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膜集成技术在高盐废水资源化中的应用

大量的高盐分工业废水直接排放，给地表水、地下水以及

土壤带来严峻的污染，危害生态环境。水资源短缺又是制约我国经济

和社会长期稳定进展的重要因素，所以推广废水循环利用，努力实现

废水少排放或零排放，已成为各行业的进展趋势和国家环境爱护进展

规划的明确要求。膜技术是一种高效、低能耗、易操作的液体分别技

术，同传统的水处理方法相比具有处理效果好，可实现废水的循环利

用及回收有用成分等优点，是废水资源化的有效技术。

山东某石化集团是一家集炼油、精细化工、物流、运输和热力

供应等于一体的大型企业，生产过程中产生了大量的废水。企业已经

建设了双膜法中水回用系统，实现了60%以上的生产废水的回用，但

所产浓水盐分较高，需外排。

本工程新建处理量200m3/h含盐污水零排放资源化项目，采纳

多种膜的高效集成工艺技术，对高盐废水进行资源化处理，所产淡水

达到企业用水要求回用、结晶氯化钠和硫酸钠均满意工业用盐标准，

以实现废水零排放、盐的资源化和产水回用的目的。

1、项目概况

1.1废水来源及参数

废水来自中水回用系统的反渗透浓水、循环冷却水系统排污水

以及部分生产污水，处理水量为200m3/h。混合高盐废水设计进水状

况如表1所示。

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1.2回用水水质要求

经膜浓缩及蒸发结晶后产水回收用于放开式循环冷却水系统

补充水，水质要求：pH为7～8，COD≤30mg/L，NH4+-N、TDS质量浓

度分别≤1、≤500mg/L。

1.3结晶盐品质要求

经膜分别、盐浓缩及结晶后得到产品氯化钠和硫酸钠结晶盐，

其中氯化钠执行GB/T5462-2022中的日晒工业盐二级标准;硫酸钠执

行GB/T6009-2022中III类合格品标准要求。

2、处理工艺

高盐废水零排放资源化系统工艺包含3大部分：膜前预处理、

膜分盐及浓缩和分质结晶出盐。废水经过多级高效预处理后，达到膜

系统的进水要求;进膜浓缩系统对废水进行反渗透(RO)浓缩，产出淡

水回用，反渗透产浓水进纳滤(NF)分盐，分成分别以氯化钠为主和以

硫酸钠为主的2路水;再分别进行氯化钠电驱动(ED)膜浓缩后分质结

晶产氯化钠和硫酸钠海水反渗透膜浓缩后冷冻结晶产硫酸钠，在浓缩

过程中产生的反渗透产水均回用。工艺流程见图1。

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2.1预处理

预处理主要是去除废水中的浊度、悬浮颗粒、COD和硬度等，

为后续膜处理系统作保障。预处理包括臭氧氧化、机械搅拌澄清、机

械过滤、超滤、钠床+弱酸床树脂软化和脱气塔等。

2.2浓缩分盐

浓缩分盐是含盐污水零排放资源化系统的核心部分。反渗透膜

预浓缩处理可以实现含盐污水的初步浓缩和产水达标回用，经过浓缩

后盐的质量分数达2%左右，再利用具有离子选择性能的分盐纳滤膜

进行分盐处理，纳滤产水以氯化钠为主，含有极少量的硫酸根;纳滤

浓水则以硫酸钠为主，且同时含有肯定量的氯化钠，实现含盐污水中

一二价盐的初步分别，为后面工艺猎取高品质单一结晶盐打下基础。

2.3再浓缩结晶出盐

氯化钠浓缩液选用均相电驱动膜和反渗透组合技术浓缩至盐

的质量分数12%～15%，再去机械式蒸汽再压缩蒸发器(MVR)装置系统

进行分质结晶，产出氯化钠;硫酸钠浓缩液采纳海水反渗透(SWRO)技

术浓缩至盐的质量分数10%～12%，再去冷冻结晶装置，产出十水硫

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酸钠结晶盐。通过膜组合工艺对浓缩液进一步浓缩，可大幅降低去分

质结晶系统的处理水量，从而大幅降低结晶系统能耗，节约设备投资

和运行成本，同时在浓缩过程中产生的淡水和蒸发结晶过程的冷凝液

均回收利用。

3、主要工艺单元设备说明

3.1预处理单元

1)机械搅拌澄清池。

采纳常规的泥渣循环型机械搅拌澄清池，利用机械搅拌设备的

动力提升作用来实现泥渣的回流和接触反应。经过加药混合反应后的

高盐废水先进入第1絮凝室，与数倍于废水量的循环泥渣在搅拌叶片

的带动下进行初步的接触反应。而后由叶轮提升至第2絮凝室连续反

应，形成较大的絮体后，再于分别室中进行固液分别。这种水池适用

于加药软化的澄清。废水进入机械搅拌澄清池前，投加氢氧化钠、碳

酸钠、絮凝剂、助凝剂，降低废水总硬度和总碱度，经充分反应沉淀，

悬浮固体从水中分别，完成澄清的作用。经过机械搅拌澄清池处理后，

出水总硬度可以降到50mg/L(以CaCO3计)以内，削减了后续树脂软

化系统的负荷，延长再生周期。

2)超滤装置。

超滤膜为专用于高污染环境下使用的抗污染型SFP-2880XP，

孔径30nm，具有高强度、耐压、耐酸碱、耐清洗、抗污染和使用寿

命长等特点，能持续保障产水水质，对水中胶体、悬浮