项目名称：高盐废水零排放与盐资源化关键技术开发及应用

项目编号：HJJS-2024-1-03

获奖等级：一等奖

完成单位：中国科学院过程工程研究所，北京赛科康仑环保科技有限公司，杭州蓝然技术股份有限公司，铜陵泰富特种材料有限公司，国能山西河曲发电有限公司，邯郸钢铁集团有限责任公司，北京康仑循环科技有限公司

完成人：李玉平，李海波，曹绍涛，盛宇星，陶莉，马永鸿，袁本雄，石绍渊，谢勇冰，楼照，贾广如，周珺德，熊耀，许海青，李志宝

项目简介

我国高盐废水产量每年超过3亿吨，具有高浓度、高含盐、难降解的特点。针对高盐废水的零排放处理，行业中主要采用“软化预处理-有机物深度处理-减量浓缩-蒸发结晶”的处理工艺，现有主流工艺存在有机物含量高、膜污染严重、运行不稳定、处理成本高的问题，且副产的固体盐价值低、销路困难，不仅经济价值难以实现，其滞销还给企业带来了巨大压力。大量高盐废水的稳定处理及副产无机盐的出路问题，已成为我国工业绿色发展亟须解决的重大难题。

项目团队经过近10年研发，从“污染物解析追因-内在关系揭示-技术创新-工程应用”开展系统攻关，开发高盐废水臭氧催化氧化技术、高抗污染膜分离技术、氯化钠高盐水双极膜制酸碱技术、硫酸钠盐复分解制碳酸氢钠联产硫酸铵等关键技术，并优化形成高盐废水零排放与盐资源化集成技术。解决了高盐废水难降解有机物深度处理和膜系统高选择性分盐与盐浓缩的难题，实现了污染物有效脱除与高盐废水高品质回用，同时将无机盐转化成为市场需求度更高、销路更广的高浓度酸、碱和工业级纯碱、硫酸铵等产品，解决了传统处理技术产生高盐危废的问题，充分实现盐的高品质资源化利用。

主要创新成果如下：

（1）通过探究含氮杂环类难降解有机物的降解机理，创新提出适合高盐废水的难降解含氮杂环有机物臭氧催化氧化预处理新工艺，并开发传质-反应过程优化匹配的两级非均相催化臭氧氧化专用设备，可实现难降解有机物的高效去除，降低后续膜脱盐过程有机物的影响，处理过程无二次污染，运行成本较低，臭氧利用率＞90%，COD去除率40%～60%，出水色度降低10倍。

（2）创新开发纳滤膜封端改性和电渗析膜界面聚合改性技术，强化纳滤膜和电渗析膜的选择性分离性能与盐浓缩性能，实现硫酸钠和氯化钠的高效分离。通过在离子交换膜组件中实施原位层层自组装改性方法和原位界面聚合改性方法，提高电渗析膜的抗污性能和稳定性。同时通过抗污染膜研制、优化操作工艺和膜污染在线清洗等，集成应用高盐废水膜污染的综合防治方法，减缓脱盐体系的膜污染。

（3）针对废水中高浓度氯化钠难以利用的问题，采用双极膜电渗析技术,将氯化钠转化为对应的酸（HCl）和碱（NaOH），废水回用率＞90%，产生酸和碱的浓度约为10%，酸和碱可在废水处理系统的前段工艺中回用，实现氯化钠的高值化利用。

（4）采用复分解技术将固体废盐转化为纯碱等高附加值产品，通过添加乙醇胺（MEA）促进剂改变相图以实现Na2SO4和(NH4)2SO4的高效分离，创新开发低成本硫酸钠盐复分解制纯碱和硫酸铵的新技术。获得的碳酸氢钠产品满足《工业碳酸氢钠》（GB/T 1606-2008）中I类要求（碳酸钠产品满足《工业碳酸钠及其试验方法》（GB/T 210.1-2004）中I类优等品要求），满足工业SDS脱硫剂要求，可用于烟气脱硫；硫酸铵产品满足《肥料级硫酸铵》（GB/T 535-2020）标准中的I型产品要求。产品价值高、出路广，系统运行成本低、稳定性好。

（5）通过系统研究高盐废水中的污染物和盐分组成，以零排放为约束指标，以废物资源化和成本最小化为目标，集成自主开发的高盐废水臭氧催化氧化技术、高抗污染膜分离技术、氯化钠高盐水双极膜制酸碱技术、硫酸钠盐复分解制碳酸氢钠联产硫酸铵技术，综合考虑废水处理中各个处理单元的影响关系和指标控制策略，优化控制各个单元过程中的材料、能量消耗，降低废水零排放处理的综合成本，创新构建高盐废水零排放与盐资源化集成技术，实现废水中酸、碱、淡水高效回收，以及废盐资源化转化为高附加值产品，真正实现高盐废水零排放和盐分高值化利用。并突破产业化放大工程技术瓶颈，实现推广应用。

项目成果获得发明专利18项、实用新型专利15项，形成国家标准3项、行业标准2项、团体标准1项，部分关键技术曾入选国家先进污染防治技术、国家鼓励发展的重大环保技术装备、重点环境保护实用技术等多个鼓励目录。

项目成果成功应用于国能山西河曲发电有限公司脱硫废水零排放处理工程、邯郸钢铁集团有限责任公司高盐水资源化处理工程和铜陵泰富特种材料有限公司高盐废水资源化综合利用工程，分别是电厂行业、钢铁行业和焦化行业首套高盐废水/废盐资源化处理工程。应用本项目成果，高盐废水处理总量达162万吨/年，近三年为相关企业新增销售额超过7.45亿元、新增利润超过1.97亿元，具有重要的环境、社会和经济效益。

项目技术路线图

高盐废水零排放与盐资源化集成技术示范工程

我们团队创新开发的高盐废水零排放与盐资源化集成技术，涵盖高盐废水资源化处理的全过程，通过“高盐体系下有机物脱除-多膜组合脱盐-盐分资源化”，实现废水中酸、碱和淡水的高效回收，以及废盐资源化转化为高附加值产品，真正实现高盐废水零排放和盐分高值化利用。整套系统处理成本远低于常规零排放处理技术，废盐具有较好的直接经济效益。现已建成电厂、钢铁和焦化行业的首套高盐废水/废盐资源化处理工程，并可在煤化工、电力、冶金、能源、制药、新材料等更多行业废水零排放和废盐处理领域广泛推广应用。未来可进一步优化升级技术装备，降低系统运行成本，持续攻关，实现高盐废水中更多有价资源的高效回收，为工艺技术绿色发展做贡献，为国家碳减排目标努力做贡献。