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文档简介

ICS13.030.20

CCSZ

T/CIEP

团体标准

T/CIEPXXXX—XXXX

工业废水高浓度盐分资源化利用技术规范

Technicalspecificationsforresourceutilizationofhigh-concentrationsaltsfrom

industrialwastewater

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国工业环保促进会  发布

T/CIEPXXXX—XXXX

工业废水高浓度盐分资源化利用技术规范

1范围

本文件规定了工业废水高浓度盐分资源化利用的总体要求、工艺设计、盐产品资源化利用、环境保

护。

本文件适用于煤化工、石油化工、化学制药等行业废水中高浓度盐分的资源化回收利用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T535肥料级硫酸铵

GB2762食品安全国家标准食品中污染物限量

GB2763食品安全国家标准食品中农药最大残留限量

GB5085.7危险废物鉴别标准通则

GB/T5462工业盐

GB/T6009工业无水硫酸钠

GB8978污水综合排放标准

GB14554恶臭污染物排放标准

GB16297大气污染物综合排放标准

GB18486污水海洋处置工程污染控制标准

GB18597危险废物贮存污染控制标准

GB18598危险废物填埋污染控制标准

GB18599一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准

GB/T19249反渗透水处理设备

GB/T23851融雪剂

GB31650食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量

GB37822挥发性有机物无组织排放控制标准

GB50014室外排水设计标准

HJ/T270环境保护产品技术要求反渗透水处理装置

HJ579膜分离法污水处理工程技术规范

HJ2016环境工程名词术语

HJ2025危险废物收集、贮存、运输技术规范

QB/T5270离子膜烧碱用盐

3术语和定义

HJ2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

工业高盐废水industrialhigh-salinitywastewater

工业生产过程中产生的,无机盐含量≥1%(w/w)的废水。

煤化工高盐废水coalchemicalhigh-salinitywastewater

1

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源于煤气化、合成气净化、产品分离精制、脱盐水系统等排放的浓盐水,废水中的无机盐离子以Cl⁻、

SO₄²⁻、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等为主,有机污染物以COD、BOD5、悬浮物、氨氮、总氮、石油类、氟化物等为

主。

石油化工高盐废水petrochemicalhigh-salinitywastewater

源于原油开采与炼制、化工产品合成等过程中的采出水、循环冷却系统排污水、脱盐水系统再生废

液等,废水中的无机盐离子以Cl⁻、SO₄²⁻、Na⁺为主,同时含有Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、NH₄⁺等,有机污染物以COD、

悬浮物、石油类、苯系物、酚类等难降解有机物为主,部分废水还含有重金属、硫化物等有毒有害物质。

化学制药高盐废水chemicalpharmaceuticalhigh-salinitywastewater

源于化学合成反应过程、药物分离提纯、循环冷却系统等过程中排放的浓盐水,废水中无机盐离子

+

以Cl⁻、SO₄²⁻、Na⁺、NH4为主,同时含有K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺及铵盐等,污染物以高浓度难降解有机物为主,

