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高盐废水处理及资源回收利用的工程设计

文档作者：郭爱芝文档来源：江苏盈科工程设计研究有限公司		更新日期： 2026年05月27日	点击数：
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上一篇：高盐废水高值化安全处理处置技术研究与应用

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2022 年第 43 期
—— CHEMICAL SAFETY &amp;amp; ENVIRONMENT —— ·21·
节能减排
高盐废水处理及资源回收利用的工程设计
郭爱芝 江苏盈科工程设计研究有限公司 江苏连云港 222001
摘 要：高盐废水采用高温氧化、纳滤分离及电渗析的工艺，并结合传统的五效蒸发及结晶干
燥的方法，可将高盐废水成功地转化成硫酸钠和氯化钠产品，不仅处理了大量的高盐废水，还带来一
定的经济效益。
关键词：高盐废水；五效蒸发；高温氧化；纳滤分离；工程设计
高盐废水是指总含盐质量分数在 1%及以上
的废水，这种废水含有多种物质（包括盐、各种
有机物）。含盐废水的产生途径广泛，尤其是精
细 化 工 产业，高盐废水量日益增加。在目前环
保 要 求 越来越严格，经济下行的大环境下，高
盐废水的处理及回收利用，就显得尤其重要。
1 传统的高盐废水处理方法
蒸 馏 脱盐法是一种古老且常用的脱盐方
法 。 工 业废水的蒸馏法脱盐技术基本上均是从
海 水 脱 盐淡化技术基础上发展而成，蒸馏法就
是 把 含 盐水加热使之沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝
成 淡 水 的过程。蒸馏法是最早采用的淡化法，
其 优 点 是结构简单、操作容易，种类多，如多
效 蒸 发 、多级闪蒸、压气蒸馏、膜蒸馏等，缺
点 是 蒸 馏残渣如果处理不当，还会造成二次污
染，如委外处理，则会花费较大，经济上比较难
以承担。
因 为 精 细化工企业的高盐废水含有大量的
有 机 物 质，所以传统的高盐废水处理方法除了
蒸 馏 脱 盐法，还可采用生物处理方法以及电解
法 、 焚 烧法等物化方法进行处理。但是高盐量
的 有 机 废水产生于不同的生产过程，其中所含
有 机 物 的种类及化学性质差异较大，所含盐类
物 质 多 为氯离子、硫酸根离子、钠离子、钙离
子等的盐类物质，若采用高温氧化、纳滤分离及
电 渗 析 的工艺，并结合传统的五效蒸发及结晶
干 燥 的 方法，不仅可以处理大量的高盐废水还
能给企业带来一定的经济效益。
2 无害化高盐废水处理及资源回收利用
笔者作为设计人员，曾主持一个染料企业的
高 盐 废 水的工程设计，在该项目的设计中，高
盐 废 水 经过一系列的处理，最终产出硫酸钠及
氯 化 钠 产品。该工艺不仅处理了大量的高盐废
水 ， 还 回收了工业盐，有良好的经济效益，目
前该装置已经平稳运行 1 年有余，效果良好。下
面将以该项目为例进行说明介绍。
2.1 废水成分及数量
该企业的高盐废水的含盐量在 7%～15%之
间 。 本 次设计时按照高盐废水的浓缩预处理规
模为 700 t/d，含盐量在 10.2%左右进行设计的。
高盐废水的具体成分及数量见表 1。
2.2 废水处理及资源回收利用的工作原理
由 于 高 盐废水经过多效浓缩后具有含水率
低 、 热 值相对较高的特点，且废水中的无机盐
基 本 属 于稳定的无机盐结构，其气化温度较高
（均超过燃烧温度），在助燃燃料的助燃条件下
炉膛燃烧温度可以达到 1 100～1 250 ℃，废液中
有 机 物 可以在此温度下在炉膛燃烧室内迅速干
燥 、 气 化、燃烧，燃烧后有机物去除，保留下
表面无残余有机物的无机盐。
废 水 燃 烧后产生的无机盐，其主要成分为
硫 酸 钠 、氯化钠等无机盐，将硫酸钠和氯化钠
混盐溶解后，经过冷冻结晶+蒸发干燥得到纯度
较 高 的 无水硫酸钠，母液主要为氯化钠溶液，
经 过 两 级纳滤提纯后进入蒸发结晶装置，得到
