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高鹽廢水處理及資源回收利用的工程設(shè)計

文檔作者：郭愛芝文檔來源：江蘇盈科工程設(shè)計研究有限公司		更新日期： 2026年05月27日	點擊數(shù)：
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上一篇：高鹽廢水高值化安全處理處置技術(shù)研究與應(yīng)用

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2022 年第 43 期
—— CHEMICAL SAFETY &amp;amp; ENVIRONMENT —— ·21·
節(jié)能減排
高鹽廢水處理及資源回收利用的工程設(shè)計
郭愛芝 江蘇盈科工程設(shè)計研究有限公司 江蘇連云港 222001
摘 要：高鹽廢水采用高溫氧化、納濾分離及電滲析的工藝，并結(jié)合傳統(tǒng)的五效蒸發(fā)及結(jié)晶干
燥的方法，可將高鹽廢水成功地轉(zhuǎn)化成硫酸鈉和氯化鈉產(chǎn)品，不僅處理了大量的高鹽廢水，還帶來一
定的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：高鹽廢水；五效蒸發(fā)；高溫氧化；納濾分離；工程設(shè)計
高鹽廢水是指總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 1%及以上
的廢水，這種廢水含有多種物質(zhì)（包括鹽、各種
有機物）。含鹽廢水的產(chǎn)生途徑廣泛，尤其是精
細(xì) 化 工 產(chǎn)業(yè)，高鹽廢水量日益增加。在目前環(huán)
保 要 求 越來越嚴(yán)格，經(jīng)濟下行的大環(huán)境下，高
鹽廢水的處理及回收利用，就顯得尤其重要。
1 傳統(tǒng)的高鹽廢水處理方法
蒸 餾 脫鹽法是一種古老且常用的脫鹽方
法 。 工 業(yè)廢水的蒸餾法脫鹽技術(shù)基本上均是從
海 水 脫 鹽淡化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而成，蒸餾法就
是 把 含 鹽水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝
成 淡 水 的過程。蒸餾法是最早采用的淡化法，
其 優(yōu) 點 是結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，種類多，如多
效 蒸 發(fā) 、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等，缺
點 是 蒸 餾殘渣如果處理不當(dāng)，還會造成二次污
染，如委外處理，則會花費較大，經(jīng)濟上比較難
以承擔(dān)。
因 為 精 細(xì)化工企業(yè)的高鹽廢水含有大量的
有 機 物 質(zhì)，所以傳統(tǒng)的高鹽廢水處理方法除了
蒸 餾 脫 鹽法，還可采用生物處理方法以及電解
法 、 焚 燒法等物化方法進行處理。但是高鹽量
的 有 機 廢水產(chǎn)生于不同的生產(chǎn)過程，其中所含
有 機 物 的種類及化學(xué)性質(zhì)差異較大，所含鹽類
物 質(zhì) 多 為氯離子、硫酸根離子、鈉離子、鈣離
子等的鹽類物質(zhì)，若采用高溫氧化、納濾分離及
電 滲 析 的工藝，并結(jié)合傳統(tǒng)的五效蒸發(fā)及結(jié)晶
干 燥 的 方法，不僅可以處理大量的高鹽廢水還
能給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。
2 無害化高鹽廢水處理及資源回收利用
筆者作為設(shè)計人員，曾主持一個染料企業(yè)的
高 鹽 廢 水的工程設(shè)計，在該項目的設(shè)計中，高
鹽 廢 水 經(jīng)過一系列的處理，最終產(chǎn)出硫酸鈉及
氯 化 鈉 產(chǎn)品。該工藝不僅處理了大量的高鹽廢
