一、前言

　　天然气净化厂废水主要包括脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处置、循环水和锅炉房等工艺设备的排污水，脱硫、脱水等设备的检修废水，办公和食堂的生活污水。此外，还有化验室废水、酸水汽提塔事故排水，局部净化厂还有原料气带入的气田水。天然气净化厂废水处置工艺可大致分为两类：一类是高浓度废水与中低浓度废水掺合，采用中和生物法处置，一类是将中低浓度废水采用生物法处置，高浓度废水单独处置。

　　生物法的主要流程为：

　　废水→隔油→调理→好氧→混凝→过滤→排放，

　　废水→预曝调理→厌氧→好氧→沉淀→排放。

　　采用生物法存在的主要问题为：对进水浓度和水量大小请求比拟严厉，进水的浓度低，无法对高含盐废水处置实施处置，出水经常超标严重。

　　二、高含盐废水的处置

　　天然气净化厂对高含盐工业废水处理之前多采用深井回注法，主要流程为：废水→预处置→回注废弃井中。采用该法的存在的主要问题为：对回注井选择请求较高，如遇回注井渗漏，废水将渗入公开水系统，形成环境污染。近年来，国度对生态文化建立的关注力度日趋注重，环保曾经成为每个企业应尽的社会义务，如何处置天然气净化厂的高含盐废水以到达合理资源化，已成为必然趋向。

　　关于高含盐废水，较为常见办法主要有多效蒸发(MEE)、机械式蒸汽再紧缩(MVR)、高级氧化(AOPS)、正渗透(FO)、反渗透(RO)、电渗析(ED)等处置技术，有的以至采用多种技术的结合来资源化处置高含盐废水。

　　三、蒸发结晶工艺在天然气净化厂废水处置中的应用示例

　　以四川某天然气净化厂为例，废水主要来源是尾气处置设备、循环水及锅炉房的排污水等，原水水质如表1所示：

　　废水水质的剖析结果标明，该天然气净化厂废水存在以下特性：(1)主含为Na2SO4、NaCl及少量Ca2+,Mg2+，(2)含有一定的有机物，(3)TDS含量较低。对该类废水的处置，可采用多种处置技术结合运用，以下两种处置计划可供参考。

　　3.1 处置计划一

　　在对废水预处置后采用一级RO反渗透+纳滤NF+ED电渗析+蒸发结晶处置工艺。在ED电渗析前增加纳滤处置，可完成二价盐与一价盐的有效别离，此处置工艺将产生两股浓水：

　　1)纳滤(NF)浓水：TDS约为100,000mg/L(主含为硫酸盐)

　　2)电渗析(ED)浓水：TDS约为200,000mg/L(主含为氯盐)水质如表2所示：

　　关于浓水的处置，可采用两套蒸发结晶设备分别实施处置。

　　3.2 处置计划二

　　采用两级RO反渗透+蒸发结晶处置工艺，结合相图原理，采用蒸发结晶对浓水实施分盐，以到达盐水别离，有价资源回收应用的目的。二级RO反渗透产生的浓水拟采用一套蒸发结晶处置。

　　水质如表3所示：

　　3.3 工艺计划比选

　　计划一的优点是在蒸发结晶设备之前，对废水实施了分盐处置，进入蒸发结晶的水质比拟单一，对蒸发结晶设备的运转和控制较为有益，缺陷是除了反渗透膜浓缩以外，需求额外建立纳滤(NF)设备及电渗析(ED)设备，且后续需配套两套蒸发结晶设备处置浓水，需思索两套设备的运转计划，操作比拟繁琐，工艺流程较长，一次性投资较高，占空中积较大，操作岗位较多，维护较费事。

　　计划二采用两级RO膜实施提浓，RO膜的淡水可用于生产用水，浓水进入蒸发结晶，应用Na2SO4、NaCl两种盐溶解度的差别实施分盐操作，蒸出水可用于设备回用及净化厂补水。优点是工艺流程较短，一次性投资较小，占空中积较小，操作岗位较少，缺陷是分盐操作在蒸发结晶设备内实施，实践操作中对蒸发终点的控制较为严厉，若控制不当，将影响硫酸钠质量。

