随着工业经济不断提升，工业废水处理问题愈发凸显，其中，难处理的高盐废水约占总废水量的5%，且产生量还在持续增加。工业高盐废水含有质量分数不小于1%的Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等可溶性无机盐离子，质量分数不小于3.5%的总溶解性固体物（TDS）和一定量的有机污染物。由于Cl-具有很强的腐蚀性，钙镁离子容易结垢，若直接排放到污水处理厂，将会使污水处理系统结垢、堵塞污水管道、降低管道及设备使用寿命；盐含量高会抑制处理有机废水的微生物生长，若直接排入水体，将造成水体微生物大量死亡，以及生活饮用水盐化物超标等危害；若直接排入海洋，超过海洋自净能力时将会使海洋中生物体的生长发育受到一定抑制；若直接排入土壤将会造成土壤酸碱化及土壤贫瘠等问题。高盐废水排放除了造成上述恶劣的影响外，还浪费了许多潜在的无机盐资源。
高盐废水“零排放”的宗旨是保证废水处理后的产水达到循环再利用，且固体盐产物发展成纯度合格、有再利用价值的单质结晶盐，这对环境及企业的可持续发展至关重要。纳滤（NF）技术作为一种高效经济的处理方法，目前已被广泛地运用到生产及生活的各个领域，包括饮用水的除硬与净化、海水淡化脱盐、工业废水的处理与再生回用等。NF的孔径和截留能力介于超滤（UF）和反渗透（RO）之间，属于压力驱动膜，对不同电荷和不同价态的离子具有不同的道南效应（Donnon），通常纳滤膜对SO42-的截留率可达90%以上，对Cl-不截留甚至表现出负截留性，从而能有效分离1价、2价离子。RO主要对溶解性盐无机分子和分子质量大于100的有机物起截留作用，水分子可以自由透过，并且能耗低、连续运行、性能稳定、无需化学品再生、无污染。工业实际废水的组成复杂，含量差异极大，膜在工业实际废水中的应用效果往往与实验室单一配水不同，而现有针对中试规模的高盐废水脱盐分质的试验较少。
本研究取天津市南港工业园某电池材料工厂的MVR高盐浓水作为试验原水，针对废水高含盐量及难降解等特点，通过纳滤-反渗透集成膜对氯化钠、硫酸钠的分离及对废水的浓缩作用，解决高盐难降解废水中杂盐分质困难的问题，实现硫酸钠和氯化钠的分质浓缩。本次中试试验进一步探讨了纳滤-反渗透集成膜用于工业高盐废水脱盐分质的可行性，为高盐废水实现真正意义上的零排放提供有价值的参考。
1座，地下式砼结构，池内PP板防腐。设计尺寸为10.0×8.0×2.5m，有效容积155m3，水力停留时间(HRT)为24.8h。配套设备：1台刮油机；2台提升泵。
3.2 混凝沉淀池
调节池废水提升进入混凝沉淀池进行物化处理，混凝沉淀池尺寸为2.8×6.5×4.5m，分为反应区和沉淀区，砼结构。反应池分三格，格投加石灰、NaOH调节pH值至6，第二个投加混凝剂，第三个投加PAM絮凝剂，反应采用机械搅拌，、二格搅拌速度为42r/min，第三格搅拌速度为28r/min，反应时间为51min，沉淀表面负荷为0.57m3/(m2·h)。配置设备：机械搅拌机3台，吸刮泥机1台。
3.3 UASB厌氧池
混凝沉淀出水自流进入中间收集池，废水从中间收集池通过提升进入UASB池进行厌氧生化处理，UASB反应器2座，钢结构，每座直径6.5m，高度10m，高径比1.53，总有效容积为632m3，HRT为4.2d。UASB反应器分为反应区、污泥层和沉淀区，配有废水提升泵、潜水搅拌器、内循环泵、三相分离器和尾气收集系统。
3.4 好氧池
