鈣鹽廢水資源化利用需結合物理、化學、生物及膜技術,通過設備與工藝組合實現高效處理與資源回收。以下從設備類型、核心工藝、資源化路徑、環保標準及典型案例五方面系統解析:
1. 核心設備類型
蒸發結晶設備:
多效/單效蒸發器:通過多級蒸發利用二次蒸汽熱能,降低能耗。如強制循環蒸發器(含預熱器、降膜蒸發器、蒸汽再壓縮裝置),可處理高濃度鈣鹽廢水(如氯化鈣溶液),濃縮后通過切片機獲得固體氯化鈣鹽,冷凝水達標排放。
MVR蒸發器:機械蒸汽再壓縮技術,回收二次蒸汽熱量,能耗較傳統蒸發降低30%-50%,適用于高鹽廢水零排放場景。
化學軟化設備:
石灰-純堿兩級軟化系統:投加石灰(CaO)去除鎂離子,碳酸鈉(Na?CO?)進一步降低鈣硬度,使出水鈣離子<100mg/L。
膜分離裝置:
超濾/反滲透膜:濃縮鹽分并回收淡水,反滲透回收率≥75%,濃水可進一步蒸發結晶。
生物處理單元:
水解酸化+接觸氧化池:耐鹽菌種降解有機物,結合臭氧催化氧化處理難降解COD。
污泥處理設備:
板框壓濾機/離心脫水機:將化學污泥含水率降至65%以下,污泥經加工可作為建材原料(如石膏微粒)。
2. 核心工藝流程
預處理-化學軟化-膜濃縮-蒸發結晶:
預處理(冷卻、沉降、pH調節)→ 化學軟化(投加碳酸鈉/氫氧化鈉)→ 膜濃縮(超濾/反滲透)→ 蒸發結晶(MVR或多效蒸發)回收鹽分。
分類收集與分質處理:
高濃度廢水(如生產工藝廢水)經微電解預處理提升可生化性;中低濃度廢水直接進入調節池,通過“石灰-純堿”軟化后進入生化系統。
零排放工藝:
結合膜濃縮與蒸發結晶,實現廢水零排放。例如,某熱電聯產企業脫硫廢水處理后,鈣離子去除率>99.5%,回收工業級氯化鈉2000噸/年,年節約水費60萬元。
3. 資源化利用路徑
鈣鹽回收:
氯化鈣:用于干燥劑(氮氣/氫氣干燥)、制冷劑(冷凍機/制冰)、建筑防凍劑、鋁鎂冶金保護劑等。
碳酸鈣:作為建材原料(水泥/石膏板)、土壤改良劑。
硫酸鈣:用于石膏板生產或土壤固化。
水資源回收:
反滲透淡水回用于生產,濃水通過蒸發結晶回收鹽分,實現水資源循環利用。
污泥資源化:
化學污泥經脫水后,可作為建材原料(如石膏微粒)或危廢處理。
4. 環保標準與要求
排放標準:
《污水綜合排放標準》(GB8978-1996):鈣離子濃度≤80mg/L,COD≤100mg/L,重金屬(如鉛、鎘)遠低于限值。
《化學合成類制藥工業水污染物排放標準》(GB 21904-2008):COD<120mg/L,TDS<2000mg/L,鈣離子<80mg/L。
資源化要求:
回收鹽分需符合工業級標準(如氯化鈉純度≥98%),確保市場可接受性。
廢水回用率需達到40%以上,減少新鮮水消耗。
5. 典型案例
熱電聯產脫硫廢水處理:
華北某企業采用“預處理-化學軟化-膜濃縮-MVR蒸發”工藝,處理量300噸/日,鈣離子去除率>99.5%,回收氯化鈉2000噸/年,運行成本45元/噸水,實現零排放。
制藥企業高鹽高鈣廢水改造:
華南某企業通過“分類收集-石灰-純堿軟化-生化處理-反滲透”工藝,處理后COD<120mg/L,鈣離子<80mg/L,廢水回用率40%,年減少排放6萬噸,節約水費60萬元。
化工廠高鈣廢水處理:
華東某廠采用“化學軟化-混凝沉淀-離子交換”工藝,鈣離子濃度降至80mg/L以下,去除率>98%,回收碳酸鈣污泥作為副產品,運行成本3.8元/噸水。
鈣鹽廢水資源化需綜合運用蒸發結晶、化學軟化、膜分離及生物處理技術,結合設備優化(如強制循環蒸發器、MVR系統)和工藝創新(如零排放組合工藝),實現鈣鹽回收、水資源循環利用及污泥資源化,同時滿足嚴格的環保標準。未來趨勢包括低能耗蒸發技術、智能控制系統及副產物高值化利用,推動工業廢水處理向綠色、循環經濟方向升級。