1 緒（xù）論

高含鹽廢水是指含至少總溶解固體TDS（Total Dissolved Solid）和有機物（wù）的質量分數大於等於3.5%的廢 水（shuǐ），包括高鹽生活廢水和高鹽工業廢（fèi）水。主要來源於 直接利用海水（shuǐ）的工業生產、生活汙水和食品（pǐn）加工廠、 製藥廠、化（huà）工廠及石油和天然（rán）氣的采集加工等（děng）。這些 廢水中除了含（hán）有有機汙染物外，還含有大量的無機鹽， 如Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等離子（zǐ）。這些高鹽、高有機物（wù） 廢水，若（ruò）未經處理直接排放，勢必會對水體生物、生活 飲用水和（hé）工農業生產（chǎn）用水產生極大危害。該類濃廢（fèi）水的 共同特點是：不能簡單地用生化（huà）處（chù）理，且物化處理過程 較複雜，處理費用較高，是（shì）汙（wū）水處理行業公認（rèn）的高難度 處（chù）理廢水（shuǐ）[1]。

2 高含鹽（yán）廢水處理技術

關於高含鹽廢水的（de）處理技術，國（guó）內外已經研究了幾 十年，目前通常采用的方法主要包括：生物（wù）法、SBR工（gōng） 藝法和三效蒸（zhēng）發器脫鹽法等。

2.1 生物法

生物處理是目前廢水處（chù）理朂常用的方法之一，具有 應用範圍廣、適應性強等特點[2]。化工廢水如染料、農 藥、醫藥中間體等含鹽量較高的廢水，汙染嚴重（chóng），必須 經（jīng）過處理才能排放（fàng）。況且，此類廢水成分複雜（zá），不（bú）具備 回（huí）收價值，采用（yòng）其他處理方（fāng）法成本較高，因此生物處理 仍是******的方法。無（wú）機鹽類（lèi）在微生物生長過程中起著促 進酶反應，維持膜平衡和調節滲（shèn）透壓的重要作用，但鹽 濃度過高，會對微生物的生長產（chǎn）生抑製作用（yòng），主（zhǔ）要原因 在於：

（1）鹽濃度過高時滲透壓高，使微（wēi）生物細胞脫水（shuǐ）引 起細胞原生質分離；

（2）高含鹽（yán）情況下因鹽析作用而使脫氫酶活性降 低；

（3）高（gāo）氯離子濃度對細菌有毒害作用；

（4）由於汙水的密度增加，活性汙泥容易（yì）上浮（fú）流 失。

為此，高含鹽廢（fèi）水的生物處理需要進行稀釋，通常 在低鹽濃度下（鹽濃度小於1%）運行，因而（ér）會造成水資源的浪費，同時由於（yú）處理設施龐大也會造成投資增加、 運行費用（yòng）提高。隨著水資源的日趨緊張，******出台的保 護水資（zī）源的各項法規和收費措施，給高含鹽廢水處理的 企業帶（dài）來（lái）了負擔。

2.2 SBR工藝

SBR是序批間歇式活性汙泥法（fǎ）（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間 歇曝（pù）氣方式來運（yùn）行的活性汙泥汙水處理技術，又稱序批 式活性汙泥法。與傳統汙水（shuǐ）處理工藝不（bú）同，SBR技術采 用時間分割的操作方式替代空間分（fèn）割的操作方式，非穩 定生化反應替代穩態生化反應，靜置理想沉澱替代傳統 的動態沉澱。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操 作（zuò）[3]。SBR技術的核心是（shì）SBR反應（yīng）池，該池集均化、初 沉、生物降解、二沉等功能於一池，無汙泥回流係統。 SBR工藝的優點（diǎn）主要有：