工 业 用 盐，从而实现混合盐分离，并能变废为
宝，产生一定的经济效益。
2.3 废水处理及资源回收利用的工艺流程简述
高 浓度含盐废水首先进入稀废液中间槽进
行调节、 均质，确保进浓缩装置的废水 pH 值
在 10 以 上 。 然 后 输 送 至 五 效 蒸 发 浓 缩 系 统 ，
作者简介：郭爱芝，高级工程师，注册安全工程师，注册二级安全评价师。
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·22· —— CHEMICAL SAFETY &amp;amp; ENVIRONMENT ——
节能减排
表 1 高盐废水组分估算情况一览表（t/a）
水
有机组分 无机组分
挥发组分 其他组分 回收盐组分 其他无机盐
名称 数量 名称 数量 名称 数量 名称 数量
186 881.96 邻二氯苯、乙二
醇、硝基苯、二
氯乙烷、乙醚、
三乙胺、溴丙
烷、正丁胺、异
丙烷、乙醇、一
甲胺、邻苯二酚
等
562.69
双氰、单氰、1,4-二氨
基蒽醌、肟胺、分散
红、四丁基溴化铵、
2-甲基-5-氨基异吲哚
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、氰化中间体等
1 078.8
氯化钠 7 121.8 氢氧化钠 1.10
硫酸钠 3 908.0 溴化钠 65.85
亚硫酸
钠 10 358.0 硫代硫酸
钠 12.90
氢氧化钙 8.35
硝酸钠 0.55
总计
水
有机组分 无机组分
挥发组分 其他组分 回收盐组分 其他无机盐
186 881.96 562.69 1 078.8 21 387.8 88.75 210 000 依 次 进 入 Ⅴ 效 、 Ⅳ 效 、 Ⅲ 效 、 Ⅱ 效 ， 直 至 Ⅰ 效
蒸 发 器 排 出 浓 缩 液 并 通 过 结 晶 器 及 稠 厚 器 产 出
部 分 无 机 盐 ， 浓 缩 液 和 结 晶 盐 均 送 高 温 氧 化 炉
进 行 高 温 氧 化 处 理 ， 蒸 发 系 统 最 终 不 凝 气 也 引
入 高 温 氧 化 炉 处 置 。 高 温 氧 化 炉 在 防 止 二 噁 英
生 成 及 节 能 方 面 进 行 了 工 艺 提 高 和 锅 炉 结 构 方
面 进 行 了 有 针 对 性 的 设 计 ， 使 得 高 温 氧 化 装 置
运 行 满 足 环 保 要 求 方 面 可 靠 ， 经 济 效 益 方 面 可
行 。 高 盐 废 水 处 理 及 资 源 回 收 工 艺 流 程 框 图 见
图 1。
图 1 高盐废水处理及资源回收工艺流程框图
经五效蒸发后的浓缩液，雾化喷入高温氧化
炉内燃烧区。由于在燃烧区高温的热辐射下，细
微雾滴迅速干燥、气化、燃烧。浓缩液燃烧产生
的热能和助燃燃料一起保持燃烧室的燃烧温度。
浓缩液中有机物在此被高温氧化，停留时间 2 s，
此阶段燃烧温度 1 100～1 250 ℃，在此高温燃烧
阶段，有充足的停留时间和高温空气供应以及助
燃燃料助燃，有机物可完全分解为无机物。五效
蒸发后的无机盐渣送至盐渣混料仓，经斗提送至
给 料 仓 经给料器也送至高温氧化炉的固体燃烧
室，在 1 100～1 250 ℃温区燃烧，其中所含有机
物可完全 分 解 。 浓 缩 液 高 温 氧 化 处 理 后 剩 余 的
无 机 盐 ，在炉底高温的辐射下，呈熔融态自流
出 高 温 氧化炉系统，经过熔融物溜槽进入双辊
冷 却 输 送机。经过双辊冷却输送机的冷却和破
碎 ， 熔 融物固化成为颗粒状的无机盐，再经过
刮 板 输 送机直接送入盐溶槽中，经水溶后进入
下一步分盐工序。
浓 缩 液 在高温氧化过程中，由于自身所含
的 含 氮 有机物，高温氧化过程中会产生较高浓
度 的 氮 氧化物。含有大量氮氧化物的烟气经过
脱 硝 、 脱硫、脱白后，高空排放。在整个燃烧
阶段氧化炉的烟气会由 1 250 ℃降温至 750 ℃，
整个过程中烟气停留时间为 6～8 s，有利于将极
少 量 高 温区逃逸的有机物彻底氧化分解。出炉
