如果大部分采用稀释外排的方式，不仅不能真正减少污染物的排放，还会造成淡水的浪费，特别是盐水的排放，势必导致土壤污染。碱化和淡水矿化。

但如果将这部分卤水与水和盐分离，并对这部分盐进行集中处理，就可以达到废水“零排放”的效果，不仅避免了水和土壤污染，还改善了水质。运营效率。

为此，废水“零排放”技术成为工业企业实现水资源可持续发展的重要举措。

01什么是高盐废水？

高盐废水来源及水质特征

在我国，高盐废水的来源主要有三个：

1、海水淡化过程中产生的浓盐水

处理海水淡化产生的高盐废水主要有两种途径：一是利用废物回收利用，产生经济效益，实现真正的“零排放”；二是利用废物回收利用，产生经济效益，实现真正的“零排放”。 另一种是直接将高盐废水排入污水处理系统、河流、湖泊或海洋。

但由于大部分沿海地区缺乏技术和经济成本，一般选择第二种处理方法进行生产。

2、工业生产过程中直接排放的高盐废水

一般来说，高盐废水中的无机盐主要来自生产废水和生活污水（包括钾离子、钙离子、钠离子、氯离子、硫酸根离子等），其中含有的一些有机物主要是甘油。 以及低碳链化合物等。

值得一提的是，除了上述钾、钠、钙等无机盐离子外，大多数工业废水中不同领域的工业废水中所含的无机盐离子差异很大。 有些高盐废水甚至含有一些重金属元素。

3、工业生产废水回收利用产生的盐水

例如，钢铁企业、煤化工、石油等排水量较大的工业行业，在生产过程中需要对大部分水进行回收利用，以达到节能减排的目的。 在回用过程中，还会产生一定浓度的盐水。

这些浓盐水如果不经处理排放，将会造成很大的环境污染。 不同的工业废水经过处理后会产生高含量的废水，如钙、镁、钾、钠、氯离子、碳酸根离子等。

02高盐废水的处理方法有哪些？

传统生物处理方法难以运用

目前处理高盐废水的方法有几十种，主要有热法、膜法、离子交换法、水合物法、溶剂萃取法和冷冻法等。

其中，热法和膜法海水淡化技术是目前大规模工业化应用的主要技术。

热法主要分为多级闪蒸（MSF）、多效蒸发（MED）和压力蒸汽蒸馏（VC）。 20世纪90年代的海水淡化技术主要是多级闪蒸，特别是在中东国家。 然而，MSF后来遇到了来自多效蒸发和膜技术的巨大挑战。

以RO技术为代表的膜淡化技术不需要大量热能，适用于大、中、小型盐水淡化。

对于高盐废水的零排放处理，直接蒸发结晶可以实现零排放，但消耗大量能源，浪费资源。

利用膜技术可将高盐废水进一步浓缩成超高盐废水。 淡水部分可直接回用。 浓缩后的超高盐废水再经过蒸发结晶，实现零排放。 这大大降低了能源消耗，也是合理的。 使用了一些水资源。

但膜技术对进水水质有一定的要求。 因此，高盐废水必须经过预处理（化学软化、过滤、离子交换等），可以有效减少膜污染，提高膜的使用寿命，提高出水水质。

威立雅水务技术公司

威立雅水务技术提供全方位的服务，包括工业和市政客户所需的饮用水和废水处理设施和系统的设计、交付、维护和升级。

03高盐废水零排放关键技术

3个阶段：预处理、膜处理、蒸发和结晶

综合以上分析，高盐废水零排放的关键技术可分为三个阶段：预处理阶段、膜处理阶段、蒸发阶段。

1. 预处理

硬度分为总硬度、暂时硬度和永久硬度。

其中，总硬度是指水中Ca2+和Mg2+的总量。

暂时硬度又称碳酸盐硬度，其主要化学成分为Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2。 由于盐类在加热后从水中分解成沉淀物，因此被称为暂时硬度。

永久硬度又称非碳酸盐硬度，主要是指水中的CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等盐类。 这种硬度不能通过加热去除，因此称为永久硬度。

硬度是水质的重要指标，去除水中的硬度称为水软化。 目前软化水主要有沉淀软化法、强化结晶技术、吸附法和离子交换法等。

化学软化法

药剂软化法主要包括传统的药剂软化法和可生物降解尿素生产的碳酸盐沉淀法。

传统的化学软化法分为石灰软化法、石灰-石膏软化法和石灰-纯碱（苏打）软化法。 这种方法的缺点是可能会造成二次污染，而且化学品成本较高，会增加成本。

生物降解尿素的碳酸盐沉淀法主要利用生物酶分解尿素并发生一系列生化反应，生成碳酸盐沉淀，然后通过过滤去除。

该方法的缺点是反应过程中产生的铵离子浓度较高，后续处理成本也增加。

强化结晶技术

使用流化床去除水中的硬度最早始于 20 世纪 90 年代。 流化床的基本原理是利用气体或液体使固体颗粒保持悬浮状态。 研究人员通过向污水中曝气来提高污水的pH值，从而强化结晶。 结果，磷酸盐、Mg2+和Ca2+的去除率分别达到65%、51%和34%。