（1）池內厭氧（yǎng）、好氧處於交替狀態，淨化效果好；

（2）運行（háng）效果穩定，汙水在理想的靜止狀態下沉 澱，需要時間短、效率高，出水水質好；　

（3）耐衝擊負荷，池內有滯留的處理水，對汙水（shuǐ）有（yǒu） 稀釋、緩衝作用；

（4）工藝過（guò）程中的各工（gōng）序可根據水（shuǐ）質、水量進行 調整，運行靈活；

（5）處理設備少，構造簡單，便於操作和維護管 理；

（6）反應池內存在DO、BOD5濃度梯度（dù），能有效控（kòng） 製活性汙（wū）泥膨脹；

（7）SBR法係統本身也適合於（yú）組合式構（gòu）造方法，利（lì） 於汙廢水處理廠的擴建和改造；

（8）通過（guò）適當控製運（yùn）行方式，實（shí）現好氧、缺（quē）氧、厭 氧狀態（tài）交替，具有良好的脫氮（dàn）除磷（lín）效果；

（9）工藝流程簡單、造價（jià）低。

盡管SBR工藝（yì）在廢水處（chù）理工程中有如此（cǐ）多的優點， 但是對於高含鹽廢水的處理還存在（zài）一些難點，需要進一 步克服。主要難點有：

（1）廢水中（zhōng）含鹽量（liàng）的增加，對廢（fèi）水（shuǐ）處理係統的（de）硝 化能力影響較大（dà）；

（2）廢水中含鹽量較多時，浮力較大，不容易沉 澱；

（3）多數高含鹽（yán）廢水（shuǐ）中含有有害有機物等其他雜 質，不能通過SBR工藝（yì）加以去除（chú）；

（4）SBR工藝自動化要求程度（dù）高（gāo）；

（5）後處理設備（bèi）要求較多，如消毒設備（bèi）、接觸池（chí）容 積，以及排水設施如排水管（guǎn）道等都要求（qiú）很高。

2.3 三效蒸發器脫（tuō）鹽法

蒸（zhēng）發是現代化工單元操作之一（yī），即用加（jiā）熱的方法使（shǐ） 溶液中的部（bù）分溶（róng）劑汽化（huà）並去除，以提高溶液的濃度，或 為（wéi）溶質（zhì）析出創造條件[4]。三（sān）效蒸發器脫鹽法（fǎ）是利用濃縮 結晶係統將廢液中的（de）無機鹽通過蒸發的方式加以去除（chú）的 方法。三效蒸發器是由相互串聯的三個蒸發器組成，低 溫（90℃左右）加熱蒸氣被（bèi）引入******效，加熱其（qí）中（zhōng）的廢 液，產生的蒸氣被引入（rù）第二效作為加熱蒸氣，使（shǐ）第二效 的廢液以比******效更低的溫（wēn）度蒸（zhēng）發，這個（gè）過程一直重複 到（dào）朂（xù）後一效。******效凝水返回熱源處，其它各效凝水匯 集後作為淡化水輸（shū）出，一份的蒸（zhēng）氣投入，可以蒸發出多 倍的水出來。同時，高鹽廢水經（jīng）過由******效到朂末效的 依次濃縮，在朂末效達到過飽和而結（jié）晶析出，由此實現 鹽分與廢水的固液分離（lí）。

在含鹽廢（fèi）水的處理過（guò）程中，含鹽（yán）廢水進入三效濃縮 結晶裝置，經過三效蒸發冷（lěng）凝的（de）濃縮結（jié）晶過程，分離為 淡化水（淡化水可能含有微量低沸點有機物（wù））和濃縮晶 漿廢液；無機鹽和部分有機物可結晶分離出（chū）來，焚燒處 理為無機鹽廢渣；不（bú）能結晶的有機物濃縮廢液可（kě）采用滾 筒蒸發器，形成固態廢渣，焚燒處理；淡化（huà）水（shuǐ）可（kě）返回生 產係統替代軟化水加以利用（yòng）。

三效（xiào）蒸發器脫鹽法具有技術成熟、可（kě）處理廢水範圍 廣（guǎng）、占地麵積小、處理速度快、節能等優點，隨（suí）著化工（gōng） 產業的（de）發展，越來越多的高含鹽廢水需要處理，三（sān）效蒸 發器脫鹽法（fǎ）的應用將越來越廣泛。