水 ， 還 回收了工業(yè)鹽，有良好的經(jīng)濟效益，目
前該裝置已經(jīng)平穩(wěn)運行 1 年有余，效果良好。下
面將以該項目為例進行說明介紹。
2.1 廢水成分及數(shù)量
該企業(yè)的高鹽廢水的含鹽量在 7%～15%之
間 。 本 次設(shè)計時按照高鹽廢水的濃縮預(yù)處理規(guī)
模為 700 t/d，含鹽量在 10.2%左右進行設(shè)計的。
高鹽廢水的具體成分及數(shù)量見表 1。
2.2 廢水處理及資源回收利用的工作原理
由 于 高 鹽廢水經(jīng)過多效濃縮后具有含水率
低 、 熱 值相對較高的特點，且廢水中的無機鹽
基 本 屬 于穩(wěn)定的無機鹽結(jié)構(gòu)，其氣化溫度較高
（均超過燃燒溫度），在助燃燃料的助燃條件下
爐膛燃燒溫度可以達到 1 100～1 250 ℃，廢液中
有 機 物 可以在此溫度下在爐膛燃燒室內(nèi)迅速干
燥 、 氣 化、燃燒，燃燒后有機物去除，保留下
表面無殘余有機物的無機鹽。
廢 水 燃 燒后產(chǎn)生的無機鹽，其主要成分為
硫 酸 鈉 、氯化鈉等無機鹽，將硫酸鈉和氯化鈉
混鹽溶解后，經(jīng)過冷凍結(jié)晶+蒸發(fā)干燥得到純度
較 高 的 無水硫酸鈉，母液主要為氯化鈉溶液，
經(jīng) 過 兩 級納濾提純后進入蒸發(fā)結(jié)晶裝置，得到
工 業(yè) 用 鹽，從而實現(xiàn)混合鹽分離，并能變廢為
寶，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。
2.3 廢水處理及資源回收利用的工藝流程簡述
高 濃度含鹽廢水首先進入稀廢液中間槽進
行調(diào)節(jié)、 均質(zhì)，確保進濃縮裝置的廢水 pH 值
在 10 以 上 。 然 后 輸 送 至 五 效 蒸 發(fā) 濃 縮 系 統(tǒng) ，
作者簡介：郭愛芝，高級工程師，注冊安全工程師，注冊二級安全評價師。
2022 年第 43 期
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節(jié)能減排
表 1 高鹽廢水組分估算情況一覽表（t/a）
水
有機組分 無機組分
揮發(fā)組分 其他組分 回收鹽組分 其他無機鹽
名稱 數(shù)量 名稱 數(shù)量 名稱 數(shù)量 名稱 數(shù)量
186 881.96 鄰二氯苯、乙二
醇、硝基苯、二
氯乙烷、乙醚、
三乙胺、溴丙
烷、正丁胺、異
丙烷、乙醇、一
甲胺、鄰苯二酚
等
562.69
雙氰、單氰、1,4-二氨
基蒽醌、肟胺、分散
紅、四丁基溴化銨、
2-甲基-5-氨基異吲哚
啉-1,3-二酮、溴化
物、1-氯-2-甲氧基乙
烷、N-(3-氨基苯基)乙
酰胺、取代物、烷基
化物、氰化中間體等
1 078.8
氯化鈉 7 121.8 氫氧化鈉 1.10
硫酸鈉 3 908.0 溴化鈉 65.85
亞硫酸
鈉 10 358.0 硫代硫酸
鈉 12.90
氫氧化鈣 8.35
硝酸鈉 0.55
總計
水
有機組分 無機組分
揮發(fā)組分 其他組分 回收鹽組分 其他無機鹽
186 881.96 562.69 1 078.8 21 387.8 88.75 210 000 依 次 進 入 Ⅴ 效 、 Ⅳ 效 、 Ⅲ 效 、 Ⅱ 效 ， 直 至 Ⅰ 效
蒸 發(fā) 器 排 出 濃 縮 液 并 通 過 結(jié) 晶 器 及 稠 厚 器 產(chǎn) 出
部 分 無 機 鹽 ， 濃 縮 液 和 結(jié) 晶 鹽 均 送 高 溫 氧 化 爐
進 行 高 溫 氧 化 處 理 ， 蒸 發(fā) 系 統(tǒng) 最 終 不 凝 氣 也 引
入 高 溫 氧 化 爐 處 置 。 高 溫 氧 化 爐 在 防 止 二 噁 英
生 成 及 節(jié) 能 方 面 進 行 了 工 藝 提 高 和 鍋 爐 結(jié) 構(gòu) 方
面 進 行 了 有 針 對 性 的 設(shè) 計 ， 使 得 高 溫 氧 化 裝 置
運 行 滿 足 環(huán) 保 要 求 方 面 可 靠 ， 經(jīng) 濟 效 益 方 面 可
