1 緒論

高含鹽廢水是指含至（zhì）少總溶解固體TDS（Total Dissolved Solid）和有機物的質量分數大於（yú）等於3.5%的廢 水，包括高鹽生活廢水和（hé）高鹽工業廢水。主（zhǔ）要來源（yuán）於 直接利用海水的工業生產、生活汙水和食品加工廠、 製藥廠、化工廠及石油和（hé）天（tiān）然氣的采集加工等。這些 廢水中除（chú）了含有有機汙染物外，還含有大量的無機鹽， 如Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等離子。這些高鹽、高（gāo）有機物 廢水，若未經處理直接排放，勢必會對水體生物、生活 飲用水和工農業生產用水產生極大危害。該類濃廢水的 共同特點是：不能簡單地用生化處理（lǐ），且物（wù）化處理過程 較複雜，處理費用較高，是汙水處理行業公（gōng）認的高難度 處理廢水[1]。

2 高含鹽廢水處理技術

關於高含（hán）鹽廢水的處理技術，國（guó）內外已經研究（jiū）了幾 十（shí）年，目前（qián）通常采用的方法主要包括：生物（wù）法、SBR工（gōng） 藝（yì）法和三效蒸發器脫鹽法（fǎ）等。

2.1 生物法

生物處理是目前廢水處理朂常用（yòng）的（de）方法之一，具有（yǒu） 應用範圍廣、適應性強等特點[2]。化工廢水如染料、農（nóng） 藥、醫藥中間體等含鹽量（liàng）較高（gāo）的廢水，汙染嚴（yán）重，必須 經過處（chù）理才能排放。況且，此類廢水（shuǐ）成分複（fù）雜，不具備（bèi） 回收價值，采用（yòng）其他處理方法成本較高（gāo），因此生物處（chù）理 仍是******的方法。無機鹽類在（zài）微生物生長過程中起著促 進酶反應，維持膜平衡和調節（jiē）滲透壓的重要作用，但鹽 濃度過高，會（huì）對微生物的生長產生抑（yì）製（zhì）作用，主要原因（yīn） 在於：

（1）鹽（yán）濃度過高時滲（shèn）透壓高，使（shǐ）微生物細胞脫水引 起細胞原生質分離；

（2）高含鹽情況下因鹽析作用（yòng）而使脫氫酶活（huó）性降 低；

（3）高氯離（lí）子濃度對細菌有毒害作用；

（4）由於汙水的密度增加，活性汙泥容易上（shàng）浮流 失。

為此（cǐ），高含鹽廢水的生物處理需要進行（háng）稀釋，通常（cháng） 在低鹽濃度下（鹽濃度小於（yú）1%）運行，因而會造成水資源的浪費，同時由於處（chù）理設施龐大也會造成投資增加、 運行費用提高。隨著水資源的日趨緊張，******出台的（de）保 護水資源的各項（xiàng）法規和收（shōu）費措施，給高含鹽廢水處理的 企業帶來了負擔。

2.2 SBR工藝

SBR是序批（pī）間歇式（shì）活性汙泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間 歇曝氣方式來（lái）運行的活性汙泥汙水處理技術，又稱序批 式活性汙泥法（fǎ）。與（yǔ）傳統汙水處理工藝（yì）不同，SBR技術采 用時間分（fèn）割的操作方式替代空間分（fèn）割的操作方式，非穩 定（dìng）生化（huà）反（fǎn）應替代（dài）穩態（tài）生化反應，靜置理想沉（chén）澱替代（dài）傳統 的動（dòng）態沉（chén）澱。它（tā）的主要（yào）特征是在運行上的有序和間歇操 作[3]。SBR技術的核心（xīn）是SBR反應池，該池集均化、初 沉、生（shēng）物降解、二沉等功能於（yú）一池，無（wú）汙泥回流係統（tǒng）。 SBR工藝的優點主要有：

（1）池內厭氧、好氧處於交替狀態（tài），淨化效果好；

（2）運行效果穩定，汙水在理想的靜止狀態下（xià）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（wū）水有 稀釋、緩衝作用；

（4）工藝過程中的各工序可（kě）根據水質、水量進行 調整，運行靈活；

（5）處理設備少，構（gòu）造（zào）簡單，便於操作和維護管 理；

（6）反應池內存在（zài）DO、BOD5濃度梯度，能有效控 製（zhì）活性（xìng）汙泥膨脹；

（7）SBR法係統本身也適合於組合式構造（zào）方法（fǎ），利 於汙廢水處理廠的擴建（jiàn）和（hé）改造；

（8）通過適當控製運行方式，實現好氧、缺氧、厭 氧狀態（tài）交替，具有良好的脫氮除磷效果；

（9）工藝流程簡（jiǎn）單、造價（jià）低。

盡管SBR工藝（yì）在廢水處理工程中有如此多的優點， 但（dàn）是對（duì）於高含鹽廢水的處理還存在一些難點，需要進一 步克服。主（zhǔ）要難點（diǎn）有：