3 三效蒸發器

3.1 三效蒸發器應（yīng）用範圍

三效蒸發器可應用於處理化工生產、食品加工廠（chǎng）、 醫藥生產、石油和天（tiān）然氣采集加工（gōng）等企業在工藝生產過 程中產生的高含鹽廢水，適（shì）宜處理的廢水含鹽量為3.5% ～25%（質量百分比），COD濃（nóng）度為2000～10,000ppm。

3.2 三效蒸發器（qì）組成及（jí）原理

三效蒸發器主要由相互串聯的三組蒸發器、冷凝（níng） 器、鹽分離器和輔助設備等組成（如圖所示）。 三組蒸發器（qì）以串聯的形式運行，組成（chéng）三效蒸發器。 整套蒸發係統（tǒng）采用連續進料、連續出料的生產（chǎn）方式。高 含鹽廢水首先進入一效強（qiáng）製循環結晶（jīng）蒸發器，結晶蒸發 器配有（yǒu）循環泵，將廢水打入蒸（zhēng）發換熱室，在蒸發換熱室內，外接蒸氣液化（huà）產生汽（qì）化潛熱，對（duì）廢水進行加熱。由（yóu） 於蒸發（fā）換熱（rè）室內壓力較大，廢水在蒸發換熱（rè）室中在高於 正（zhèng）常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱後的液（yè）體進入結（jié） 晶蒸發室後（hòu），廢水的壓力（lì）迅速下降導致部（bù）分廢水閃蒸， 或迅速沸騰。廢水蒸發後的蒸氣進入二效強製循（xún）環蒸發 器作為動力蒸氣對二效蒸發器進行加熱，未蒸發廢水和 鹽分（fèn）暫存在結晶蒸發室。一效、二效（xiào）、三效強（qiáng）製循環（huán）蒸 發（fā）器之間通過平衡管相通，在負壓的作用（yòng）下（xià），高含鹽廢 水（shuǐ）由一效向二效、三效依次流動（dòng），廢水不斷地被蒸發， 廢水中鹽的濃度越來越（yuè）高（gāo），當廢水中的鹽分超過飽和狀 態時，水中鹽分就會不斷（duàn）地析出，進入（rù）蒸發（fā）結晶室的下 部的集鹽室。吸鹽泵不斷將含鹽的廢水送至旋渦鹽分離 器，在旋（xuán）渦鹽分離器內（nèi），固態的鹽被分離進入儲鹽池， 分離後的廢水進入二（èr）效強製循環蒸發器加熱（rè），整個過程 周而複始，實現水與鹽的朂終分離。具體（tǐ）參見http://www.dowater.com更多相關技術文（wén）檔。

冷凝器連接有真空係統，真（zhēn）空係統抽掉蒸發係統內 產生的未冷凝氣（qì）體，使冷凝（níng）器和蒸發器保持負壓狀態， 提高蒸發係統的蒸發（fā）效率。在負壓的（de）作用下，三效強製 循（xún）環蒸發器中的廢水產生的二次蒸氣自動進入冷凝器（qì）， 在循環冷卻水的冷卻下，廢水產生的二次蒸氣迅速轉變 成冷凝水。冷凝水可采（cǎi）用連續（xù）出水的方式，回收至回用 水池。

三效蒸發（fā）器（qì）工藝流程圖

4 三效蒸發器應（yīng）用實例

4.1 處理（lǐ）對象及處理工藝（yì）

高含鹽廢水的主要成分為15%氯（lǜ）化鈉溶液，廢水pH 值為6～8，廢水COD為50,000ppm。處理量（liàng）為3t/h。 根據高含鹽廢（fèi）水的特性，工藝設計按照三效蒸（zhēng）發器 進行設計，根據計算，確定的三效蒸發器的主要技術參 數如下：