行 。 高 鹽 廢 水 處 理 及 資 源 回 收 工 藝 流 程 框 圖 見
圖 1。
圖 1 高鹽廢水處理及資源回收工藝流程框圖
經(jīng)五效蒸發(fā)后的濃縮液，霧化噴入高溫氧化
爐內(nèi)燃燒區(qū)。由于在燃燒區(qū)高溫的熱輻射下，細(xì)
微霧滴迅速干燥、氣化、燃燒。濃縮液燃燒產(chǎn)生
的熱能和助燃燃料一起保持燃燒室的燃燒溫度。
濃縮液中有機物在此被高溫氧化，停留時間 2 s，
此階段燃燒溫度 1 100～1 250 ℃，在此高溫燃燒
階段，有充足的停留時間和高溫空氣供應(yīng)以及助
燃燃料助燃，有機物可完全分解為無機物。五效
蒸發(fā)后的無機鹽渣送至鹽渣混料倉，經(jīng)斗提送至
給 料 倉 經(jīng)給料器也送至高溫氧化爐的固體燃燒
室，在 1 100～1 250 ℃溫區(qū)燃燒，其中所含有機
物可完全 分 解 。 濃 縮 液 高 溫 氧 化 處 理 后 剩 余 的
無 機 鹽 ，在爐底高溫的輻射下，呈熔融態(tài)自流
出 高 溫 氧化爐系統(tǒng)，經(jīng)過熔融物溜槽進入雙輥
冷 卻 輸 送機。經(jīng)過雙輥冷卻輸送機的冷卻和破
碎 ， 熔 融物固化成為顆粒狀的無機鹽，再經(jīng)過
刮 板 輸 送機直接送入鹽溶槽中，經(jīng)水溶后進入
下一步分鹽工序。
濃 縮 液 在高溫氧化過程中，由于自身所含
的 含 氮 有機物，高溫氧化過程中會產(chǎn)生較高濃
度 的 氮 氧化物。含有大量氮氧化物的煙氣經(jīng)過
脫 硝 、 脫硫、脫白后，高空排放。在整個燃燒
階段氧化爐的煙氣會由 1 250 ℃降溫至 750 ℃，
整個過程中煙氣停留時間為 6～8 s，有利于將極
少 量 高 溫區(qū)逃逸的有機物徹底氧化分解。出爐
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節(jié)能減排
膛 的 中 高溫?zé)煔猓?jīng)過蒸發(fā)管屏的熱交換后，
溫 度 進 一步降低進入空氣預(yù)熱器，充分利用煙
氣 余 熱 預(yù)熱空氣，預(yù)熱后的空氣分多級進入燃
燒 系 統(tǒng) 。通過爐膛膜式壁吸熱、鍋爐主要受熱
蒸 發(fā) 面 及蒸發(fā)管屏的熱交換后，余熱鍋爐產(chǎn)生
飽 和 蒸 汽，少量蒸汽供工段自身使用，剩余的
蒸汽供廠區(qū)其他生產(chǎn)單元使用。
經(jīng)高溫氧化處理后的固體無機鹽（主要成分
為氯化鈉、硫酸鈉）加水充分溶解后，經(jīng)活性炭
過 濾 器 與吸附罐，除去高溫處理過程中殘余的
少 量 炭 渣 ， 濾 液 經(jīng) 過 冷 凍 結(jié) 晶 后 進 入 納 濾 裝
置 。 在 納濾膜的篩分作用下，將冷凍結(jié)晶后母
液 中 的 硫酸鈉、氯化鈉分離，硫酸鈉被納濾膜
截 留 濃 縮后變成濃液，回流至冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，
氯 化 鈉 能夠透過納濾膜變成清液，并通過電滲
析 濃 縮 后送至氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶裝置，結(jié)晶后的
氯 化 鈉 濃 液 ， 經(jīng) 離 心 分 離 后 ， 進 行 流 化 床 干
燥 ， 得 氯 化 鈉 產(chǎn) 品 。 硫 酸 鈉 濃 液 經(jīng) 冷 卻 結(jié) 晶
后，再經(jīng)離心分離后送至熱熔裝置，然后增稠、
離心、干燥，得到硫酸鈉產(chǎn)品。
2.4 廢水處理及資源回收利用的主要設(shè)備
廢 水 處 理及資源回收裝置涉及設(shè)備較多，
因 文 章 篇幅所限，此處僅列出部分關(guān)鍵裝置設(shè)
備，見表 2。
表 2 廢水處理及資源回收關(guān)鍵裝置設(shè)備一覽表
序號 名稱 溫度/℃ 壓力 材質(zhì)
1 五效蒸發(fā)裝置 75～132 –0.06～0.2 MPa 殼體碳鋼+玻璃鱗片防腐
蒸發(fā)板片 316L
2 余熱回收裝置 45～50 常壓 過流 316L 3 高溫氧化爐 1 100～1 250 產(chǎn)汽壓力 1.27 MPa 組合件
