在化工廢水處理過程中,由于工藝需要很多企業(yè)會產(chǎn)生高含鹽廢水,一直以來,在業(yè)內(nèi)外的期待、審視甚至要求下,在很多企業(yè)的環(huán)評報告中,高含鹽廢水的最終處理都描述為“*”。
那么究竟什么是“*”呢?“*”是否意味著只要水達(dá)到循環(huán)利用而零外排就可以了呢?
“*”水處理過程中對于最終的固體結(jié)晶鹽的處理應(yīng)該如何定義呢?2004年,曾任國家環(huán)??偩指本珠L的宋瑞祥主編的專著《*——后工業(yè)社會的夢想與現(xiàn)實(shí)》出版,對*做了解讀。所謂*,其字面含義為工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中廢棄物為零,是指無限減少污染物的排放量直至為零的活動。而在處理污染物的過程中,如果不對最終的固體結(jié)晶鹽進(jìn)行處理,無疑又產(chǎn)生了新的固體污染物,所謂的“*”也便成了偷換概念后的偽命題。
雖然很多企業(yè)的環(huán)評報告在廢水處理中均描述為“*”工藝,但在實(shí)際應(yīng)用中會發(fā)現(xiàn),只有少數(shù)企業(yè)的工況真正具備最終實(shí)現(xiàn)*的條件。譬如,有些行業(yè)的含鹽廢水由于組分相對單一,通過膜濃縮、蒸發(fā)濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)等工藝流程最終得到了質(zhì)量較好的固體鹽甚至還有有不錯的銷路,最終蒸餾水全部得到了回收再利用,鹽也轉(zhuǎn)變成了產(chǎn)品,從而實(shí)現(xiàn)了真正的“固、液*”。
但是對于大多數(shù)行業(yè)來說,由于廢水鹽分較復(fù)雜,僅靠單純的簡單蒸發(fā)來最終想實(shí)現(xiàn)“零固廢”外排是非常困難的,如果不對鹽進(jìn)行分鹽處理,最終得到的固體雜鹽基本都應(yīng)作為固體危廢進(jìn)行處置,而當(dāng)前國內(nèi)處理固體危廢的成本昂貴,其代價甚至比前段膜濃縮、蒸發(fā)濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶各工段成本之和還要高。因此,在整個高含鹽廢水處理工藝的設(shè)計(jì)中,如果可以將最終固體產(chǎn)物能夠作為產(chǎn)品銷售而不是危廢處置將具有非常大的應(yīng)用價值。
這里,就應(yīng)用到了另外一個概念,即”分鹽處理“。所謂分鹽處理,即根據(jù)溶液中對應(yīng)溫度下各溶質(zhì)溶解度的不同、利用相圖理論進(jìn)行鹽分分離從而得到不同鹽產(chǎn)品的過程?,F(xiàn)有分鹽處理工藝一般為熱法分鹽與冷法分鹽兩種工藝。熱法分鹽工藝在“鉀鈉分離(與氯化鈉)”、“鹽湖化工鹽硝分離(氯化鈉與硫酸鈉)”等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,冷法分鹽在“氯堿化工電解氯化鈉溶液脫硝”、“AC發(fā)泡劑生產(chǎn)工藝碳酸鈉脫除”及一些反應(yīng)液提純等領(lǐng)域應(yīng)用較多,當(dāng)然有些生產(chǎn)流程既可以采用熱法分鹽又可以采用冷法分鹽如“鹽硝分離”。
那么如果對最終的濃縮液進(jìn)行“分鹽處理”,則其處理原則是什么呢?點(diǎn),當(dāng)然是滿足分鹽工藝需要,這也是最基本的要求及分鹽的目的;第二點(diǎn),則是滿足投資與收益經(jīng)濟(jì)性需要;第三點(diǎn),應(yīng)該考慮最終鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問題。
