最近，小編在網上看到了一條消息：山西合成生物工業生态園的污水綜合處理與循環利用工程正在有條不紊地進行，大量的工人在污水處理廠進行管道焊接、設備安裝等作業，在做好疫情防控和安全生産的前提下，奮力向6月30日實現污水處理區通水調試的節點目标發起沖刺。

項目現場航拍

該工程的總流程在11月份完成，并于十二月末完成了整體的聯合調試。

據悉，該工程是中國鐵建發展集團參與的，是國内最大、處理标準最高、分鹽量最大的工業園區污水處理工程，總規劃用地約800畝，總投資21.38億元，于2020年10月正式開工建設。該工程填補了我國“零排放”大規模高鹽度廢水的技術空白，日處理能力達到144000噸左右，日可生産出氯化鈉、硫酸鈉、雜鹽400噸，中水利用率75%。

本工程包括污水處理廠、中水回用廠、蒸發結晶廠三大部分。

廢水進入污水處理廠：先經過預處理，然後用藥劑進行過濾，使廢水迅速沉澱；再按不同的水質，分别采用水解酸化、深度厭氧等生物技術。污水經處理後成為可用的廢水。

中水回用後，采用超聲過濾技術對污水進行預處理，以除去重金屬和其他有毒的污染物。其中75%的再生水被用來作為工廠的生産用水，25%的水被送到了蒸發結晶工廠。

在蒸發、結晶車間，25%的廢水含鹽量超過海水3倍，利用蒸發結晶法進行分鹽，經蒸發結晶分鹽後，可供各種工業用水使用，并提取出可作為化工原料的硫酸鈉、氯化鈉。最後，實現全園區的工業廢水零排放、資源化、無害化處理，實現“滴水不漏，變廢為寶”。

經過計算，本工程每天産生600噸的濕污泥，經過幹燥後的無害化處理，可以從高純度98%的硫酸鈉中分離出400多噸的硫酸鈉和氯化鈉。

該工程建成後，每天可對1000噸的固體廢棄物及有害廢棄物進行有效處理，使廢水達到回收利用，達到零排放。

分鹽技術解決高含鹽量高的污水中鹽分問題

工程的進展并不是很好。

技術小組一開始就覺得最大的困難在于缺乏可供參考的經驗和可供參考的案例。就鹽分含量而言，國外的分鹽法每小時的處理能力是60-80噸，太原的污水處理工程則是240噸，日平均産鹽400噸，比同類公司高出7倍。

最後，黃祁一直在嘗試，終于解決了這個問題。

黃祁是技術和管理經驗豐富的“高鹽度廢水處理技術”的發明人。他于2008年首次涉足鹽分技術。在黃奇的領導下，經過8個多月的技術攻關，經過100多次小試、中試，最終攻克了分鹽難題，達到了污水零排放。

根據廢水中的氯化鈉和硫酸鈉的配比，采用熱法（多效蒸發結晶）和冷法（凍結結晶），将硫酸鈉和氯化鈉兩種副産品分開，然後适當釋放結晶母液，減少分質鹽中的硝酸鹽、有機物、氟、矽等雜質，以獲得分質鹽，确保硫酸鈉和硫酸鈉的質量。

高含鹽量廢水的分鹽法是什麼

在高鹽度廢水中，鹽分析出工藝以硫酸鈉、硫酸鈉為主要原料。

這是由于一般廢水中的大部分陰離子都是由氯化物和硫酸鹽構成，而一價陽離子主要是由鈉離子構成，而二價陽離子在一系列的處理後，又通過化學軟化、離子交換等方式被取代。

鹽分結晶法主要有兩種方法：

一是利用廢水中各種無機鹽的濃度差别和溶解度的差别，通過調節适當的操作溫度和濃縮倍數等，達到鹽的分離，也就是熱法分鹽結晶方法；

二是利用兩種離子的離子半徑或電荷性質的差别，在結晶前采用膜分離的方法，使不同鹽在結晶前進行分離或濃縮，然後采用熱法結晶方法獲得固體，也就是膜法分鹽結晶法。

熱法分鹽結晶技術在高鹽度污水中的應用，主要有：直接蒸發結晶、鹽硝聯産分鹽結晶、低溫結晶。

直接汽化結晶法

在高含鹽量高的污水中，如果其中一種鹽的比例占比較大，則可以考慮直接蒸發結晶法将這一優勢鹽組分進行分離和回收，剩餘的部分則會以混合鹽的形式結晶沉澱。本發明提供了一種直接氣化結晶法。