4 各種鼓風(fēng)機 常溫 6 583～6 627 Pa 碳鋼
5 熱回收裝置 180～300 常壓 316L
6 脫白裝置 熱側(cè)：煙氣 200～140
冷側(cè)：脫硫后煙氣 65～130
熱側(cè)：煙氣 0.003 5 MPa 冷側(cè)：脫硫后煙氣 0.003 MPa 氟塑料+316L+碳鋼
7 脫硝裝置 280～300 –0.003 MPa
材質(zhì) Q345B，噴氨格柵
及噴嘴：SS304 8 脫硫裝置 60～140 0.003 MPa 除霧器：折板式 SS316L 9 活性炭過濾器 常溫 常壓 碳鋼襯膠
10 清洗過濾器 常溫 常壓 Ti
11 納濾裝置（36 支） 常溫 常壓 組合件
12 電滲析裝置 常溫 常壓 PPH/FRP
13 振動流化床 常溫 常壓 床網(wǎng)板 316L 2.5 裝置自控設(shè)計
本項目生產(chǎn)裝置設(shè)置了眾多安全措施，同時
在濃縮蒸發(fā)、高溫氧化、分鹽系統(tǒng)都設(shè)置了 DCS
自控設(shè)施：五效蒸發(fā)器裝置的每一效蒸發(fā)器的液
位都和出液泵出口管自調(diào)閥進行聯(lián)鎖，溫度、壓
力等工藝參數(shù)也遠傳至 DCS 控制系統(tǒng)，使整個蒸
發(fā)裝置都能根據(jù)生產(chǎn)情況自動調(diào)整進、出液量，
生產(chǎn)平穩(wěn)進行。高溫氧化系統(tǒng)比較復(fù)雜，整個工
藝流程較長，涉及設(shè)備較多，全流程采用 DCS 自
控系統(tǒng)，僅一個高溫氧化爐就設(shè)置了 14 個現(xiàn)場測
溫點和 14 個溫度變送器，7 個現(xiàn)場測壓點和 7 個
壓力變送器，另外還設(shè)置了流量計、在線檢測儀
等自控儀表，使得整個高溫氧化工段都能平穩(wěn)有
序運行。分鹽系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)自控設(shè)施不多，大
部分都是現(xiàn)場儀表。
生產(chǎn)的自動控制均通過 DCS 控制室進行，
DCS 控制室監(jiān)控系統(tǒng)與計算機操作界面相結(jié)合，
彩色 CRT 顯示等。根據(jù)工藝生產(chǎn)特點和操作要
求，采用集中顯示、控制和現(xiàn)場監(jiān)測的方式，重
要參數(shù)均可在操作室 CRT 上進行監(jiān)視和操作。在
帶控制點工藝流程圖上，所有測量數(shù)據(jù)均實時動
態(tài)顯示；閥門開度以百分?jǐn)?shù)表示；液位用色彩模
擬液體在容器內(nèi)的波動，形象逼真；物料用不同
顏色順其流向交替顯示形成流動感，使畫面更加
2022 年第 43 期
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生動。設(shè)計時既充分體現(xiàn)了技術(shù)先進的優(yōu)勢，又
解決了工程放大的配套問題。
2.6 裝置運行情況
該項目自 2021 年 6 月份投產(chǎn)以來，裝置運
行 日 漸 平穩(wěn)，各項指標(biāo)均達到了設(shè)計要求，目
前正常處理量如下：
高 鹽 廢 水 濃 縮裝置處理能力： 29 m3/h 左
右，濃縮液濃度：30%～40%；高溫氧化爐裝置
處理能力（濃縮液）：8～10 t/h；無機鹽回收量：
2.9～3.3 t/h。整個項目的運行經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)具體
見表 3。
3 結(jié)束語
該 項 目 的建設(shè)單位在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量
的高濃度含鹽廢水，COD 濃度高，所含鹽主要
以 硫 酸 鈉、氯化鈉、亞硫酸鈉為主，廢水中還
有 有 機 胺類物質(zhì)，廢水無法采用常規(guī)的污水處
理 方 式 進行處理。由于高溫氧化可以有效地將
高 濃 度 廢水中的有機污染物氧化成為無機物，
且 氧 化 后 可 以 將 所 含 的 無 機 鹽 完 全 保 留 和 回