目前，流化床反应器中主要添加粒状方解石（CaCO3）、石英砂等固体颗粒，其优点是不仅可以有效去除钙、镁离子，而且可以对产生的含钙、镁沉淀物进行回收利用。

吸附离子交换法

离子交换除硬度法主要用于膜处理前去除水中全部或部分Mg2+和Ca2+。

20世纪以来，低成本、可再生吸附剂的研究一直是吸附和离子交换研究的热点。

国外有人利用海藻酸盐吸附水中的Mg2+和Ca2+离子，取得了良好的效果，得到了推广。 这种无毒的海藻酸多糖是从褐藻中提取的。

同时，有人用化学改性的甘蔗蜜和丝光纤维素去除水中的Mg2+和Ca2+，去除效果也比较显着。

离子交换树脂是除了硬度之外的另一种材料。 它是具有相应官能团的聚合物。 将原水通入离子交换树脂吸附柱，水中的Mg2+、Ca2+与树脂上的阳离子进行交换，去除水中的硬度。

目前，学者们正在开发多种类型的树脂。 其中，美国Orica Watercare公司开发了一种磁性弱酸阳离子交换树脂，对于去除硬度非常有效。

2、膜技术

20世纪80年代，反渗透、离子交换、微滤、超滤、纳滤等膜逐渐进入推广应用阶段。 膜技术的出现和应用，全面提高了水处理技术。

迄今为止，随着膜技术的全面发展，衍生出许多新技术。 其中，新型聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维疏水膜可实现99.9%的脱盐效率，出水COD可保证在30～40mg/L范围内。

同样，采用新型膜分离技术——真空膜蒸馏，对高浓度溶液进行再浓缩，去除Mg2+、Ca2+等。

低硬度水深度处理技术主要有RO/电去离子（EDI）、反电渗析（EDR）、电渗析（ED）和反电去离子（EDIR）等。

值得一提的是，RO/电去离子（EDI）（又称填充床电渗析）软化水技术是指在外加直流电场作用下去除水中钙、镁离子的水处理过程。 该技术具有深度去除硬度、连续产水、无需再生化学品等特点。

纳滤（NF）、超滤（UF）、微滤（MF）

由于纳滤的操作范围介于超滤膜和反渗透之间，可以截留纳米级（0.001微米）的物质，故称为“纳滤”。 其截留有机物的分子量约为200-800MW，截留溶解盐的能力在20%~98%之间，对可溶性一价离子的去除率低于高价离子。 纳滤一般用于去除地表水中的有机物和有机物。 地下水中的色素、硬度和镭，以及溶解盐的部分去除，食品和药品生产中有用物质的提取和浓缩。

优点是操作压力低、处理量大。 纳滤技术在有机物淡化净化、水软化等方面具有明显的优势和独特的节能效果。

超滤可以截留大于0.01微米的物质，让小分子物质和溶解性固体（无机盐）通过，去除大分子有机物、胶体、蛋白质和微生物。 超滤利用超滤膜的微孔分离机理。 ，主要应用于饮用水、工业废水处理和高纯水制备。 微滤还利用微滤膜的分离机制，在压力的驱动下，拦截0.1-1μm之间的病毒和颗粒物。

微滤可以拦截大于0.1-1微米的颗粒，允许大分子和溶解固体（无机盐）通过，但会拦截悬浮固体、细菌、大分子量胶体等物质。 微滤膜的操作压力一般为0.3-7bar。

微滤膜的分离机理主要是筛分和截留，具有操作压力低、膜通量高的优点。 但一般微滤膜易污染且使用寿命短。

超滤应用于医药、化工、水处理等领域。 微滤多用于水预处理，也应用于医药、化工、电子等领域。 超滤和微滤也用于高盐废水的处理，但一般用作预处理。

反渗透 (RO)

反渗透又称反渗透，是一种利用压力差作为驱动力将溶剂从溶液中分离出来的膜分离操作。

目前，反渗透技术在海水淡化预处理方面已取得了良好的效果。 经过反渗透处理后，可去除水中99.5%的镁、钙成分和水中99%的盐分。 可减少离子交换树脂的负荷90%以上，树脂再生剂的用量也可减少90%。