厌氧池出水自流进入好氧池，好氧池采用活性污泥法与接触氧化法相结合，前段为活性污泥法，后端为接触氧化法。活性污泥池尺寸为9.5×15.6×6.0m，有效容积为730m3，HRT为4.87d；接触氧化池尺寸为5.0×15.6×6.0m，有效容积为324m3，HRT为2.2d。均采用选混曝气器，配套2台罗茨鼓风机(一用一备)。因废水C∶N失衡，不适合好氧微生物的生长，在活性污泥池进水端按照C∶N=20∶1补加氯化铵，提高废水中的氨氮浓度，避免因营养物料不均衡引起好氧池污泥膨胀。
不可避免会产生大量的污染物如SO2、SO3、NOx和飞灰等，这将对环境造成十分严重的污染。近几年来，我国加强了对污染物排放的管控，出台了许多有关污染物排放的政策，其中就对电厂烟气中硫化物的排放制定了标准，大部分电厂通过改造加装脱硫装置实现了烟气污染物排放的控制。在火力发电厂中，应用为广泛的脱硫技术为湿法脱硫技术，石灰石用来作为脱硫剂，当Ca/S质量比为1时，其反应脱硫效率可以达到90%。湿法脱硫原理简单、速度较快、效率较高且成本较低，在电厂脱硫上应用十分广泛。
在石灰石-石膏脱硫过程中制备好的石灰浆会在脱硫塔中进行雾化并喷淋，进而石灰浆会与烟气中的SO2和SO3反应生成CaSO4。然而，在脱硫过程中脱硫塔内的有害物质会不断聚集，浓度不断增加，为了降低聚集的浓度，减少对设备的腐蚀和堵塞，同时将烟气中聚集的飞灰排出，脱硫设备定期会排出一定量的脱硫废水，这些废水有害物质含量极高，其中又有许多飞灰，故处理难度较大。
1、脱硫废水的特征及零排放的特征与难点
随着脱硫吸收液的循环浓缩，脱硫废水主要存在以下特征：
（1）悬浮物含量高。脱硫废水由于聚集许多飞灰，故废水中存在较多悬浮物，另外在不同的电厂负荷和煤种的情况下，其悬浮物含量会有较大变化。
（2）无机盐含量高。脱硫废水中的主要盐离子为Ca2+、Mg2+、Na+、F-、Cl-、SO42-和SO32-等，且其中离子含量较高。
（3）水质易结垢。脱硫废水中的钙离子、硫酸根离子、镁离子含量较高，并且硫酸钙常处于过饱和状态，在浓缩加热时十分容易结垢。
（4）多种重金属含量超标。
（5）废水的含量随负荷变动较大。
受到燃煤电厂负荷的影响，吸收液用水的水质差异、脱硫系统管理难以控制等限制，脱硫废水的水量和水质波动明显，对脱硫废水处理工艺的适应性提出了很大的挑战。
脱硫废水在浓缩及净化过程中存在许多难点：
（1）传统的脱硫废水处理方法对悬浮物处理的效率不够高，分离时间较长。
（2）由于脱硫废水的有害腐蚀性物质较多，会对管道和处理设备造成严重的腐蚀。
（3）脱硫废水处理得到的化学污泥的有害物质较多，有很强的污染性。
（4）负荷或煤种的变化会对处理过程造成冲击。
这些困难给火电厂脱硫带来了十分巨大的挑战，传统的脱硫废水处理工艺已经不能满足现在的需求。传统的脱硫废水处理方法是直接利用锅炉余热来蒸发脱硫废水达到浓缩的目的，但是该方法效率较低、体积较大、腐蚀和结构严重。废水零排放技术是近年来处理电厂脱硫废水的有效方法，在全国乃至世界范围内都有着十分广泛的应用。本文针对脱硫废水水量相对较少，但污染较高、处理难度较大的特点，提出了一种适用与电厂脱硫废水零排放并合理利用废水中金属离子的新型技术。
2、新型脱硫废水零排放处理工艺应用要点
2.1 预沉淀处理系统
首先对脱硫废水的Ca2+、Mg2+、SO42-、F和CODCr等粒子的浓度进行检测。电厂脱硫废水中悬浮物浓度较高，能达到10000mg/L以上，在废水进入膜处理系统前需进行充分的预沉淀处理，去除水中的悬浮物。采用2个～6个大容量的锥底水箱作为预沉淀系统。通过预沉淀处理，降低脱硫废水中的悬浮物浓度。