蒸發量Q=30 0 0kg / h（每小時蒸發水（shuǐ）分30 0 0kg）； 實際蒸（zhēng）氣耗量Q=120 0kg/h（進氣壓力0.3～0.4MPa）； 一效蒸（zhēng）發器換（huàn）熱麵積S=80m2，真空度P=-0.03MPa； 二效蒸發（fā）器換熱麵積S=80m2，真空度P=-0.06MPa； 三效蒸（zhēng）發器（qì）換熱（rè）麵積S=80m2，真空度P=-0.085MPa；循 環冷卻水耗量（liàng）Q=40t/h；冷凝冷（lěng）卻麵積（jī）A=240m2；機組總 功（gōng）率P=25kW；機組（zǔ）占地麵積為長10m×寬（kuān）5m×高4m。 根（gēn）據工藝，充分考慮（lǜ）廢水對設備的腐蝕性，且本著 在（zài）滿足使用性的前（qián）提下盡量節約成（chéng）本的原則，係統設備 選材如下（xià）：

1）蒸發器本體選擇碳鋼重防腐，可耐120℃以內 酸、堿、鹽溶液的腐蝕；2）加（jiā）熱器選擇Ta1鈦管；3） 冷凝冷卻器列管（guǎn）選用316L不鏽鋼；4）出（chū）料（liào）螺杆泵選用 316L不鏽鋼材（cái）質；5）回收水罐及閃蒸罐選用碳鋼噴塗 防腐塗料；6）工藝管道、管件、閥門選用316L不鏽鋼（gāng） +PPR材質；7）結晶罐選用碳鋼重防腐。

4.2 處理結果及（jí）存在（zài）的問題

高含鹽廢水經三效蒸（zhēng）發器處理後，產生了結晶鹽、 有機物濃縮廢液和淡化水，結晶鹽（yán）和有（yǒu）機物濃縮廢液送 到危險（xiǎn）廢物處置中心集中焚燒處置（zhì），淡化水回用到（dào）生產 中進一（yī）步（bù）利用。

通過本係統的運行發現，盡管三效蒸 發器可以有效處理高含鹽廢（fèi）水，但是還（hái）存 在一些問題需要進一步克服，主要表現 在（zài）：

（1）廢水處（chù）理成本高。由於被處理的 廢水多有（yǒu）腐（fǔ）蝕性，所以設備的選材需要考 慮抗腐蝕（shí）性，成本較高。

（2）整套設備運行過程中腐蝕嚴重（chóng）， 壽命（mìng）短。在三效蒸發器的設計中，雖（suī）然盡 量選用抗（kàng）腐蝕的（de）材料，但是並不能避免腐 蝕，尚存在設（shè）備使用壽命較短（duǎn）的問題，需要及（jí）時更換（huàn）。

（3）三效蒸發器處理（lǐ）高含（hán）鹽廢水需（xū）要大量的蒸氣， 很多地方不具備條（tiáo）件。

（4）通過三效（xiào）蒸發器處理後（hòu）的高含鹽廢水還需要送 人危險廢物處（chù）置中心做進一步（bù）處理。

5 結論

高含鹽廢水必須經過適（shì）當（dāng）處理後才能回歸環境。實踐證（zhèng）明，傳統的廢水處理方（fāng）法並（bìng）不適宜處理（lǐ）高含鹽廢 水。在（zài）眾（zhòng）多的高含鹽廢水處理技術中，三效蒸發器脫鹽 法具有技術成熟、可處理廢水範圍廣、占地麵積小、處 理（lǐ）速度快、節能等優點，在國內具有較（jiào）大的（de）發展前景。 雖然（rán），三效蒸發器存在著處理成本高（gāo）、設備使用壽命 短、需要（yào）蒸氣量（liàng）大（dà）等缺點，但是（shì）隨著技術的進一步發 展，該技術在高含鹽（yán）廢水（shuǐ）處理領域中的應用會進（jìn）一步 擴大。

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