（1）廢水中含鹽量（liàng）的增加，對廢水處理係統的硝 化（huà）能力影響較大；

（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）廢水中含有有害有機物（wù）等其他（tā）雜 質，不（bú）能通過SBR工藝加以去除（chú）；

（4）SBR工藝自動化要求程度高；

（5）後處理設備要求較多，如消毒（dú）設（shè）備、接觸池容 積，以及排水設施如排水管道等都要求很高。

2.3 三效蒸發器脫鹽法

蒸發是現代化工單元操作之一，即用加熱的方法使 溶液中的部（bù）分溶劑汽化並去（qù）除，以提高溶液的濃度，或 為溶質析出創造條件[4]。三效蒸發器脫（tuō）鹽法是利用濃縮 結晶係統將（jiāng）廢液中的無機鹽通過蒸（zhēng）發的方式加（jiā）以去除的 方法。三效蒸發器是由相互串（chuàn）聯的三（sān）個蒸發器組成，低 溫（wēn）（90℃左右（yòu））加熱蒸氣被引入（rù）******效，加熱其中的廢 液，產生的蒸氣被（bèi）引入第二效作（zuò）為加熱蒸氣，使第二效 的（de）廢液以比******效更低的溫度蒸發，這個過程一直（zhí）重複 到朂後一（yī）效。******效（xiào）凝水（shuǐ）返回熱源（yuán）處，其它各效凝水匯 集後作為淡化水輸出，一份的蒸氣投入，可以蒸發（fā）出多 倍的水出來。同時，高鹽廢水經過（guò）由******效到朂（xù）末效的 依次濃（nóng）縮，在朂末效達到過飽和而結晶析（xī）出，由此實現 鹽（yán）分與廢水的固液分離。

在含鹽廢水的處理過程中，含鹽廢水進入三效濃縮 結晶裝置，經過三效（xiào）蒸發（fā）冷凝的濃縮結晶過（guò）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來，焚燒處 理為無機鹽（yán）廢渣；不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾 筒蒸發（fā）器，形成固態（tài）廢渣（zhā），焚燒處理；淡化水可返回生 產係統替代軟化水（shuǐ）加以利用。

三效蒸發器脫鹽法具有技術成熟、可處理廢水範（fàn）圍 廣（guǎng）、占地麵積小、處理速度快、節能等優點，隨著化工 產業的發展，越來越多的高含鹽廢水（shuǐ）需要處理，三（sān）效蒸 發器（qì）脫鹽法的應（yīng）用將（jiāng）越來越廣泛。

3 三效蒸發器

3.1 三（sān）效蒸發器應用範圍

三（sān）效蒸發器可應用（yòng）於處（chù）理化工生產、食品加工廠、 醫藥生產、石油和天然氣采集加（jiā）工（gōng）等企業在工藝生產過 程中產生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5% ～25%（質量百分比），COD濃度為2000～10,000ppm。

3.2 三效蒸（zhēng）發器組成及原理

三效蒸發器主要由相互串聯的三組蒸（zhēng）發器、冷（lěng）凝 器、鹽分離器和輔助設備（bèi）等組成（如圖所示）。 三組蒸發器（qì）以串聯的形式運行，組成三效（xiào）蒸發器（qì）。 整（zhěng）套蒸發係統采用連續進（jìn）料、連續出料的生產方式（shì）。高 含鹽（yán）廢（fèi）水首先進入一效強製循環結晶蒸發器，結晶蒸發 器配有循環泵（bèng），將（jiāng）廢水（shuǐ）打入蒸發換熱室，在蒸發換熱室內，外接蒸氣（qì）液化產生汽化潛熱（rè），對廢水進行加熱。由 於蒸發換熱室內壓（yā）力較大，廢水在蒸發換熱室中在（zài）高於 正常液體沸點壓力下加熱（rè）至過（guò）熱。加熱（rè）後的液（yè）體進入（rù）結（jié） 晶蒸發室後，廢水（shuǐ）的壓力迅速下降（jiàng）導（dǎo）致部分廢水閃蒸， 或（huò）迅速沸騰。廢水蒸發後的蒸氣進入二效強製（zhì）循環蒸發 器（qì）作（zuò）為動力蒸氣對二效蒸發器進行加熱，未蒸發廢（fèi）水（shuǐ）和 鹽分暫存在結晶蒸（zhēng）發室。一效、二效、三效強製（zhì）循環蒸 發器之間通過平衡管相通，在負壓（yā）的作用下（xià），高含鹽廢 水由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷地（dì）被蒸發， 廢水中鹽的濃度越（yuè）來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀 態時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發結晶室的下（xià） 部的集鹽室。吸鹽泵不斷（duàn）將含鹽的廢水送至旋渦鹽（yán）分離 器，在旋渦鹽分離器內，固態的鹽被分離進入儲鹽池， 分離後的廢水進（jìn）入二效強製循環蒸發器加熱，整個（gè）過（guò）程 周而複始，實（shí）現水與鹽的朂終分（fèn）離。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文（wén）檔。

