蔣太波

(成都環(huán)服科技有限責任公司，四川成都，610213)

伴隨我國農藥、醫(yī)藥、精細化工和煤化工等產業(yè)快速發(fā)展，生產過程中產生的含鹽精餾殘渣、高鹽廢水蒸發(fā)結晶產生的廢鹽處理與利用問題逐漸被重視，廢鹽成為危險廢物環(huán)境管理工作的重點和難點。

1 廢鹽簡介

1.1 廢鹽對環(huán)境的影響

廢鹽含有機物、重金屬，具有成分復雜、有毒有害和可溶等特點，不能直接回用于化工領域；如對其處置不當，極易造成地下水、土壤污染，影響人們的身體健康和生產生活。

1.2 廢鹽的數量及種類

據不完全統(tǒng)計，我國廢鹽年產量超過2.0×107t[1]。從目前廢鹽的產生來源、綜合處置利用情況來看，廢氯化鈉、硫酸鈉是廢鹽集中處理的兩種典型代表。

按照《危險廢物名錄》[2]管理辦法，根據產廢工藝及物理化學特性，廢鹽可分為HW02、HW04、HW11、HW12、HW13、HW37、HW38、HW39、HW45、HW49等類別。

1.3 廢鹽的處理分類

根據廢鹽產生、收集及利用處置，廢鹽大致可分為單一廢鹽、混鹽、雜鹽三大類。其中，單一廢鹽是指以一種無機鹽成分為主的固體廢鹽；混鹽是指以兩種無機鹽成分為主的固體廢鹽；雜鹽是指以三種及三種以上無機鹽成分為主的固體廢鹽。

2 廢鹽處置利用存在的問題

2.1 產生量大

隨著農藥、醫(yī)藥、精細化工和煤化工產業(yè)發(fā)展，新建項目投產運營后的廢鹽數量不斷增加，一些項目生產一噸產品甚至要產生一噸廢鹽。同時，隨著零排放、全鹽量和溶解性總固體指標的提高，廢水除鹽而產生的廢鹽，其數量也變得越來越多。

2.2 資源化尚不成熟

目前，已建成的廢鹽資源化示范項目正處于摸索階段，廢鹽資源化利用沒有成熟的技術和成套裝備，廢鹽資源化利用項目的建設運營經驗相對匱乏。目前廢鹽處理主要以剛性填埋為主，資源化利用為輔。因此廢鹽產生企業(yè)的治理成本較高，存在超期堆存現(xiàn)象。

2.3 剛性填埋的弊端

剛性填埋是一種工程隔離措施，未從根本上消除廢鹽的污染特性和環(huán)境風險，貯存于剛性填埋場中的廢鹽的環(huán)境治理工作并未結束，因此剛性填埋是目前廢鹽處理的過渡性解決辦法。

《重點危險廢物集中處置設施、場所退役費用預提和管理辦法》(財資環(huán)〔2021〕92號)[3]已明確了危險廢物填埋場的退役責任和義務，鼓勵并倡導危險廢物資源化綜合利用，控制和減少危險廢物的填埋數量。剛性填埋場建設成本高投資大[1]，填埋場的退役預提費用是一筆長期的固定支出，廢鹽的回取與處理費用是一筆潛在的支出，廢鹽剛性填埋的綜合運行成本高。伴隨著在建和已經建成的剛性填埋場的數量不斷增加，廢鹽剛性填埋的收費價格不斷下滑，加之我國土地資源十分寶貴，剛性填埋場不可能無限建設。因此，近零填埋、零填埋將成為固體廢物環(huán)境污染治理的大勢所趨。

廢鹽資源化循環(huán)利用的重要性和緊迫性，不言而喻。目前，廢鹽綜合利用的政策、標準和技術規(guī)范尚不健全[4]，廢鹽資源化利用存在一些問題和瓶頸，在一定程度上制約了廢鹽資源化的發(fā)展。

3 廢鹽資源化利用

3.1 一級熱化學處理

有機物、重金屬是廢鹽的主要污染物，通過熱化學法可去除廢鹽中的有機物[5]，為后續(xù)溶解精制去除重金屬、分質蒸發(fā)結晶等工序工藝創(chuàng)造條件，對于降低后續(xù)工藝負荷和難度，推動廢鹽資源化利用具有至關重要的作用。廢鹽熱化學處理可分為焚燒、熱解兩種。