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节能减排
膛 的 中 高温烟气，经过蒸发管屏的热交换后，
温 度 进 一步降低进入空气预热器，充分利用烟
气 余 热 预热空气，预热后的空气分多级进入燃
烧 系 统 。通过炉膛膜式壁吸热、锅炉主要受热
蒸 发 面 及蒸发管屏的热交换后，余热锅炉产生
饱 和 蒸 汽，少量蒸汽供工段自身使用，剩余的
蒸汽供厂区其他生产单元使用。
经高温氧化处理后的固体无机盐（主要成分
为氯化钠、硫酸钠）加水充分溶解后，经活性炭
过 滤 器 与吸附罐，除去高温处理过程中残余的
少 量 炭 渣 ， 滤 液 经 过 冷 冻 结 晶 后 进 入 纳 滤 装
置 。 在 纳滤膜的筛分作用下，将冷冻结晶后母
液 中 的 硫酸钠、氯化钠分离，硫酸钠被纳滤膜
截 留 浓 缩后变成浓液，回流至冷冻结晶系统，
氯 化 钠 能够透过纳滤膜变成清液，并通过电渗
析 浓 缩 后送至氯化钠蒸发结晶装置，结晶后的
氯 化 钠 浓 液 ， 经 离 心 分 离 后 ， 进 行 流 化 床 干
燥 ， 得 氯 化 钠 产 品 。 硫 酸 钠 浓 液 经 冷 却 结 晶
后，再经离心分离后送至热熔装置，然后增稠、
离心、干燥，得到硫酸钠产品。
2.4 废水处理及资源回收利用的主要设备
废 水 处 理及资源回收装置涉及设备较多，
因 文 章 篇幅所限，此处仅列出部分关键装置设
备，见表 2。
表 2 废水处理及资源回收关键装置设备一览表
序号 名称 温度/℃ 压力 材质
1 五效蒸发装置 75～132 –0.06～0.2 MPa 壳体碳钢+玻璃鳞片防腐
蒸发板片 316L
2 余热回收装置 45～50 常压 过流 316L 3 高温氧化炉 1 100～1 250 产汽压力 1.27 MPa 组合件
4 各种鼓风机 常温 6 583～6 627 Pa 碳钢
5 热回收装置 180～300 常压 316L
6 脱白装置 热侧：烟气 200～140
冷侧：脱硫后烟气 65～130
热侧：烟气 0.003 5 MPa 冷侧：脱硫后烟气 0.003 MPa 氟塑料+316L+碳钢
7 脱硝装置 280～300 –0.003 MPa
材质 Q345B，喷氨格栅
及喷嘴：SS304 8 脱硫装置 60～140 0.003 MPa 除雾器：折板式 SS316L 9 活性炭过滤器 常温 常压 碳钢衬胶
10 清洗过滤器 常温 常压 Ti
11 纳滤装置（36 支） 常温 常压 组合件
12 电渗析装置 常温 常压 PPH/FRP
13 振动流化床 常温 常压 床网板 316L 2.5 装置自控设计
本项目生产装置设置了众多安全措施，同时
在浓缩蒸发、高温氧化、分盐系统都设置了 DCS
自控设施：五效蒸发器装置的每一效蒸发器的液
位都和出液泵出口管自调阀进行联锁，温度、压
力等工艺参数也远传至 DCS 控制系统，使整个蒸
发装置都能根据生产情况自动调整进、出液量，
生产平稳进行。高温氧化系统比较复杂，整个工
艺流程较长，涉及设备较多，全流程采用 DCS 自
控系统，仅一个高温氧化炉就设置了 14 个现场测
温点和 14 个温度变送器，7 个现场测压点和 7 个
压力变送器，另外还设置了流量计、在线检测仪
等自控仪表，使得整个高温氧化工段都能平稳有
序运行。分盐系统和干燥系统自控设施不多，大
部分都是现场仪表。
生产的自动控制均通过 DCS 控制室进行，
DCS 控制室监控系统与计算机操作界面相结合，
彩色 CRT 显示等。根据工艺生产特点和操作要
求，采用集中显示、控制和现场监测的方式，重
要参数均可在操作室 CRT 上进行监视和操作。在
带控制点工艺流程图上，所有测量数据均实时动
态显示；阀门开度以百分数表示；液位用色彩模
拟液体在容器内的波动，形象逼真；物料用不同
颜色顺其流向交替显示形成流动感，使画面更加
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节能减排
生动。设计时既充分体现了技术先进的优势，又
解决了工程放大的配套问题。
2.6 装置运行情况
该项目自 2021 年 6 月份投产以来，装置运