包括苯环、杂环类药物中间体(如磺胺类、喹诺酮类)、残留抗生素、有机溶剂(如甲醇、乙醇)等,

同时含有悬浮物、重金属(如汞、铬)、硝基化合物等有毒有害物质。

高浓度盐分资源化利用resourceutilizationofhigh-concentrationsalt

工业高盐废水经过前处理、分离、浓缩、结晶等处理后,生产的无机盐回用或者再加工后作为工业

原料、助剂进行综合利用的过程。

制盐母液brineconcentrate

工业高盐废水分离盐产品后,剩余的高浓度含盐溶液。

4总体要求

一般要求

4.1.1工业废水高浓度盐分资源化利用技术应符合国家环保法规、产业政策,提高资源、能源利用率,

减少污染物的产生和排放。

4.1.2生产企业应采取“清污分流、分质处理”的原则,根据废水水质特性进行分类收集和处理。

4.1.3工业废水高浓度盐分资源化利用工程应配套建设二次污染的预防设施,按照有关规定安装水质

在线监测装置,并符合GB18597、GB18598、GB50014、GB50050、HJ2025的要求。

技术选择原则

4.2.1工艺设计前,应对水质、水量及变化规律进行全面调查和分析检测,根据工业废水的特征选择

技术方案。

4.2.2工业高盐废水资源化利用技术的选择应优先选择绿色环保技术,遵循技术成熟可靠、高效节能、

二次污染少、系统运行稳定等原则。

4.2.3煤化工高盐废水、石油化工高盐废水、化学制药高盐废水的资源化利用方案宜按照前处理、膜

处理、蒸发浓缩与分盐、盐产品资源化利用等工艺单元进行设计。分盐工艺应考虑提高盐产品纯度和其

他领域利用的可能性。

5工艺设计

工艺选择

煤化工高盐废水、石油化工高盐废水、化学制药高盐废水的资源化利用技术应根据高盐废水水质情

况、资源化利用的产品要求等进行选择。应采用除氟、除硬、除硅、有机物去除、除油、过滤、膜分离、

蒸发浓缩、结晶等多种工艺的耦合与集成,实现盐产品的分离和回收,提高资源化利用的效率。

前处理

5.2.1设计要求

2

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前处理单元主要目的是除硬、除硅、除机械杂质和脱除大部分有机污染物等,保障系统稳定运行。

前处理技术包括除氟、除硬、除硅、有机物去除、除油、过滤等。应依据水量、水质和后续工艺进水要

求等指标,选择前处理技术。

5.2.2除氟工艺

5.2.2.1通过物理、化学或生物方法,降低工业高盐废水中氟离子浓度,避免氟离子对后续处理单元

(如膜分离、蒸发结晶)产生影响。

5.2.2.2当工业高盐废水的氟离子浓度>100mg/L时,应采用化学沉淀法+吸附法。

5.2.2.3当工业高盐废水的氟离子浓度<100mg/L时,应采用吸附法。

5.2.2.4利用化学沉淀法,向废水中投加钙盐(如氯化钙、氢氧化钙),使氟离子与钙离子反应生成

难溶的氟化钙,通过沉淀分离去除。

5.2.2.5利用吸附材料(如改性活性氧化铝、特种除氟树脂等)对氟离子的选择性吸附能力,降低水

中氟浓度。可用于化学沉淀后的深度处理,进一步降低废水中氟离子浓度。

5.2.3除硬和软化工艺

5.2.3.1除硬和软化要求

5.2.3.1.1工业高盐废水资源化利用工艺应先进行除硬处理。

5.2.3.1.2当工业高盐废水的硬度<100mg/L时,应采用树脂软化工艺。

5.2.3.1.3当工业高盐废水的硬度>100mg/L、<500mg/L时,应采用化学沉淀法除硬工艺。

5.2.3.1.4当工业高盐废水的硬度>500mg/L、<1000mg/L时,应考虑采用二级工艺,即在化学沉淀

法除硬后设置树脂软化。

5.2.3.2化学沉淀法除硬

5.2.3.2.1化学沉淀法除硬应根据工业高盐废水中钙镁离子的浓度,往废水中加入碱性化学试剂(一

般选用石灰、氢氧化钠、碳酸钠中一种或多种),使之与水中的钙镁离子发生反应,生产难溶化合物(CaCO3、

Mg(OH)2),通过沉淀去除完成除硬。

5.2.3.2.2应根据工业高盐废水的硬度离子组成和含量,选择化学试剂。

5.2.3.2.3当工业高盐废水有除硅要求时,应选择二级沉淀分离工艺,先加入钙盐(氢氧化钙、氧化钙),

生产硅酸钙沉淀分离后,在上清液中再加入碳酸钠,生成碳酸钙,二次沉淀分离。

5.2.3.2.4化学沉淀法除硬后的废水通过投加混凝剂及助凝剂控制出水的浊度。

5.2.3.3树脂软化

5.2.3.3.1树脂软化应利用离子交换树脂的吸附与交换性能,去除水中钙、镁、硅等硬度离子或特定

污染物,通过树脂对目标离子的选择性吸附,降低废水硬度或特定离子浓度完成水质软化或净化。

5.2.3.3.2树脂软化适用于处理盐度中等(总溶解固体TDS<5000mg/L)、硬度或特定离子(如硅)