首先說點(diǎn),在化工廢水中,由于生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)?shù)卦|(zhì)的原因,很多時候經(jīng)過廢水經(jīng)預(yù)處理、濃縮后的濃縮液其主要鹽分表現(xiàn)為硫酸鈉與氯化鈉,當(dāng)然有時還會有其他鹽如硝酸鈉等,我們暫以硫酸鈉與氯化鈉為例進(jìn)行鹽硝分離的工藝討論。鹽硝熱法分離已經(jīng)屬相對成熟的工藝,在鹽湖化工中也已得到了多年的廣泛應(yīng)用,通過工藝控制最終可以得到工業(yè)級硫酸鈉與氯化鈉;而冷法鹽硝分離伴隨著DTRO膜高壓濃縮工藝及NF/RO組合工藝的推廣也日益得到了推廣應(yīng)用,尤其是NF/RO組合工藝可以在比DTRO膜工藝大幅度降低投資及運(yùn)行成本的條件下獲得含鹽濃度高達(dá)16%的濃縮液,使得冷法分鹽無論從投資還是從運(yùn)行成本上較熱法均具有了更大的優(yōu)勢和推廣價值,尤其是納濾后的氯化鈉溶液純度98.5%以上,而二價離子側(cè)冷凍結(jié)晶后得到的,母液富集的雜質(zhì)不會隨一起析出,因此本身純度就會很高,而經(jīng)融化再結(jié)晶后可以得到更高純度的。而采用熱法分鹽則雜質(zhì)富集對蒸發(fā)的影響相對更大,我們在第三點(diǎn)討論時會提到。
第二點(diǎn),關(guān)于投資于收益經(jīng)濟(jì)性綜合考慮。如果來水量很小,或者來水含鹽濃度很低,則如果再投入較大資金去做分鹽處理則經(jīng)濟(jì)性相對較差,我們一般按三年危險固廢處理成本與分鹽投資成本進(jìn)行比較,如果前者更大,則適合采用分鹽投資,如果后者額度更大則適合采用直接蒸發(fā)做混鹽危廢處理。
第三點(diǎn),關(guān)于最終鹽分的純度與外排雜鹽量的平衡問題。一般來講,在工藝合理的條件下,要得到純度更高的鹽則意味著需要外排更多的雜鹽母液,如果雜鹽母液的處理成本及最終雜鹽固體的處置成本過高,則意味著單純提高鹽產(chǎn)品純度付出了更高的雜鹽處理代價,因此分鹽工藝是否合理從經(jīng)濟(jì)角度來講并不是得到的鹽的純度越高越好,而是取一個相對合理的鹽的純度,盡量減少外排母液的處理量防止造成最終合計(jì)成本的增加。
當(dāng)然,談到上述第三點(diǎn),有人也許會提出最終外排母液經(jīng)雜鹽蒸發(fā)后還是得到了固體危廢,這其實(shí)就回到了我們開篇所談到的“*”是否一定合理的問題。相對而言,“*”是個理想化的概念,真正做到*需要相對理想化的工況才可以實(shí)現(xiàn)。而如果不計(jì)成本單純追逐“*”也并不一定合理,相對而言,更具有可操作性的應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)限度地“污染物減量化排放”,減量化排放也才應(yīng)該成為目前高鹽廢水處理的主流工藝。
說一個題外話,也是當(dāng)前高鹽污水處理過程中所存在的一個非常嚴(yán)重的隱患即固體混鹽的最終走向。由于作為危廢處理成本太高,有些企業(yè)將混鹽堆積或填埋,天長日久勢必對土壤、地下水及環(huán)境造成重大影響;有些企業(yè)則將混鹽交給一些不法人員進(jìn)行處置,而不法人員有的將混鹽摻進(jìn)其他工業(yè)產(chǎn)品造假使用,有的甚至將廢鹽加工成食用鹽,如當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的“農(nóng)藥廢渣鹽”進(jìn)入餐桌就是典型的案例。因此國家在加強(qiáng)污水處理監(jiān)管的同時,必須加強(qiáng)對污水處理后最終固體鹽的管理,引導(dǎo)采用分鹽工藝將廢水鹽做成合格的工業(yè)產(chǎn)品,否則數(shù)量成千上萬的污染企業(yè)排放的固體鹽最終將造成嚴(yán)重的環(huán)境問題與社會問題。