行 日 渐 平稳，各项指标均达到了设计要求，目
前正常处理量如下：
高 盐 废 水 浓 缩装置处理能力： 29 m3/h 左
右，浓缩液浓度：30%～40%；高温氧化炉装置
处理能力（浓缩液）：8～10 t/h；无机盐回收量：
2.9～3.3 t/h。整个项目的运行经济技术指标具体
见表 3。
3 结束语
该 项 目 的建设单位在生产过程中产生大量
的高浓度含盐废水，COD 浓度高，所含盐主要
以 硫 酸 钠、氯化钠、亚硫酸钠为主，废水中还
有 有 机 胺类物质，废水无法采用常规的污水处
理 方 式 进行处理。由于高温氧化可以有效地将
高 浓 度 废水中的有机污染物氧化成为无机物，
且 氧 化 后 可 以 将 所 含 的 无 机 盐 完 全 保 留 和 回
收 ， 进 而资源化利用。经过本次技改，不仅大
量 的 高 盐废水都得到了有效处理，并且每年副
产了 2.25 万 t 的无机盐，带来一定的经济效益，
达到了环保和资源回收利用的目的。□
表 3 主要经济技术指标
序号 指标名称 单位 数量
1 项目总投资 万元 11 700
2 项目原辅料消耗
2.1 液碱（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 盐酸（30%） t/a 92.7
3 动力消耗
3.1 新鲜水 万 m3/a 110.94
3.2 电 万 kW·h/a 1 723.42 3.3 天然气 万 m3/a 576
3.4 蒸汽（0.8 MPa） t/ a 50 400 4 副产 0.8 MPa 蒸汽 t/a 114 480 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
（上接第 20 页）
根 据 现 场作业人员受教育程度，制定相对
应 的 切 实可行的培训内容，因地制宜地解决现
场 作 业 人员受教育程度有限的问题，切实提高
员工安全知识与技能。
3.4 做好班组安全管理与安全生产
正 副 司 钻在安全生产及安全管理工作中，
除 每 天 领导班组员工按时保质保量完成值班干
部 的 生 产任务外，还要特别注重班组员工在生
产 作 业 中的安全管理，提高班组成员的安全素
质，作为一名合格的班组长想要管理好班组的具
体工作还需要具备 2 个意识。
3.4.1 大局意识
生 产 班 组的正副司钻要对班组的安全生产
及 安 全 管理要有充分的思想认识，树立大局意
识 ， 当 日的安全生产要做好全方面的统筹，做
到工作分配合理，人员分配合理。
3.4.2 监督意识
首先，要加强对运行的设备状况的管控，按
岗分配，责任到人；其次，要加强对班组员工上
岗前的安全防护用品的检查，及时消除人为的不
安全行为的发生；最后，现场实际工作中正副司
钻要坚持岗间巡检，做到了解每个员工的工作状
态，发现其有违规操作的行为做到及时制止[3]。
4 结论
只 有 搞 好钻井勘探基层队伍的安全管理及
安 全 生 产工作，才能从源头上杜绝各类事故的
发 生 。 要牢固树立“安全第一，预防为主”的
安 全 指 导方针，才能从根本上保障生产的正常
进 行 ， 更是公司追求效益的必要条件。通过基
层 生 产 单位的安全文化建设，充分发扬员工的
创 新 精 神，激发他们的积极性、主动性，更好
地 完 成 各项工作，踏踏实实、安安全全地打好
每 一 口 井，作为石油人，我们的使命就是让地
下 的 “ 黑色黄金”流淌出来，为我们的国家提
供持续的能源保障。□
参考文献
[1] 刘婉钰, 梁雨桐. 论石油钻井现场安全管理的要
素 分 析 与对策 [J]. 中 国 安全生产 , 2020, 15(1): 40-41.
[2] 闫 振 . 影 响 我国煤矿安全生产的主要因素分析
[J]. 当代化工研究, 2021, 21(7):171-172.
[3] 张建宏, 李建忠. 如何做好班组安全管理与安全
生产[J]. 企业改革与管理, 2016, 24(24):15+22.

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