在對高鹽廢水進行預處理後，先用蒸發器進行濃縮，再将其減量，直至達到飽和狀态，再将其送入純鹽結晶器（結晶器 I)，以萃取大部分的氯化鈉或硫酸鈉。純鹽結晶器的濃縮倍數控制在次優鹽組分接近飽和狀态，而從純鹽結晶器中流出的母液則通過混合鹽結晶器（結晶機 I）獲得雜鹽。

直接蒸發結晶工藝簡單易行，系統控制困難，但其無機鹽回收率及雜鹽産量對其特性的依賴性較強。另外，由于在蒸發濃縮時，廢水中的有機成分、鹽組分等會産生大量的富集，從而使粗鹽産品的純度和白度降低。采用洗鹽等方法，可以使産物的純白和純度得到一定的改善。

鹽硝聯産分鹽結晶工藝

如果沒有占主導鹽組分，則直接蒸發結晶法生産出的鹽，其回收率不高，雜鹽産量高，處理成本高。通過對硫酸鈉和氯化鈉的分步結晶，在高溫下結晶，再在低溫下結晶，再結晶成氯化鈉。

鹽硝聯合生産鹽分鹽結晶技術，主要是針對硫酸鈉與硫酸鈉溶解度的不同而産生的溫度依賴性。在50~120℃時，随着溫度的增加，氯化鈉溶液的溶解度增加，而硫酸鈉溶液的溶解度卻随着溫度的增加而降低。

因此，鹽硝聯産分鹽結晶工藝在較低溫度下蒸發結晶（結晶器I）得到氯化鈉，同時硫酸鈉得到濃縮。當硫酸鈉接近飽和時，将結晶器I排出的母液送入操作溫度更高的結晶器II，硫酸鈉由于溶解度降低而析出，而氯化鈉則由于溶解度上升而變為未飽和組分，蒸發水分可使硫酸鈉進一步析出，而氯化鈉濃度逐漸接近該溫度條件下飽和點。部分母液返回結晶器I進行氯化鈉結晶，如此循環使用，使氯化鈉和硫酸鈉得到分離。

鹽硝聯産分鹽結晶工藝生産的無水硫酸鈉和氯化鈉是通過高溫蒸發結晶而獲得的。若原水中硫酸鈉含量超過某一水平，則鹽-硝-分鹽結晶法可以在高溫下結晶，然後在低溫下結晶成氯化鈉。

鹽-硝-脫鹽結晶技術是鹽化工業中常用的一種技術，其生産工藝相對成熟。但在污水處理領域中，必須考慮到有機物等雜質對環境的影響。此外，由于對硫酸鈉、氯化鈉飽和點的精确控制要求，存在着控制困難、抗原水成分波動性低等問題。

在50~120℃的範圍内，鹽酸鈉和氯化鈉的溶解度随着溫度的升高而減小，由60~100℃時，其溶解度由45.3克下降到42.5克，變化率為-6.2%，而氯化鈉的溶解度由37.3克增至39.8克，變化率為6.7%。這就造成了單次冷卻操作中的結晶數量受到限制，因此，必須進行大量的母液回流，從而使工藝效率有所下降。

低溫結晶法

在低溫階段，硫酸鈉晶體以十水硫酸鈉為主，其溶解度在0~30℃時與高溫區的溫度關系則完全不同。在此範圍内，随着溫度的下降，其溶解度逐漸下降，并且有很大的變化。例如，在30℃下，硫酸鈉的溶解速度為40.8克，20℃時溶解率為19.5克，10℃時溶解度為9.1克，0℃時溶解度僅為4.9克。

而在低溫區，氯化鈉溶解度随溫度變化的規律與高溫區的變化趨勢一緻。結果表明，在30℃下，氯化鈉溶解度由36.3克下降到35.7克。在高溫下，将含硫酸鈉、氯化鈉的高鹽廢水濃縮到某一水平，再快速冷卻，可使其結晶沉澱成大量的十水硫酸鈉（芒硝）。這是用低溫結晶來達到鹽分的理論基礎。低溫結晶法隻能制取硫酸鈉，而要獲得氯化鈉，則必須與高溫下的結晶反應相結合。