2.2 化学加药软化系统
经过预沉淀系统处理后的脱硫废水与脱硫废水原水水质进行比较后发现，Ca2+、Mg2+、SO42-、F-、CODCr等杂质的含量均有所降低，但是并未达到SCNF系统的进水水质要求，因此需要对预沉淀处理出水进行软化处理。通过NaOH和Na2CO3投加、搅拌反应，使其形成Mg(OH)2和CaCO3沉淀。其中投加NaOH时，调节pH值至9.5～11.5，反应1h；投加Na2CO3时，反应时间1h，起到进一步去除废水中Mg2+和Ca2+的目的。
2.3 管式膜（TMF）系统
管式微滤膜（TMF）是一种基于错流过滤机理的微孔膜，进料为含大量悬浮固体的混合液，用循环泵送往膜管，在内部高速流动，产水透过膜层和支撑层到达膜管与膜壳内的空间，然后从产水管引出送往后续设备，浓缩液回流到前端的浓缩槽内。由于产水不断送出，悬浮固体逐渐在槽内浓缩，为维持一定的固含量范围（固含量3%～5%为佳范围），需要间歇或连续的排出一定量的浓缩液，浓缩液成分主要以碳酸钙为主和部分氢氧化镁、硫酸钙，这部分浓缩液可以送至脱硫岛作为脱硫剂循环利用。为了降低废水中的悬浮物浓度，特设计管式膜处理系统对废水中的悬浮物进行拦截，满足纳滤（SCNF）进水要求。
2.4 纳滤（SCNF）系统
借助纳滤膜对离子选择性透过功能，以压力差为推动力，一价盐及小分子物质不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后由产水管输送至纳滤产水箱。进水中的二价离子、有机物、细菌、病毒等被截留在膜的进水侧，由浓水管排出。经过TMF系统净化处理后出水中主要含有NaCl和Na2SO4，采用纳滤（SCNF）工艺对TMF系统出水进行分盐处理，促使纳滤（SCNF）出水中的Na2SO4含量降低，NaCl纯度提高，降低反渗透SCRO工段渗透压和运行压力。同时因为SCRO浓缩液中NaCl纯度提高，可进一步提高电解效率。
2.5 电解制氯系统
通过采用预沉+化学加药软化+TMF+SCNF+SCRO工艺对电厂脱硫废水进行预处理、分盐和浓缩处理后，除了获得洁净的回用水外，产生的浓盐水与海水水质接近。为了克服传统“零排放”蒸发结晶工艺产生的高能耗以及工业盐产品对外销售难等问题，通过电解浓盐水制取次氯酸钠溶液，以实现废水资源化综合利用的目的。
3.5 生化沉淀池
好氧出水自流进入生化沉淀池进行泥水分离，生化沉淀池采用平流式沉淀池，尺寸为2.8×5.0×5.5m，沉淀表面负荷为0.64m3/(m2.h)，沉淀的污泥回流至厌氧池前的中间水池和活性污泥池。配套1台刮吸泥机。
3.6 Fenton反应沉淀池
生化沉淀出水进入Fenton反应池，在反应池前端加入浓硫酸将pH值调至3.5，再加入FeSO4.7H2O、H2O2，使H2O2在Fe2+的催化作用下产生大量氧化性强的·OH，氧化废水中的难降解有机物，从而提高废水的可生化性。氧化出水加入NaOH调节废水pH值7.5，加入PAM絮凝沉淀。尺寸2.8×7.0×5.5m，Fenton反应时间为3.5h，沉淀表面负荷为0.64m3/(m2·h)。配套设备：刮吸泥机1台。
3.7 MBR池
Fenton反应沉淀出水进入MBR池，尺寸3.2×12×5.0m，有效容积149m3，HRT为23.9h。配套设备：产水泵2台(一用一备)，反冲洗泵2台(一用一备)，罗茨鼓风机2台(一用一备)，药洗系统一套。
