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高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析--第1页
高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析
高盐废水分盐结晶工艺是实现废水零排放结晶盐资源
化的技术基础。国家能源局于2017年发布的《煤炭深加工产
业示范“十三五”规划》也明确要求，无纳污水体的新建示范
项目通过利用结晶分盐等技术，将高盐废水资源化利用。由于
高盐废水分盐结晶的技术需求近年来才逐渐明朗，其工业应用
更是处于起步阶段，因此具有针对性的研究还不充分。虽然有
学者从相图和工艺等方面研究了热法分盐结晶工艺，有学者从
纳滤膜在高盐废水处理过程中的分盐特性等方面研究了膜法分
盐结晶工艺，但各种分盐结晶路线的适用性和技术经济性比较
研究在文献中鲜有报道。鉴于此，笔者首先介绍高盐废水分盐
结晶工艺的各种典型技术路线，并通过特定煤化工高盐废水案
例讨论2种代表性技术路线的分盐结晶工艺设计，进而对其进
行技术经济对比分析，以期为工业应用提供有益参考。
1分盐结晶工艺
煤化工等高盐废水中分盐结晶过程的分离对象主要是
氯化钠和硫酸钠。这是因为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。分盐结晶工艺主要有2种思路: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;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，通过膜分离过程在结晶之前实现
高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析--第1页
高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析--第2页
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。
1.1热法分盐结晶工艺
高盐废水的热法分盐结晶工艺主要包括直接蒸发结晶
工艺、盐硝联产分盐结晶工艺和低温结晶工艺。
1.1.1直接蒸发结晶工艺
当高盐废水中某一种盐含量占比具有较大优势时，可
以考虑采用直接蒸发结晶的方式，分离回收该优势盐组分，而
其余成分最终以混盐形式结晶析出。直接蒸发结晶工艺的原理
如图1所示。
经过预处理的高盐废水首先通过蒸发器进一步浓缩减
量，使优势盐组分接近饱和，之后进入纯盐结晶器(结晶器
Ⅰ)，提取大部分的氯化钠或硫酸钠。纯盐结晶器的浓缩倍率
控制在次优势盐组分接近饱和，纯盐结晶器排出的母液进入混
盐结晶器(结晶器Ⅱ)获取杂盐。
直接蒸发结晶工艺流程简单，系统控制难度小，但无
机盐回收率和杂盐产量对原水无机盐组分特征依赖度高。此
外，在蒸发浓缩过程中，废水中的有机物和杂质盐组分被浓缩
并残留在母液中，可能导致粗盐产品纯度低、白度差。通过洗
盐等方式，可以在一定程度上提高产品盐的纯度和白度。
1.1.2盐硝联产分盐结晶工艺
当废水中不存在占比较大的优势盐组分时，采用直接
蒸发结晶工艺最终得到的纯盐回收率较低，杂盐产量大，固废
处置费用高。为了解决这一问题，可采用硫酸钠和氯化钠分步
结晶的方式，分别在较高温度下结晶得到硫酸钠，在较低温度
高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析--第2页
高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析--第3页
下结晶得到氯化钠，此工艺称为盐硝联产工艺，其原理如图2
所示。
盐硝联产分盐结晶工艺主要利
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