(1)焚燒是廢鹽中的有機物燃燒焚化使之分解的過程。焚燒需要消耗大量的輔助燃料維持焚燒爐溫度，才能讓有機物徹底分解。同時焚燒法處理廢鹽容易讓低熔點鹽分在高溫下熔融，導致焚燒爐耐材侵蝕，因此廢鹽焚燒的溫度控制對焚燒工藝的運行穩(wěn)定性影響較大。

(2)熱解是在缺氧或無氧條件下，廢鹽中的有機物受熱分解，使有機物轉化為CO、H2、H2O等。相對于焚燒而言，熱解運行溫度低，可避免廢鹽熔融對耐材的侵蝕，同時熱解過程的輔助燃料用量小、煙氣量小，設備投資和運行成本低。

3.2 二級及深度處理

一級熱化學處理去除了廢鹽中的有機物，一級熱化學處理產物是含有重金屬及雜質的無機鹽混合物，其危險特性沒有完全消除，也不滿足替代原料的質量要求。通常來說，經過一級熱化學處理的廢鹽需要進一步處理，采用溶解化鹽、重金屬除雜和高級氧化進一步去除溶解性COD、固液分離、膜分離、蒸發(fā)結晶或分質結晶等一個或多個化工單元技術組合應用，從而得到單一精制鹽。無機鹽的蒸發(fā)結晶分離需要借助三元體系相圖分析，在整個蒸發(fā)過程中，物料含量間的關系可由杠桿規(guī)則進行確定[6]。

二級及深度處理技術的應用，需統(tǒng)籌考慮廢鹽的來源、種類、數量及特性，滿足現(xiàn)有無機鹽的質量標準及下游使用要求，資源化的處理過程滿足相關環(huán)境污染控制標準。為提高廢鹽資源化技術工藝的適應性、可靠性和經濟性，需優(yōu)化化學單元技術的組合應用，加強主設備及工藝的選型、設計及過程論證。

4 廢鹽的熱化學特性及處理爐型

我國產生廢鹽的行業(yè)多、廢鹽來源廣、成分復雜、種類多且數量大。不同廢鹽的產廢工藝、工序不同；不同廢鹽的污染物成分及含量也不同。某廢鹽集中處理項目對不同行業(yè)來源的廢鹽進行了成分檢測，其檢測數據詳見表1。

表1 不同來源的廢鹽的成分檢測表

從廢鹽分析檢測數據可知，廢鹽中的無機鹽含量高、有機物含量低，含有一定的水分，有機污染物含量低是廢鹽的主要特征之一。

不同熱化學處理技術的熱處理反應機理、過程及適應性不一樣，熱化學處理技術的選擇與廢鹽種類、性質和熱化學過程等因素有關。廢鹽高鹽分、低有機物的熱化學特性，是廢鹽熱化學處理技術選擇和工藝設計的重要依據。熱化學處理是廢鹽資源化的基礎，是廢鹽資源化的重要工序。不同產廢工藝及來源的廢鹽，需選擇合適的熱化學處理技術。

國內廢鹽資源化利用項目熱化學處理采用的常見爐型有：立式鹽粉焚燒爐、無氧回轉熱解爐、逆流回轉熱解爐、立式固定床熱解爐、多膛爐、冶煉燒結爐、玻璃窯和微波熱解爐等。

5 廢鹽熱化學處理的工藝探討

我國危險廢物污染防治政策倡導統(tǒng)籌規(guī)劃、建設和運營服務于某一區(qū)域范圍的危險廢物集中處理設施，目前危險廢物利用處置企業(yè)大多數采用集中處理模式，進行危險廢物處理設施的建設運營。除廢鹽產生企業(yè)的自建處理設施外，廢鹽資源化大多采用集中處理模式。

廢鹽集中資源化利用主要包括熱化學處理、鹽水精制和蒸發(fā)結晶等單元。國內廢鹽資源化利用示范項目熱化學處理主要采用焚燒、熱解技術，廢鹽的熱化學處理產物經常出現(xiàn)有機物超標等問題。熱化學處理產物中殘留的固定碳需要在后續(xù)的溶解化鹽、鹽水精制工序中，采取澄清、過濾和壓濾等方法實現(xiàn)固液分離；熱化學處理產物中殘留的可溶性有機物，采用高級氧化法進一步降低溶解性COD。廢鹽熱化學處理的有機物去除效率，決定了后續(xù)處理工序的工藝難度、有機物處理負荷，影響廢鹽資源化項目的投資及運行成本。因此，研究廢鹽熱化學處理項目建設運營的工藝實施辦法具有十分重要的意義。