超标的废水。

5.2.3.3.3树脂软化作为反渗透(RO)、纳滤(NF)等膜工艺的前处理,避免膜表面结垢(钙镁盐、

硅垢)。

5.2.4除硅工艺

当工业高盐废水中二氧化硅>100mg/L时,应单独设置除硅单元,出水二氧化硅应控制在(10~30)

mg/L;当工业高盐废水中二氧化硅较低时,应在除硬单元协同操作。

5.2.5有机物去除技术

5.2.5.1生物处理

5.2.5.1.1使用生物处理法利用耐盐微生物的代谢作用降解有机物。针对含盐工业废水,应采用耐盐

活性污泥法和厌氧生物处理法。

5.2.5.1.2使用耐盐活性污泥法通过驯化或接种耐盐微生物(如嗜盐菌、耐盐菌),在曝气条件下,

微生物以废水中有机物为碳源和能源,将其分解为CO2和H2O。

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5.2.5.1.3使用厌氧生物处理法在无氧条件下,厌氧微生物(如产甲烷菌)将有机物分解为CH4和CO2,

适用于高浓度有机物废水。

5.2.5.2高级氧化法

通过产生强氧化性自由基,将难降解有机物氧化为易降解小分子(如有机酸)或直接分解为CO2和

H2O,提升废水可生化性。高级氧化法包括Fenton氧化、臭氧氧化、电催化氧化、光催化氧化等。使用

高级氧化技术处理工业高盐废水时,应根据废水水质,选择高级氧化技术,确定pH值、反应时间、温度、

压力、催化剂等工艺参数。

5.2.6隔油和除油工艺

5.2.6.1石油化工高盐废水应进行隔油和除油处理,减轻后续工艺负荷。

5.2.6.2利用油与水的密度差异,使油滴上浮至水面,通过刮油装置收集、分离去除废水中悬浮状态

的油类。

5.2.6.3通过投放混凝剂破坏油滴乳化稳定性,再经过气浮装置分离微小油滴,降低废水中的含油量。

5.2.7过滤技术

5.2.7.1在前处理阶段,一般采用过滤技术对工业高盐废水进行处理,通过多孔介质(过滤介质)截

留水中悬浮颗粒、胶体、沉淀物或部分大分子污染物,降低废水浊度、保护后续设备(如膜组件、蒸发

器)。过滤技术包括颗粒介质过滤、浅层介质过滤和精密过滤。

5.2.7.2颗粒介质过滤阶段,废水自上而下流经填充有石英砂、无烟煤、石榴石等颗粒介质的滤池,

利用介质的孔隙截留杂质,通过颗粒间的吸附、惯性碰撞作用辅助去除污染物。过滤后出水浊度应降至

5NTU以下。

5.2.7.3浅层介质过滤阶段,采用滤层或特殊介质(硅藻土,具有多孔结构),废水通过滤床截留杂

质,过滤速度(20~50)m/h,去除粒径>0.5μm的颗粒。

5.2.7.4精密过滤阶段,废水通过高分子材质的滤芯(聚丙烯PP棉、聚酯折叠膜、尼龙膜),滤芯的

微孔结构截留微小杂质,过滤精度根据需求选择(0.1μm、0.22μm、1μm等),常用于膜分离(反渗

透、纳滤)前的深度处理,防止膜表面污染。

膜分离

5.3.1设计要求

5.3.1.1应依据工业高盐废水水量、水质和产水要求、回收率等,选择膜分离工艺。

5.3.1.2工业高盐废水膜处理及浓缩的膜通量不应超过15L/(m2·h)。

5.3.1.3应使用多级膜集成工艺提高处理效果,实现脱盐水回用和浓盐水的浓缩。

5.3.1.4应对膜处理的反洗水及化学清洗水进行回收,根据需求设置能量回收系统。