　　综合投资、占地、操作难易水平等要素，采用计划二：两级RO浓缩+蒸发结晶对上述废水实施处置。

　　3.4 工艺流程简述

　　净化厂产生的废水首先进入RO膜处置设备，经过两级膜浓缩后，淡水回用，浓水进入浓水池，经进料泵进入蒸发结晶系统。在蒸发结晶系统中，由于Na2SO4和NaCl的溶解度不同，随着水分的蒸发，料液进一步浓缩，Na2SO4优先结晶析出，构成硝浆，硝浆经浆料泵进入离心脱水系统，固液别离后，离心母液返回蒸发结晶系统，固体盐作为工业盐外卖。随着蒸发的实施，进原水中的COD随着水分的减少而实施富集，造成蒸发罐内料液粘度增大，严重影响蒸发过程中盐的结晶，因而，当COD富集到一定浓度时，需将高浓度COD母液排入枯燥系统处置。

　　3.5 蒸发结晶系统的控制

　　由于需求在蒸发结晶系统中完成分盐，同时对工业盐的质量有严厉请求，因而关于蒸发终点的控制极为重要。

　　以100℃下Na2SO4-NaCl-H2O的相图为例，简述蒸发过程。

　　如图所示，△AEC为Na2SO4的结晶相区，F点为本蒸发结晶设备的原料的组成点，随着蒸发的实施，系统点F向水含量减小的方向挪动，O点与F点构成连线OF并向AB延伸，与CE交于G点，抵达G点后，蒸发过程进入Na2SO4相区，Na2SO4开端析出，随着水分的蒸发，系统点从G点沿OF继续挪动，与AE交于H点，为硫酸钠单盐析出的终点。尔后，若继续蒸发，系统点将进入Na2SO4和NaCl的混溶区，Na2SO4将与NaCl一同析出，构成杂盐。但由于实践的生产操作中有一定的动摇，宜将蒸发终点控制在H点之前，防止由于过度蒸发，造成NaCl析出，影响Na2SO4的质量。

　　另外，进料中的COD约为280mg/L，随着蒸发的实施，COD的含量不时升高，过高的COD会造成蒸发罐内起泡，严重时以至会呈现翻液现象，同时，高COD会使溶液的粘度增大，结晶析出的晶体无法沉降下来。故COD的含量到达一定浓度时，须将母液排出蒸发结晶系统，采用真空枯燥或者喷雾枯燥对高COD母液实施处置。

　　3.6 本工艺的特性

　　3.6.1 依据天然气净化厂废水的特性，采用两级RO膜浓缩+蒸发结晶两种处置技术的联用，完成了无机盐、有机物及水的有效别离。由于废水的TDS较低，前期思索采用两级RO提浓，抵达一定浓度以后进入蒸发结晶系统，并在蒸发系统中完成分盐。

　　3.6.2 蒸发结晶系统在制盐、制硝、处置高含盐废水等方面应用普遍，技术成熟牢靠，可依据当地能源构造，选择运用MVR或多效蒸发，有些地域思索汽电均衡，可采用MVR+多效蒸发联用的工艺实施处置。依据处置范围的大小，又可采用单效、多效(多至五效以至六效)对废水实施处置，节能效果明显。近年来，已将蒸发结晶工艺胜利引入天然气净化厂，并在磨溪天然气净化厂胜利运转。

　　3.6.3 依据废水特性，本设备的选材主要采用钛材及316L不锈钢。由于钛材具有良好的传热性能、耐腐蚀性、耐磨性及外表光亮度，采用钛合金和纯钛管作加热管，可使洗罐周期大大延长，设备维修工作量及费用减少，设备运用寿命长达15年以上，综合经济效℃较好。

　　3.6.4 处置设备若采用橇装模块化设计，钢构造和管道预制好以后，直接在现场实施组装，可最大水平的减少现场工作量。

　　3.6.5 采用DCS对整个设备实施自动化控制，可大大降低生产强度，延长生产周期。

　　四、总结

　　本文以四川某天然气净化厂的生产废水为例，引见了蒸发结晶工艺在天然气净化厂废水处置中的运用思绪，并分离Na2SO4-NaCl-H2O的相图，对蒸发结晶分盐过程实施阐明。蒸发结晶不单是盐和水别离的过程，能够分离各无机盐的溶解度特性，在蒸发结晶系统中实施分步出盐，可将无机盐实施有效别离。该技术以相均衡作为支撑，不只可应用于净化厂废水处置中，在气田水、公开卤水，盐湖水，及含多种无机盐的废水处置中均可应用，在到达盐水别离的前提下，进一步到达盐盐别离，别离出来的无机盐，可依据别离出来的质量，实施多种回用，或作为化工原料，或作为畜牧用盐，这样既可完成终端废水零排放，又可完成多种有价资源的合理化回收应用。