由于水溶液的溶解度變化很大，所以采用低溫結晶法可以獲得高質量的硫酸鈉和硫酸鈉，而且結晶鹽的純度比鹽硝聯産工藝更易于控制，而且在低溫結晶過程中，有機物對結晶鹽白度的影響也比較小。由于采用低溫結晶法生産的芒硝具有很低的市場價格和較高的運輸費用，所以一般都要設置一個熱溶解-蒸發-結晶裝置，以獲得更好的經濟效益。其缺點是，溫度波動範圍大，冷卻和加熱過程會增加能源消耗。

膜法分鹽的結晶過程主要有納濾分鹽和單價膜的電滲透分離技術。由于膜工藝隻把無機鹽分成兩種不同的溶液，不能使無機鹽結晶，所以一般采用熱法結晶工藝進行分鹽結晶。

納濾分鹽處理

納濾分鹽技術是通過納濾膜選擇性地截留二價鹽，從而使一價的氯化鈉與二價的硫酸鈉在液相中得到分離，而氯化鈉的主要成分是納濾液，而硫酸鈉是在納濾濃水中進行濃縮。将納米過濾溶液與濃縮溶液分開進行結晶，最後得到了氯化鈉、硫酸鈉結晶鹽。

通常，以氯化鈉為主的納濾液經膜處理或蒸發處理後，再經蒸發結晶器處理，獲得高純度的氯化鈉，少量的母液則可獲得雜鹽。因為二價鹽被納濾膜攔截，所以納濾溶液中的氯化鈉相對含量一般在95%以上，所以這一類結晶鹽的回收率很高。納濾濃水是由氯化鈉和硫酸鈉混合而成，其組分比例與原水成分、納濾裝置水的回收率有關，因此，可以根據實際情況，選用适宜的熱分離技術，對濃縮後的硫酸鈉進行回收。

下圖為采用納濾法和低溫結晶相結合的分鹽法結晶工藝。将經預處理的高含鹽量廢水送入室溫下的納濾池，将濃硫酸鈉濃縮到7%或更多，再冷卻到0℃左右，再進行低溫結晶，再進行固、液分離，形成十水硫酸鈉晶鹽，再将其送入納濾池進行再循環。采用高壓反滲透法或蒸發濃縮法對納濾膜進行濃縮，再通過高溫結晶機進行結晶，最終獲得了氯化鈉的固相。由低溫結晶器和高溫結晶器中的母液進行幹燥，獲得了一種雜鹽。

納濾低溫結晶法生産納濾濃水，并設有回流納濾系統，可有效地降低有機物質對結晶鹽色度的影響，并可确保硫酸鈉、鈉的純度及回收率，是一種較為高效的分鹽結晶方法。尤其是提高結晶鹽的綜合回收率，可以降低鹽類固廢的生産和處理成本，是一種非常有用的方法。同時，由于納濾法和低溫結晶器的運行溫度有很大的差異，冷卻過程中的能量消耗會有所增長，但對工藝的經濟性沒有明顯的影響。

電滲析分鹽技術

利用一種含有單價的選擇性陰離子交換膜和常規陽離子交換膜的電滲析技術進行了電滲析分離。圖5顯示了電滲析分鹽的基本原理。

分鹽電滲析膜堆疊中的單價選擇性陰離子交換膜與常規陽離子交換膜的排列方式不同。通過直流電場，将氯鹽、鈉鹽從純水中通過價離子交換膜和陽離子交換膜送入濃縮室内，獲得了濃縮溶液。在淡室中，由于硫酸鈉的濃度降低，硫酸鈉的相對含量增加，從而将硫酸鈉和硫酸鈉分開。

電滲析法的除鹽效果與納濾法相似，都是由一根氯化鈉和一根氯化鈉與一根硫酸鈉組成的鹽溶液。區别是：通過電滲析工藝獲得的氯化鈉鹽水可以在分離的同時進行濃縮，也就是說，濃水中的氯化鈉含量比原水中的氯化鈉要高；而從淡室排出的混合鹽，其含硫量與原水基本一緻，而不能達到納濾法的濃縮。

電滲析分鹽體系與納濾分鹽體系的區别也是其與熱法結晶相結合的原因。再經進一步濃縮，再經蒸發結晶，可獲得氯化鈉和硫酸鈉結晶鹽。

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