5.3.1.5膜元件及设备选型应符合GB/T19249、HJ579、HJ/T270的规定。

5.3.1.6膜分离技术包括超滤、纳滤、反渗透和电渗析。

5.3.2超滤

超滤以膜两侧压差为驱动力,利用孔径(0.001~0.1)μm的有机膜(如PVDF、PES材质)或无机膜

(如陶瓷膜)截留大分子有机物、胶体、微生物等,允许小分子有机物和盐离子通过。超滤通常作为纳

滤/反渗透的前处理,降低后续膜的污染风险。

5.3.3纳滤

5.3.3.1通过孔径筛分与电荷效应截留水中小分子有机物(分子量200Da~1000Da)和部分二价盐(如

Ca²⁺、Mg²⁺),允许部分一价盐(如Na⁺、Cl⁻)和水分子透过。

5.3.3.2纳滤膜对进水水质敏感,应通过前处理将进水浊度控制在<0.1NTU、SDI(污染指数)<3,

避免悬浮物、胶体堵塞膜孔。

5.3.3.3采用纳滤技术一级分离产水量或盐的浓缩率达不到要求时,应采用多级串联工艺。

5.3.4反渗透

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5.3.4.1通过高压驱动迫使水分子透过半透膜(反渗透膜),截留水中盐离子(一价、二价盐)、小

分子有机物和微生物,截留率应在99%以上。

5.3.4.2采用反渗透膜技术一级分离产水率或盐的浓缩率达不到要求时,应采用多级串联工艺。

5.3.4.3当膜通量下降20%或进出口压差上升20%时,应进行化学清洗(根据污染类型选择清洗剂,胶

体污染用柠檬酸,有机物污染用氢氧化钠,微生物污染用氢氧化钠或十二烷基硫酸钠)。

5.3.5电渗析

5.3.5.1利用离子交换膜的选择透过性和电场驱动力,实现水中离子(盐类)与水分子分离的膜分离

技术。

5.3.5.2电渗析适合“高盐、低有机物”废水的脱盐处理。

5.3.5.3通过调整电场强度、水流速度或系统级数,将电渗析脱盐率控制在40%~90%,满足中等回用

要求,实现盐水浓缩,为后续蒸发结晶减量。

二次处理

工业高盐废水的二次处理是对前处理、膜分离后的废水进行深度净化,去除残余有机物、致垢离子、

分离特定污染物(重金属离子、氟离子、二氧化硅等),应符合水回用或排放、后续浓缩液蒸发、结晶

工艺需求。

蒸发浓缩

5.5.1设计要求

5.5.1.1蒸发浓缩包括多效蒸发技术、机械蒸汽再压缩技术等。

5.5.1.2进入蒸发浓缩系统的高盐废水应通过前处理去除悬浮物、软化除硬,防止蒸发器结垢。石油

化工高盐废水在蒸发浓缩前应进行除油处理,将含油量降至5mg/L以下。

5.5.2多效蒸发技术

5.5.2.1将多个蒸发器串联,利用前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热热源的串联蒸发操作。

5.5.2.2多效蒸发通过热量梯级利用,应能大幅降低新鲜蒸汽消耗。

5.5.2.3多效蒸发产生的冷凝水应能回用至循环水补水或前处理用水,减少新鲜水消耗。

5.5.2.4浓盐水进入蒸发器前,应利用回收的冷凝水进行预热,回收能量。

5.5.3机械蒸汽再压缩技术

5.5.3.1通过压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽压缩升温,作为加热热源循环利用,无需新鲜蒸汽,仅

