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在環(huán)保壓力日益嚴(yán)峻的今日，傳統(tǒng)三廢之一的廢水無(wú)害化處理顯得尤為重要，零排放作為廢水處理的終極目標(biāo)，一直是所有工程與技術(shù)人員孜孜不倦研究的方向。

想要實(shí)現(xiàn)廢水的零排放，分鹽蒸發(fā)結(jié)晶是避不開(kāi)的重要技術(shù)手段。

分鹽手段主要有兩種，分別是膜法分鹽和熱法分鹽。

膜法分鹽即利用納濾膜的選擇透過(guò)性進(jìn)行分離，在此不做過(guò)多贅述。

熱法分鹽則是利用無(wú)機(jī)鹽在水中不同溫度下溶解度的不同，結(jié)合水鹽體系相圖，將廢水中的無(wú)機(jī)鹽分別結(jié)晶出來(lái)。

純二元體系NaCl與Na2SO4的溶解度曲線

分鹽原理

以實(shí)際工程項(xiàng)目最多的零排放鹽硝分鹽系統(tǒng)為例。

純二元水鹽體系中，NaCl在水中的溶解度隨溫度變化較小，而Na2SO4的溶解度隨溫度變化較大。

在NaCl-Na2SO4-H2O組成的三元體系中，NaCl與Na2SO4有著共同的陽(yáng)離子Na+，存在同離子效應(yīng)，兩種無(wú)機(jī)鹽在水中的溶解度互相影響，其溶解度均不同于單鹽在純二元體系中的溶解度。

三元體系中各鹽不同溫度下的溶解度我們可以在水鹽體系相圖中找到，即NaCl-Na2SO4-H2O三元水鹽體系相圖中的共飽點(diǎn)。

三元體系中NaCl與Na2SO4的溶解度曲線

分鹽工藝

熱法分鹽采用的工藝一般為鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝或蒸發(fā)+冷凍分鹽工藝。

鹽硝聯(lián)產(chǎn)采用純蒸發(fā)工藝，單純利用NaCl與Na2SO4在不同溫度下的溶解度差異，在多效蒸發(fā)系統(tǒng)中通過(guò)物料的循環(huán)流動(dòng)達(dá)到分別蒸發(fā)出NaCl與Na2SO4的目的。

但是鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝要求原料水中NaCl與Na2SO4的各離子組成保持恒定，所以鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝主要還是運(yùn)用在地下鹵水的分鹽結(jié)晶中，廢水很難采用此工藝進(jìn)行處理。

蒸發(fā)+冷凍分鹽工藝示意圖

蒸發(fā)+冷凍分鹽工藝在廢水處理過(guò)程中應(yīng)用較多。

典型工藝流程為原料廢水先蒸發(fā)結(jié)晶得到產(chǎn)品氯化鈉，在硫酸鈉飽和之前排出母液進(jìn)行冷凍，在-5-5℃工藝條件下冷凍結(jié)晶得到芒硝，即Na2SO4·10H2O。

芒硝容易脫水溶解無(wú)法運(yùn)輸保存，故得到芒硝之后需熔融結(jié)晶得到無(wú)水Na2SO4產(chǎn)品，冷凍之后的母液中主要物料成分為NaCl，可返回前端繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl產(chǎn)品。

鹽硝聯(lián)產(chǎn)分鹽工藝示意圖

熱法分鹽工藝有其優(yōu)越性，蒸發(fā)及冷凍系統(tǒng)屬于比較成熟的化工工藝系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)、運(yùn)行均有多年成熟的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定。熱法分鹽避免了一些膜法分鹽工藝的固有缺陷，增加了零排放分鹽工藝的多樣性，且熱法分鹽系統(tǒng)對(duì)原料廢水的物料組成要求相對(duì)較低，是零排放項(xiàng)目中非常穩(wěn)定可靠的分鹽結(jié)晶工藝。根據(jù)不同工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，熱法分鹽也可與膜法分鹽工藝相結(jié)合，繼而實(shí)現(xiàn)更好地分鹽效果。

我司承接的寧東鴛鴦湖污水處理廠擴(kuò)建工程高鹽廢水處理系統(tǒng)EPC項(xiàng)目中零排放工藝部分工藝采用了自主設(shè)計(jì)的蒸發(fā)+冷凍分鹽工藝，提升了硫酸鈉產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)最大可能地提高了產(chǎn)品回收率，降低了系統(tǒng)的雜鹽率。

鴛鴦湖氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶工藝流程示意圖

鴛鴦湖芒硝冷凍結(jié)晶工藝流程示意圖

采用蒸發(fā)+冷凍分鹽工藝，使得分鹽產(chǎn)生的氯化鈉產(chǎn)品其品質(zhì)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《煤化工副產(chǎn)工業(yè)氯化鈉》T/CCT002-2019 中的工業(yè)干鹽二級(jí)品，產(chǎn)品硫酸鈉符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《煤化工副產(chǎn)工業(yè)硫酸鈉》T/CCT001-2019中的A類(lèi)一等品，項(xiàng)目零排放系統(tǒng)的雜鹽率≤15%；

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