收 ， 進 而資源化利用。經(jīng)過本次技改，不僅大
量 的 高 鹽廢水都得到了有效處理，并且每年副
產(chǎn)了 2.25 萬 t 的無機鹽，帶來一定的經(jīng)濟效益，
達到了環(huán)保和資源回收利用的目的。□
表 3 主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)
序號 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量
1 項目總投資 萬元 11 700
2 項目原輔料消耗
2.1 液堿（30%） t/a 2 853 2.2 活性炭粉末（99%） t/a 54
2.3 氨水（20%） t/a 750
2.4 鹽酸（30%） t/a 92.7
3 動力消耗
3.1 新鮮水 萬 m3/a 110.94
3.2 電 萬 kW·h/a 1 723.42 3.3 天然氣 萬 m3/a 576
3.4 蒸汽（0.8 MPa） t/ a 50 400 4 副產(chǎn) 0.8 MPa 蒸汽 t/a 114 480 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
（上接第 20 頁）
根 據(jù) 現(xiàn) 場作業(yè)人員受教育程度，制定相對
應(yīng) 的 切 實可行的培訓(xùn)內(nèi)容，因地制宜地解決現(xiàn)
場 作 業(yè) 人員受教育程度有限的問題，切實提高
員工安全知識與技能。
3.4 做好班組安全管理與安全生產(chǎn)
正 副 司 鉆在安全生產(chǎn)及安全管理工作中，
除 每 天 領(lǐng)導(dǎo)班組員工按時保質(zhì)保量完成值班干
部 的 生 產(chǎn)任務(wù)外，還要特別注重班組員工在生
產(chǎn) 作 業(yè) 中的安全管理，提高班組成員的安全素
質(zhì)，作為一名合格的班組長想要管理好班組的具
體工作還需要具備 2 個意識。
3.4.1 大局意識
生 產(chǎn) 班 組的正副司鉆要對班組的安全生產(chǎn)
及 安 全 管理要有充分的思想認(rèn)識，樹立大局意
識 ， 當(dāng) 日的安全生產(chǎn)要做好全方面的統(tǒng)籌，做
到工作分配合理，人員分配合理。
3.4.2 監(jiān)督意識
首先，要加強對運行的設(shè)備狀況的管控，按
崗分配，責(zé)任到人；其次，要加強對班組員工上
崗前的安全防護用品的檢查，及時消除人為的不
安全行為的發(fā)生；最后，現(xiàn)場實際工作中正副司
鉆要堅持崗間巡檢，做到了解每個員工的工作狀
態(tài)，發(fā)現(xiàn)其有違規(guī)操作的行為做到及時制止[3]。
4 結(jié)論
只 有 搞 好鉆井勘探基層隊伍的安全管理及
安 全 生 產(chǎn)工作，才能從源頭上杜絕各類事故的
發(fā) 生 。 要牢固樹立“安全第一，預(yù)防為主”的
安 全 指 導(dǎo)方針，才能從根本上保障生產(chǎn)的正常
進 行 ， 更是公司追求效益的必要條件。通過基
層 生 產(chǎn) 單位的安全文化建設(shè)，充分發(fā)揚員工的
創(chuàng) 新 精 神，激發(fā)他們的積極性、主動性，更好
地 完 成 各項工作，踏踏實實、安安全全地打好
每 一 口 井，作為石油人，我們的使命就是讓地
下 的 “ 黑色黃金”流淌出來，為我們的國家提
供持續(xù)的能源保障。□
參考文獻
[1] 劉婉鈺, 梁雨桐. 論石油鉆井現(xiàn)場安全管理的要
素 分 析 與對策 [J]. 中 國 安全生產(chǎn) , 2020, 15(1): 40-41.
[2] 閆 振 . 影 響 我國煤礦安全生產(chǎn)的主要因素分析
[J]. 當(dāng)代化工研究, 2021, 21(7):171-172.
[3] 張建宏, 李建忠. 如何做好班組安全管理與安全
生產(chǎn)[J]. 企業(yè)改革與管理, 2016, 24(24):15+22.

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