离子)，易结垢(钙镁离子)，溶解性高(钠盐)，对微生物也有抑制作用和毒性。因此，人们不能简单地用常规处理技术处理高盐度废水，而需要利用蒸发结晶技术将溶解的盐从固液中分离出来，并浓缩清水进行循环利用。
3.高含盐废水的蒸发过程及技术特点
蒸发技术广泛应用于化工、轻工、制药和食品行业。近年来，它逐渐应用于高盐废水的零排放处理过程中，具有很大的发展潜力。根据蒸发的方式，可分为自然蒸发(溶液在低于沸点的温度下蒸发)和沸腾蒸发(溶液加热到沸点，在沸腾状态下蒸发)两种。其中，目前国内外常用的是沸腾蒸发，主要有多效蒸发、热蒸汽再压缩蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发和降膜机械蒸汽再压缩循环蒸发等。
3.1自然蒸发-蒸发池
蒸发塘是一种利用太阳能、风能等自然力使废水蒸发的处理方法。它是较早用于处理化工高浓度盐水的一种典型的自然蒸发技术:高浓度盐水排入蒸发池，通过自然蒸发结晶，实现固液分离或浓缩盐水的还原，便于后续处理利用，减少设备投资和能耗，从而大大降低废水处理的投资和运行费用。
蒸发塘厂址必须位于地域辽阔、气候干燥、降雨量少、蒸发量大、太阳能丰富的地区，当地多年平均蒸发量为降雨量的3 ~ 5倍，受严格的自然条件制约。同时，蒸发池周围必须设置雨水阻隔设施，池底和池壁必须进行防腐防渗处理。排入蒸发池的水质必须符合国家标准的要求，包括含盐量、有机物、重金属和有毒有害物质。
3.2沸腾蒸发-多效蒸发
多效蒸发是通过强制加热实现沸腾蒸发的一种方式:将几个蒸发器串联起来，利用前一个蒸发器产生的二次蒸汽作为后一个蒸发器的热源，使蒸汽得到循环利用，提高热能的利用效率。蒸发器的每一级称为“一效”。多效蒸发的循环蒸发器通常有3 ~ 4个串联效，少则6效。当蒸发器的效率提高时，一次蒸汽的消耗量趋于减少，可以节约能源。但是，蒸发器的效率不是无限的，越多越好，这取决于二次蒸汽的质量和经济性能。
3.3沸腾蒸发-热蒸汽再压缩蒸发
热蒸汽再压缩蒸发是为多效蒸发而开发的，它消耗大量的一次蒸汽。这是提高一次蒸汽经济性的一项经济实用的技术。基于热泵原理，在初效蒸发器前增加一个注汽压缩装置，将初效产生的一次蒸汽和部分二次蒸汽引入注汽压缩装置。当一次蒸汽通过蒸汽喷射压缩装置时，产生一个相对负压的环境，一次加热室产生的二次蒸汽一部分被这个负压吸入，经蒸汽喷射压缩装置混合加压，升温后作为一次加热蒸汽使用，提高热能利用率，达到降低一次蒸汽消耗的目的。
在结构上，热蒸汽再压缩蒸发的多效蒸发系统只增加了蒸汽喷射压缩装置，设计简单，无运动部件，运行可靠稳定。但从效率上讲，使用热蒸汽压缩装置节省的能量与增加一效蒸发器节省的能量相当，即热蒸汽再压缩蒸发比简单的多效蒸发更节能，消耗的一次蒸汽更少。据研究，热蒸汽再压缩蒸发的能耗仅为单效蒸发的78%。在运行过程中，仍需要连续供应一定量的新鲜蒸汽，用于热蒸汽的再压缩和蒸发。
3.4沸腾蒸发-机械蒸汽的再压缩蒸发
机械蒸汽再压缩蒸发是利用机械压缩机强制压缩蒸发器产生的二次蒸汽，人为提高二次蒸汽的压力和温度，增加二次蒸汽的焓，然后将二次蒸汽全部再次送回蒸发器的加热室，作为加热料液的热源，使料液始终处于沸腾状态，不断蒸发浓缩。加热后的蒸汽本身经过换热后冷凝成水，作为合格的采出水排放。液体蒸发出来的蒸汽再次作为二次蒸汽进入机械压缩机，提高焓质，再次作为蒸发器的热源，如此循环往复。新增蒸汽仅用于弥补装置启动和运行过程中的热损失和进出物料的温差焓。正常运行后，通常不再需要新蒸汽的供应，其节能效果与许多常规蒸发系统相当。
机械蒸汽再压缩蒸发技术极大地利用了自身产生的二次蒸汽的能量，能量利用率接近100%，大大降低了新鲜蒸汽的消耗。据研究，能耗仅为单效蒸发的23.8%。
4.高盐度废水蒸发技术的难点
目前，高盐度废水蒸发零排放技术取得了重大突破，在各行业和地区不断建设并投入使用，取得了显著的环境和经济效果。然而，由于高盐度废水的成分特点，高盐度废水蒸发零排放技术存在以下困难。
4.1运行控制要求高
为了减少加热蒸发处理的水量，通常在含盐废水的预处理阶段采用膜浓缩技术，将含盐废水的浓度提高到50000 ~ 80000mg/L，从而显著降低后续蒸发零排放工段的投资和运行费用。在膜浓缩过程中，pH、硬度、有机物、胶体悬浮物等。必须严格控制进水的，稍有不慎就会造成浓缩膜效率下降，甚至严重污染，导致更大的损失(浓缩膜无法再生)。
4.2设备易结垢，效率降低。
为了实现零排放，高盐度废水在蒸发阶段迅速浓缩，大量溶解的无机盐迅速达到饱和，在聚集特性的作用下自发形成小晶核，不断积累生长成晶体。在这个过程中，一些小晶核附着在蒸发设备的壁上，随着蒸发浓缩的进行，逐渐生成水垢。目前控制结垢的技术已经有了很大的进步，普遍采用晶种法，即人工添加晶核，让溶解盐选择性地生长在添加的晶核上，从而避免结垢附着在蒸发设备壁上，影响换热效率。通过这种方法，蒸发设备可以连续运行一年以上，大大提高了运行效率。
4.3腐蚀性强，投资大
高盐度废水通常含有强腐蚀性的氯离子，特别是蒸发浓缩后，大量氯离子聚集，在沸腾温度的双重作用下，对蒸发设备的腐蚀更加强烈。因此，在设计加工蒸发设备的过程中，选材尤为重要，通常选用进口价格较高的2205、2507、Ti、Ti合金等特殊材料。根据计算，每吨水蒸发器和结晶器的投资成本为:进口设备150 ~ 200万元/吨水，进口技术和国产制造设备110 ~ 140万元/吨水。
4.4固化盐的处置成本高。
目前蒸发零排放技术从固液中分离出来的盐通常是混合盐，成分复杂，可能含有一些有毒物质，鉴别其性质非常困难。目前蒸发零排放固化的混盐必须作为危险废物处理，成本很高。每吨处置费用通常为3000 ~ 5000元，部分地区更高(5000 ~ 7000元)。危险废物的处置成本约占总运营成本的60%。
5.结论
目前，高盐废水蒸发零排放技术仍存在运行成本高、易结垢、腐蚀性高等困难。特别是固化后的混盐必须作为危险废物处理，无形中给企业增加了巨大的负担。因此，高盐废水蒸发零排放技术需要进一步深化，继续向盐分离处理方向发展，实现一价盐和二价盐的独立分离、固化和回收，进而实现真正的无害化和资源化。(来源:陕西有色田弘瑞科硅材料有限公司)
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