5.1 原項調查

廢鹽的集中資源化利用需要做好系統(tǒng)性策劃、調研及實施。廢鹽的原項調查尤為重要。摸清擬建項目服務范圍內的廢鹽來源、種類、產廢工藝，通過廢鹽的工業(yè)分析、元素分析檢測，掌握廢鹽的熱化學特性，為熱化學處理的技術選擇、項目的可行性研究、環(huán)境影響報告編制、工藝設計和運營期的廢鹽收集工作提供有效的基礎支撐。

5.2 工藝分析

為了有效提高廢鹽集中資源化項目熱化學處理系統(tǒng)的有機物去除效率，改善廢鹽熱化學處理技術的物料適應性，需完善和優(yōu)化廢鹽熱化學處理系統(tǒng)的技術及管理，可以從以下幾個方面著手。

(1)應加強對擬采用熱化學處理技術的類別屬性、爐型及工藝條件的辨識，了解其技術原型、應用場景及優(yōu)劣性，初步判斷其技術可行性、能耗水平；加強對熱化學處理反應器(核心工藝設備)的反應過程與機理分析，判斷核心工藝設備與廢鹽的熱化學處理特性是否匹配。

(2)加強對擬采用熱化學處理核心工藝設備的可靠性分析，例如設備材質、反應條件、防腐要求、耐火材料的材質和砌筑方案等。

(3)加強對擬采用熱化學處理技術的工藝過程風險辨識，重點分析工藝過程中的關鍵點及主要控制方案，例如熱化學處理反應器的動力學條件及熱力控制。

(4)加強對擬采用熱化學處理技術的工藝流程(PID)方案論證，例如廢鹽熱化學處理尾氣的凈化設備與技術方案；自控DCS系統(tǒng)的儀表類型、控制點、控制回路設置及安全聯(lián)鎖功能；HAZOP安全可操作性分析及采取的措施。

(5)加強對擬建熱化學處理裝置的集成設計制造，例如裝置的整體鋼架、主設備之間的技術和性能匹配、設備與管道布置及三維建模。

通過抓好廢鹽熱化學處理系統(tǒng)建設實施過程的工藝分析，才能有效提高廢鹽熱處學處理的工藝可靠性和經濟性。

5.3 煙氣凈化

目前，廢鹽熱化學處理尚無專項技術規(guī)范和污染控制標準可遵循?！段ｋU廢物焚燒污染控制標準》2020版[7]規(guī)定：危險廢物熔融、熱解、氣化等高溫熱處理設施的污染物排放限值，若無專項國家污染控制標準或者環(huán)境保護標準的，可參照本標準執(zhí)行。因此，廢鹽熱化學處理(尾氣凈化系統(tǒng))項目建設的環(huán)境影響、裝置工藝設計與施工、竣工驗收、排污許可管理及建成后運行過程中的污染控制和環(huán)境管理，可參照《危險廢物焚燒污染控制標準》執(zhí)行。

6 結論

我國廢鹽來源廣、產生量大、成分復雜。剛性填埋法處理廢鹽未消除廢鹽的污染特性，廢鹽的資源化利用迫在眉睫。

廢鹽的資源化可采用熱化學一級處理、二級及深度處理的組合應用，去除廢鹽中的有機物、重金屬等雜質或污染物，實現(xiàn)廢鹽的精制提純，使精制后的產品鹽回用于化工等領域。該技術路線具有適應性強、處理種類多的特點，各級、各單元技術可根據廢鹽的特性優(yōu)化組合，形成完善的工藝過程方案、優(yōu)化的工藝參數及技術指標。因此，本技術路線的物料普適性強、動力消耗低、可靠性高、運行彈性大、綜合成本低，將會被越來越多的企業(yè)采用和完善。

國內已經建成運行的廢鹽資源化利用示范項目，其熱化學處理系統(tǒng)經常出現(xiàn)有機物超標等現(xiàn)象，導致廢鹽資源化產物的利用受阻，項目運營停滯經營困難，背離項目的投資運營初衷和預期。因此，廢鹽集中資源化項目熱化學處理設施的建設運營，需優(yōu)化和完善廢鹽原項調查、工藝分析及煙氣凈化等全流程、全過程的技術論證和審查，消除技術漏項和缺陷，提高工藝的本質可靠性，降低技術風險。因此，本工藝實施方法可供新建、改擴建廢鹽集中資源化項目或技改項目參考和借鑒，可提高熱化學處理系統(tǒng)的技術經濟性，提升熱化學處理技術的工業(yè)化應用水平，促進廢鹽資源化的產業(yè)化發(fā)展。