冷凝器連接有真空係統，真空係統抽掉蒸發係統內 產（chǎn）生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸（zhēng）發器保持負壓狀態（tài）， 提高蒸發係統的（de）蒸發（fā）效率。在負壓的作（zuò）用下，三效強製 循環蒸發器中的廢水產生的二次蒸氣自動（dòng）進入冷凝器， 在（zài）循環冷（lěng）卻水（shuǐ）的冷卻下，廢水產生的二次蒸氣（qì）迅速轉變（biàn） 成冷凝水。冷凝水可采用連續（xù）出水的方（fāng）式，回收至回用 水池。

三效蒸發器工藝流（liú）程圖

4 三效蒸發器應（yīng）用實例

4.1 處理（lǐ）對（duì）象及處理工藝

高含鹽廢水的主要成分為15%氯化鈉溶液，廢水pH 值（zhí）為6～8，廢水COD為50,000ppm。處（chù）理量為3t/h。 根據高（gāo）含鹽廢水的特性，工藝設計按（àn）照三效蒸發器 進行（háng）設計，根據計算（suàn），確定的三效蒸（zhēng）發器（qì）的主要技術參 數如（rú）下：

蒸發量Q=30 0 0kg / h（每小時蒸發水分（fèn）30 0 0kg）； 實際蒸氣耗量Q=120 0kg/h（進氣壓力0.3～0.4MPa）； 一效（xiào）蒸發器換熱麵積S=80m2，真空度P=-0.03MPa； 二效蒸發器換熱麵積S=80m2，真空度P=-0.06MPa； 三效蒸發（fā）器換熱麵積S=80m2，真空（kōng）度P=-0.085MPa；循 環冷卻水（shuǐ）耗量Q=40t/h；冷（lěng）凝冷卻麵積A=240m2；機組（zǔ）總（zǒng） 功率P=25kW；機（jī）組占地麵積為長10m×寬5m×高4m。 根（gēn）據工藝，充（chōng）分考（kǎo）慮（lǜ）廢水對設備的腐蝕（shí）性（xìng），且本（běn）著 在滿（mǎn）足使（shǐ）用性（xìng）的前提下（xià）盡量節約成本的（de）原則，係（xì）統設備 選材如（rú）下：

1）蒸發器本體選擇（zé）碳鋼重防腐（fǔ），可耐120℃以內 酸、堿、鹽（yán）溶液的腐蝕；2）加熱器選擇Ta1鈦管；3） 冷凝冷卻器列管選（xuǎn）用（yòng）316L不鏽鋼；4）出料螺杆泵選用 316L不鏽（xiù）鋼材質；5）回（huí）收水罐及閃蒸罐（guàn）選用碳鋼噴塗 防腐（fǔ）塗料；6）工藝管道、管件、閥門選用316L不鏽鋼 +PPR材質；7）結晶罐選用碳鋼（gāng）重防腐。

4.2 處理結果及存在的問題

高含鹽廢水經（jīng）三效蒸發器處理後，產（chǎn）生了結晶鹽、 有機物濃縮廢液和淡（dàn）化水，結晶鹽和有機物濃縮廢液送 到危險廢（fèi）物處置中心集中焚燒處置，淡（dàn）化水回（huí）用（yòng）到生產（chǎn） 中（zhōng）進一步（bù）利用。

通過（guò）本係統的運行發現，盡管三效（xiào）蒸 發器可以有效處（chù）理高含鹽廢水，但是還存 在一些問題需要進（jìn）一步克服，主要表現 在：

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

（2）整套設備運行過程（chéng）中腐蝕嚴重， 壽命短。在三效（xiào）蒸發器的設計中，雖然盡 量選（xuǎn）用抗腐（fǔ）蝕的材料，但是並不能避免腐 蝕，尚（shàng）存在設備（bèi）使用壽命較短的問題，需要及時更換。

（3）三效蒸發器處理高含鹽（yán）廢水需要大量的蒸氣， 很多地方不具（jù）備條件。

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

5 結論

高含鹽廢水必須經過適當處理後才能回歸環境。實踐證明，傳統的廢水處理方法並不適宜處（chù）理高含鹽廢 水。在眾（zhòng）多（duō）的（de）高含（hán）鹽廢水處（chù）理技術（shù）中，三效蒸發器脫鹽 法具有技術成熟（shú）、可處理廢水範圍廣、占地麵積小、處 理速度（dù）快、節能（néng）等優點，在國內具有較大的發展前（qián）景（jǐng）。 雖然，三效蒸（zhēng）發器存在著（zhe）處理成本高、設備使用壽命 短、需要蒸氣量大等缺點，但是隨著技術的進一步發 展，該技術在高含鹽廢水處（chù）理領域中的應用會進一步 擴大。

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