當地對危險廢棄物的處理能力有限，故要求針對該股廢水進行零排放及分鹽中試研究,。

1,、中試方法

1.1 催化廢水水質分析

中試采用污水預處理單元的出水，主要為裂化催化劑廢水,。裂化催化劑是石油加工領域中重要的催化劑之一,，其生產過程涉及到高嶺土、氧化鋁,、分子篩等固體,，也使用硫酸銨、氯化銨等溶液,。催化劑廠排出的廢水中除含有可溶性離子外,，還含有一定量的固形物，其主要成分是硅鋁膠體,、分子篩,、催化劑細粉等。根據中試水質檢測追蹤,，進水水質見表1,。

1.2 中試流程

目前廢水零排放工藝基本分為預處理、膜濃縮及蒸發(fā)結晶三部分,。預處理主要去除大部分硬度,、重金屬及懸浮物，減少無機結垢風險,；膜濃縮用于縮減水量,，并達到產水回用的目的；蒸發(fā)結晶則使終鹽分主要以結晶物的形式析出。

中試流程如圖1所示,。

1.3 主要中試設備介紹

1.3.1 高效除硬反應器（MCR）裝置

主要通過投加藥劑反應及MCR裝置微濾膜的過濾,，去除廢水中大部分的硬度、硅,、SS等,。MCR工藝單元由兩個部分組成，包括：預調節(jié)反應池,、高效除硬反應器,。預調節(jié)反應過程是保障整體工藝穩(wěn)定運行的處理單元，針對不同類型的濃鹽水,，在不同的反應階段有針對性地投加復配藥劑,，并保證各類雜質反應完全。

MCR是整體工藝的核心單元,，反應器根據水質情況選用鈦合金材質,，閥門等配套選用非金屬材質的專用閥門。反應器內的核心分離元件為PTFE材質的袋式微濾膜,，具有高強度（抗拉強度可達到20MPa以上）,、耐高溫、耐腐蝕,、耐酸堿的特性,，分離精度可以達到0.2μm，可以有效地截留調節(jié)反應池中形成的各類雜質及微生物,，保證了產水濁度和SDI等指標,，確保后續(xù)處理單元穩(wěn)定運行。中試使用的MCR工藝主要特點在于MCR代替了傳統除硬（工藝混凝+沉淀+多介質過濾器+超濾膜的組合工藝）,，流程短,、出水水質好。

1.3.2 膜處理裝置

中試采用膜組合進行廢水濃縮減量化,，SWRO用于對來水進行脫鹽處理,、產水回用、濃水側鹽分富集,，濃縮水量,。

選用GE高效納濾分離膜，對SWRO濃水側的二價離子進行截留,，保證產水側鹽基本為氯化鈉，濃水側鹽主要為硫酸鈉及部分的氯化鈉,。

選用ED濃縮納濾的產水,，其主要含鹽為氯化鈉，ED的濃水進入蒸發(fā)器，蒸發(fā)結晶,，終產物為氯化鈉結晶鹽,。

選用DTRO濃縮納濾的濃水，其主要含鹽為硫酸鈉及其他雜質,，DTRO的濃水進入蒸發(fā)器后,，分質結晶獲得硫酸鈉及雜鹽等結晶物。

1.3.3 蒸發(fā)結晶裝置

分兩部分進行：DTRO濃水通過泵提升至硫酸鈉蒸發(fā)分質結晶裝置,，分別產生硫酸鈉,、雜鹽；ED濃水進入氯化鈉蒸發(fā)結晶裝置,，產生氯化鈉晶體及少量雜鹽,。

1.4 各工藝段主要數據分析

1.4.1 預處理+膜濃縮工藝段平均數據分析

中試各工藝段廢水數據見表2。

由表2可知,，微濾裝置（MCR）對進水硬度具有良好的去除能力,。通過現場中試pH的調整，及碳酸鈉加藥量的變化,，微濾出水硬度可控制在100mg/L以下,；廢水經SWRO處理后，產水TDS≤1000mg/L,，滿足（GB/T19923—2005）中的“敞開式循環(huán)冷卻水系統補充水”標準要求,；SWRO濃水經NF處理后，產水中的SO42-含量大幅度降低,，SO42-的截留率大于98%,；NF產水及濃水分別經ED和DTRO濃縮后，TDS的質量分數均能達到15%以上,。

1.4.2 蒸發(fā)結晶工藝數據分析

ED濃水側氯化鈉結晶數據見表3,。

由表3數據對比《工業(yè)鹽》（GB/T5462—2015）可知，按照干基進行折算,，納濾產水氯化鈉結晶鹽純度達到99.1%,，優(yōu)于干鹽Ⅰ級標準（折合干基氯化鈉質量分數為98.99%）。

因DTRO濃水中Na2SO4約占含鹽量的60%,，還有相當一部分的氯化鈉及其他雜質,，需再進行一次分鹽。目前蒸發(fā)分鹽主要為熱法分鹽與冷凍法分鹽,，為驗證兩種工藝的分鹽效果,，現場對兩種方案均進行中試，結果見表4,、表5,。

由表4數據對比《工業(yè)無水硫酸鈉》（GB/T6009—2014）可知,，按照干基進行折算，熱法分質結晶得到的硫酸鈉純度為98.6%,，優(yōu)于《工業(yè)無水硫酸鈉》（GB/T6009—2014）中Ⅱ類一等品標準（折合干基硫酸鈉質量分數為98.45%）,。

由表5對比《工業(yè)無水硫酸鈉》（GB/T6009—2014）可知，按照干基進行折算,，冷凍法分質結晶得到的硫酸鈉純度為99.09%,，優(yōu)于《工業(yè)無水硫酸鈉》（GB/T6009—2014）中Ⅱ類一等品標準〔（折合干基硫酸鈉質量分數為98.45%）。

2,、結果與討論

通過中試及數據分析,、討論，對目前新興幾種膜工藝組合（中壓RO,、納濾,、DTRO、ED）在零排放上的應用進行驗證,，獲得相關實驗數據,。分別對熱法分質結晶與冷凍分質結晶的產品鹽純度進行比較，為后續(xù)零排放及分鹽項目的設計提供依據,。通過中試得到以下

（1）中試工藝采用：MCR+一級RO+NF+DTRO/ED+蒸發(fā)結晶的工藝路線,，技術可行、運行穩(wěn)定,，可以實現石化行業(yè)催化劑廢水的零排放以及結晶鹽的資源化利用目標,。

（2）MCR出水硬度能控制在100mg/L以下，優(yōu)于傳統的混凝沉淀+多介質過濾+超濾的除硬效果,。SiO2控制在20mg/L以下,。

（3）ED和DTRO可用于高濃鹽水的濃縮減量，濃水側TDS的質量分數均能達到15%以上,。

（4）Na2SO4采用熱法分質結晶工藝可滿足《工業(yè)無水硫酸鈉》（GB/T6009—2014）標準中的Ⅱ類一等品標準要求,。采用冷凍結晶工藝，可以滿足《工業(yè)無水硫酸鈉》（GB/T6009—2014）標準中的Ⅱ類一等品標準要求及以上,。在結晶鹽純度上,，冷凍分質結晶優(yōu)于熱法分質結晶，但在運行成本及投資成本上,，熱法結晶優(yōu)于冷凍結晶,。

（5）利用納濾分離特性，納濾產水的結晶鹽NaCl純度可以滿足《工業(yè)鹽》（GB/T5462—2015）標準中的工業(yè)干鹽Ⅰ級標準,。