消耗电能,适合小规模高盐废水的深度浓缩。

5.5.3.2可将多台机械蒸汽再压缩式蒸发器串联,组成双效或多效机械蒸汽再压缩系统。

5.5.3.3加热蒸汽的冷凝水和废水蒸发的冷凝水应进行回收,回收的冷凝液适用于浓盐水进入蒸发器

前的预热,回收能量。

结晶分盐

5.6.1设计要求

5.6.1.1结晶分盐技术包括蒸发结晶、冷却结晶等。应根据工业高盐废水的水质特性、水量等,选择

适宜的分盐技术。

5.6.1.2应根据盐产品的品质要求进行工艺设计,回收盐质量达不到要求时,应通过前处理、膜分离、

二次处理组合工艺去除杂质。根据无机盐的析盐规律,采取多种结晶耦合、分步分盐的工艺路线,提高

分盐的效率和质量,降低能耗。

5.6.2蒸发结晶

蒸发结晶应采用多效蒸发、机械蒸汽再压缩等节能技术,并对余热资源进行二次利用。

5.6.3冷却结晶

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5.6.3.1利用不同盐类溶解度随温度降低而下降的特性,通过降温使目标盐类析出结晶的分离技术,

适合处理含低温易析出盐类(如硫酸钠、硫酸镁)的废水。

5.6.3.2冷却结晶的来料水温度较高时,应采用两级冷却结晶器,一级结晶器宜以二级冷却母液作为

冷源进行结晶,降低能耗。

5.6.4制盐母液的处置

根据制盐母液的成分选择适宜的处置方式,应采用蒸发塘自然蒸发、固化/稳定化、热焚烧等处置

方式。

6盐产品资源化利用

氯化钠资源化利用

6.1.1副产氯化钠不得直接或间接用于食品、畜牧、水产养殖、医药、化妆品和水产品等领域。

6.1.2副产氯化钠用作工业原料时,应先进行盐评价测试。

氨碱工业原料

6.2.1高盐废水资源化利用副产的氯化钠可用于制备碳酸钠、氯化钙。

6.2.2副产氯化钠用于氨碱行业时,理化指标应优于GB/T5462中工业湿盐、日晒工业盐中一二级指

标要求,且有毒有害物质应满足表1的限制指标要求。

表1副产氯化钠用于氨碱限制指标

序号项目技术指标

1铅(mg/kg)≤50

2镉(mg/kg)≤10

3铬(mg/kg)≤150

4汞(mg/kg)≤1

5砷(mg/kg)≤50

6二噁英(ng/kg)≤100

7氟化物(以F计,mg/kg)≤1000

8TOC(mg/kg)≤100

氯碱工业原料

6.3.1高盐废水资源化利用副产的氯化钠可用于氯碱行业,电解生产氢氧化钠。

6.3.2副产氯化钠用于氯碱行业时,理化指标应达到QB/T5270的要求,且有毒有害物质应满足表2

的限制指标要求。

表2副产氯化钠用于氯碱限制指标

序号项目技术指标

1铅(mg/kg)≤50

2镉(mg/kg)≤10

3铬(mg/kg)≤150

4汞(mg/kg)≤1

5砷(mg/kg)≤50

6二噁英(ng/kg)≤100

7氟化物(以F计,mg/kg)≤1000

8TOC(mg/kg)≤30

道路融雪剂

6.4.1杂质含量较多的副产氯化钠可用于道路融雪。

6.4.2副产氯化钠用作道路融雪剂时,理化指标应达到GB/T23851的要求。

硫酸钠资源化利用

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6.5.1副产硫酸钠不得直接或间接用于食品、畜牧、水产养殖、医药、化妆品和水产品等领域。

6.5.2副产硫酸钠用作工业原料时,应先进行盐评价测试。

6.5.3副产硫酸钠理化指标应达到GB/T6009的要求,且有毒有害物质应满足表3的限制指标要求时,

可用于普通玻璃、染料、造纸及无机盐生产等领域。

表3副产硫酸钠限制指标

序号项目技术指标

1TOC(mg/kg)≤80

2氨氮(NH3-N)(mg/kg)≤10

3总磷(以P计,mg/kg)≤2

4氟化物(以F计,mg/kg)≤10

5氰化物(mg/kg)≤2

6阴离子表面活性剂(mg/kg)≤2

7硫化物(mg/kg)≤2

8铅(mg/kg)≤50

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