my889900 2024-08-21 2140
引言
在盐化工、氯碱化工、煤化工、石油化工、制药等行业的工业废水零排放处理上，经常会遇到同时含有氯化钠、氯化钾或氯化钠、硫酸钠的混合溶液或废水，含盐量较高。目前，我国高盐废水处置副产的杂盐，大多被当作固废进行处置，处理成本高，缺乏经济效益。高盐废水处置是世界性难题，分盐资源化是高盐废水处置的根本出路。高盐废水分盐资源化分为钾/钠分离和盐/硝分离两大类，本期迈源为大家揭秘盐/硝分离相关知识。
盐/硝分离工艺选择
煤化工等行业产生的高盐废水，在结晶过程中分离的对象主要是氯化钠和硫酸钠。废水中的阴离子通常以氯离子和硫酸根离子占绝大多数，一价阳离子则以钠离子为主，二价阳离子经过一系列处理后，也已经在化学软化或离子交换等过程置换成了钠离子。
不同于钾/钠分离中，钾盐产品的高适应性，盐/硝分离所得产品，价值不高，故产品质量要求高，其设计侧重点亦有所不同。盐/硝分离主要有两种思路:
01
一是直接利用废水中不同无机盐的浓度差异和溶解度差异，通过在结晶过程中控制合适的运行温度和浓缩倍数等来实现盐的分离，即通常所说的热法分盐结晶工艺。
02
二是利用氯离子和硫酸根离子的离子半径或电荷特性等的差异，通过膜系统在结晶过程之前实现不同盐之间的分离或富集，再用热法结晶过程得到固体，即膜法分盐结晶工艺。
溶液中不同盐分比、共饱和浓度差别越大，越利于组分分离。盐/硝分离工艺组合方式较多，应当根据盐硝比情况、产品品质要求、杂盐率要求，并结合投资运行成本综合考虑，选择合适的分离工艺。
不同盐硝比情况、不同杂盐率要求下，盐/硝分离工艺流程需要分情况讨论。
硝多盐少的工况下
针对氯化钠和硫酸钠的含量比例（盐硝比）不同进行分析，硝多盐少的工况下，可以先蒸发结晶获得硫酸钠，蒸硝母液冷冻结晶获得芒硝，芒硝重溶再蒸发结晶获得更多硫酸钠，然后冷冻母液蒸发结晶获得氯化钠，少量杂盐外排，实现高盐废水的有效分离，获得各工业标准的硫酸钠和氯化钠。
盐多硝少的工况下
根据氯化钠-硫酸钠水盐平衡相图，在较低温度下，硫酸钠共饱和浓度依旧很小。因此，盐多硝少的工况下，控制合适的蒸发温度，低温蒸发结晶获得氯化钠，蒸盐母液高温蒸发结晶获得硫酸钠，少量杂盐外排。
基于纳滤系统
利用氯离子和硫酸根离子的离子半径或电荷特性等差异，通过膜系统，实现不同盐之间的分离或富集。依据产品质量及杂盐率要求，有多种工艺组合方式，可以直接蒸发提无水硝，也可先蒸发浓缩再冷冻结晶制芒硝，芒硝重溶再蒸发结晶获得高纯度硫酸钠，母液去杂盐系统。
迈源项目案例分享
迈源专注于高浓度含盐废水资源化和零排放处理，与华南理工大学合作开展分盐专项研究，配置专业研发团队，为分盐项目工艺设计提供可靠的理论数据基础，模拟出分质提盐过程，选择合适的结晶设备类型，优化设备结构，以兼顾投资与运行成本。
菏泽矿井废水盐硝分盐资源化项目
该项目处理对象为经过“调节池澄清软化+精密过滤+超滤+软化+反渗透”除杂浓缩后的山东某煤矿矿井高盐废水，主要成分为氯化钠、硫酸钠。
该项目主体工艺采用“一段蒸发提硫酸钠+冷冻制芒硝+二段蒸发提氯化钠”，提取的硫酸钠符合《工业无水硫酸钠》(GB/T6009-2014)Ⅱ类一等品指标，氯化钠符合《工业盐》(GB/T5462-2015)工业湿盐二级指标。
Q1：分盐分出来的氯化钠和硫酸钠品质怎么样？能达到工业盐标准吗？
迈源分盐结晶系统可实现氯化钠达到《工业盐》（GB/T5462）工业湿盐二级及以上指标，硫酸钠达到《工业无水硫酸钠》（GB/T6009）Ⅱ类一等品及以上指标，具备正常工业应用价值和销售出路。相比将杂盐整体当作固废委外处置（处置费高且无收益），分盐资源化路线将"处置成本中心"转变为"副产物收益来源"，从根本上改变高盐废水的经济账。
Q2：热法分盐和膜法分盐两种路线怎么选？
两种路线的选择主要取决于废水的盐硝比、目标产品纯度要求和投资预算。热法分盐直接利用不同盐的浓度差异和溶解度差异，通过控制结晶温度和浓缩倍数实现分离，工艺简洁、运行稳定；膜法分盐在结晶前利用纳滤膜将氯离子和硫酸根离子预先分离或富集，产品纯度更高、杂盐率更低，但膜系统本身增加了投资和运维复杂度。一般而言，盐硝比适中、产品纯度要求不极端时，热法路线经济性更优；对产品纯度要求高、杂盐率要求极严的场景，膜法路线更具优势。建议提供水样由迈源进行工艺比选和经济性测算。
Q3：分盐后还剩多少杂盐？能不能做到零杂盐排放？
杂盐率取决于原水盐硝比、工艺路线选择和产品纯度要求。理论上，盐硝比越接近两种盐的共饱和边界，可分性越好、杂盐率越低。实际工程中，迈源通过"蒸发结晶+冷冻结晶"或"纳滤分盐+蒸发结晶"组合工艺，可将杂盐率控制在极低水平，少量杂盐外排量远低于不分盐直接产杂盐的方案。追求绝对零杂盐在经济上未必合理，迈源会结合项目实际情况给出杂盐率和综合成本的合理平衡点。
Q4：厂的水质波动大，盐硝比时高时低，系统能稳定运行吗？
分盐结晶系统对来水水质的稳定性有一定要求，但迈源在工艺设计阶段会充分考虑水质波动因素，通过前端调节池均质化、结晶段运行参数自适应调节等手段增强系统抗冲击能力。同时迈源与华南理工大学合作开展分盐专项研究，配置专业研发团队，可针对具体水样进行分盐模拟实验，在设计阶段就锁定合理的工艺窗口和操作弹性裕度，确保系统在水质正常波动范围内稳定产出合格产品。
Q5：分盐设备的投资和运行成本大概多少？跟直接产杂盐委外处置比，哪个更划算？
分盐系统的投资和运行成本因处理规模、盐硝比、纯度要求等因素差异较大，不能一概而论。但从经济逻辑上判断：杂盐委外处置不仅持续产生处置费用，还面临固废政策趋严的风险；分盐资源化虽然前期设备投资较高，但副产物销售可对冲运行成本，长期综合成本通常优于杂盐委外路线。具体项目的投资回收周期和经济性对比，可提供水样和运行数据由迈源进行一对一测算。
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