因此，不仅节省了成本，而且有利于环境保护。 反渗透技术还可用于去除水中的颗粒、有机物、胶体等，对减少离子交换树脂的污染、延长其使用寿命有良好的效果。

随着膜生产技术的日益成熟和成本的逐渐降低，反渗透在高盐废水的处理中也发挥着巨大的作用。 但当高盐废水的电导率超过25000us/cm时，膜通量会迅速衰减，膜污染会更加严重。

值得一提的是，在反渗透工艺中结合高效结晶技术，可以增加反渗透的处理水量，延长膜的使用寿命，可以处理更多的高盐废水。

正向渗透 (FO)

由于正向渗透的工作原理与传统膜不同，因此它具有特殊的优势。

例如，膜装置组成简单，操作方便； 正渗透膜压力低甚至无压力，节省能耗，降低运行成本； 正渗透分离污染物能力强，截盐率高； 渗透膜的污染几乎是可逆的，清洗效率比较高。

在理想条件下，正渗透膜需要具有高截留率、良好的亲水性和高水通量的活性层。 支撑层应具有厚度薄、弯曲系数低、孔隙率高、机械强度高等特点。 同时，还需要具有较强的抗污染能力，可以应用于很多领域。

早期研究中使用的正渗透膜主要是反渗透膜和改性纳滤膜。 随着研究的不断深入，发现由于反渗透的多孔支撑层较厚，其浓差极化很大，导致水通量迅速下降。

膜蒸馏

膜蒸馏技术是蒸馏法与膜法相结合的膜分离技术。

真空膜蒸馏的分离原理是一侧抽成真空状态，利用两端的压差实现蒸汽的传质，溶液中的其他物质通过膜被截留。 蒸馏后，液体被冷凝，达到分离或浓缩的效果。

真空膜蒸馏工艺使得操作温度比其他膜蒸馏工艺更低，渗透通量更大，易于利用地热、太阳能和废热等廉价热源。

近年来，通过真空膜蒸馏技术处理海水淡化卤水的研究逐渐增多。

有学者采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜对RO海水淡化卤水进行真空膜蒸馏。 据研究，该膜的最大截留率可高达99.999%，因此该技术可以实现RO海水淡化浓盐水的高效浓缩。

该技术利用膜两侧的压力差产生驱动力。 具有传质阻力小、热利用效率高、分离效率高、膜通量大、无渗透物蒸发等优点。 但同时该工艺在处理浓盐水时也存在结垢、膜污染等问题。

3、最终蒸发技术

高浓度卤水的排放会对环境产生不利影响。 造成这种影响的主要原因有两个。 一是盐水浓度高； 二是卤水中含有多种成分。

蒸发技术的预期效果，一方面是压缩较高浓度盐水的体积，使其中的盐结晶； 另一方面，形成循环工业经济，将沉淀盐提供给生产厂家作为原料，达到“零排放”的目的。

自然蒸发

自然蒸发的原理是利用阳光将池内较高浓度盐水中的水分除去，从而达到较高浓度盐水的饱和结晶点，从而对盐进行分析。 这个装置被称为“蒸发池”。

该装置的能量来自于阳光，因此该装置更适合在年降雨量较少、太阳辐射丰富的相对干燥的地方使用。

该设施具有以下优点。 由于能源来自阳光，热源没有寿命限制，日常维护比较容易，处理较高浓度盐水的成本相对较低，并且可以承受负载的冲击。

缺点是“蒸发池”装置不是密封装置，浓盐水中的挥发成分进入大气，容易造成空气污染。

同时，“蒸发池”装置侧面和下方的防渗工程也非常关键。 如果处理不当，很容易造成岩土和地下水源的恶性污染；

一般情况下，“蒸发池”占地面积较大，在土地资源紧张的地方使用会造成一定的浪费； “蒸发池”运行过程中，蒸发的淡水资源难以利用，造成一定问题。 浪费。

热法

基于热力盐水淡化和海水淡化系统开发的热力零排放技术。 由于能耗低，多效蒸发是当代最常用的三种盐水淡化技术之一。 在此技术基础上衍生出多效蒸发。 蒸发-蒸发结晶理论的应用越来越广泛。

国外学者探索了利用蒸发和结晶的“无排放”系统。 蒸发的蒸汽用于加热流入蒸发器的水，其效率远高于常规蒸发和结晶设施。

多效蒸发（MEE）一般控制在3至6效蒸发之间。 太少不够节能，太多温差不够，系统太长容易出现问题。 一级蒸发器利用蒸汽进行加热，后续蒸发器又利用前一级蒸发器产生的二次蒸汽作为热源，实现热能的多次再利用，称为多效蒸发。

与多级闪蒸相比，多效蒸发结垢更为严重。

多级闪蒸（MSF）将热盐水引入闪蒸室，然后使其过热并迅速部分汽化，从而降低热盐水本身的温度。 产生的蒸汽被冷凝成为所需的脱盐水。