李德君
（呼伦贝尔金新化工有限公司，内蒙古 呼伦贝尔021506）
［摘 要］呼伦贝尔金新化工有限公司浓盐水零排放装置于2021年顺利投产并已实现废水零排放，浓盐水处理流程为原水箱→高密池→机加池→澄清水箱→超滤→弱酸阳床→HERO→AOP→超滤→纳滤→氯化钠一效蒸发→氯化钠二效蒸发→氯化钠三效蒸发；金新化工浓盐水零排放装置原采用氯化镁除硅工艺，长期以来，由于废水中SiO2含量居高不下，浓盐水零排放装置的连续稳定运行受到严重影响。为此，对多项废水SiO2去除技术开展应用研究，研究表明，偏铝酸钠除硅技术优于传统氯化镁除硅技术，但仍存在一定的局限性，无法直接应用于传统处理系统。对金新化工废水水质进行分析，得知2套污水处理装置气浮池产水SiO2含量较高，于是选取2套污水处理装置气浮系统开展小试，之后在小试成果的基础上分别在2套污水处理装置气浮系统开展偏铝酸钠除硅添加试验，结果表明，浓盐水零排放装置来水SiO2去除率可达38.4%，浓盐水零排放装置预处理系统运行工况得到显著改善。
［关键词］浓盐水零排放装置；高SiO2含量废水处理；结垢；膜系统污堵；偏铝酸钠除硅；小试；气浮系统添加试验；SiO2去除率
［中图分类号］X703.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）05-0070-03
0 引 言
呼伦贝尔金新化工有限公司（简称金新化工）500 kt/a合成氨装置（以褐煤为原料）、800 kt/a尿素装置采用Shell粉煤加压气化（1台Shell气化炉，设计投煤量2 000 t/d，Shell气化系统于2011年9月投产）+BGL碎煤熔渣气化（3台BGL气化炉，三开无备，单台气化炉设计投煤量800 t/d，BGL气化系统于2012年7月投产）、耐硫变换、鲁奇低温甲醇洗、杭州中泰液氮洗、卡萨利低压氨合成、斯塔米卡邦CO2汽提工艺等，并配套空分装置、热电装置等公用工程系统，于2016年实现达标达产。金新化工水处理环节主要包括疏干水处理系统（采用石灰软化+除铁锰工艺）、除盐水处理系统（采用超滤+反渗透+混床工艺）、回用水处理系统（采用调节池+高密池+多介质过滤+超滤+反渗透工艺）、工业污水处理系统[采用隔油+调节池+气浮+水解酸化+SBR池+斜管+砂滤+AOP（高级氧化）+脱色工艺]、生活污水处理系统[采用调节池+气浮+AO（厌氧好氧工艺）+二沉池工艺]，所有污水最终进入浓盐水零排放装置进行处理，以提高水资源利用率。浓盐水处理流程为原水箱→高密池→机加池→澄清水箱→超滤→弱酸阳床→HERO（高效反渗透）→AOP→超滤→纳滤→氯化钠一效蒸发→氯化钠二效蒸发→氯化钠三效蒸发，设计浓盐水处理量80 m3/h，设计年运行时间8 000 h。2021年浓盐水零排放装置顺利投产，全厂已实现废水零排放。
废水除硅工艺技术种类繁多，已广泛应用于废水处理领域，但适用于高SiO2含量废水处理且兼具高去除率与经济性好的技术较为稀缺。偏铝酸钠除硅工艺虽去除率高，但存在天然缺陷，其反应生成的沉淀颗粒细小，不易沉降，难以与传统高密池除硅技术高效协同。长期以来，金新化工废水中SiO2含量居高不下，严重影响浓盐水零排放装置的连续稳定运行。为消除SiO2在浓盐水零排放装置管道及设备内结垢带来的不利影响，降低生产成本，提升经济效益与装置运行的安全性、稳定性，技术人员针对多项SiO2去除技术开展研究，并持续推进偏铝酸钠去除SiO2技术的应用研究，以下就有关情况作一介绍。
1 高SiO2含量废水处理问题
1.1 高SiO2含量废水对系统运行的影响
废水前端处理工艺中，低浓度SiO2对污水处理装置无明显影响。但由于金新化工污水处理装置采用零排放设计，SiO2最终会在浓盐水零排放装置中富集，高SiO2含量废水对浓盐水零排放装置膜系统与氯化钠蒸发系统影响显著，具体表现如下：膜系统污堵频繁，化学清洗频率增加，膜使用寿命缩短；臭氧催化氧化系统催化剂污堵，失去催化氧化作用；氯化钠蒸发系统管道与设备结垢，影响装置连续稳定运行。
1.2 浓盐水零排放装置内SiO2分布情况
2023—2024年，浓盐水零排放装置原水箱原水SiO2含量波动较大（70～120 mg/L之间）。2025年5月，原水箱原水SiO2含量大幅攀升，最高达254 mg/L。浓盐水零排放装置原本采用氯化镁除硅工艺，氯化镁与SiO2的比例为5.1，SiO2去除率仅为55%～60%，处理效果欠佳，高密池出水SiO2含量仍偏高，维持在60～80 mg/L，经高效反渗透（HERO）浓缩后，调节水箱出水SiO2含量升至210 mg/L以上，严重影响反渗透系统、纳滤膜系统、氯化钠蒸发系统及浓盐水零排放装置的长周期稳定运行。2025年5月浓盐水零排放装置原水箱原水SiO2含量为127～254 mg/L，浓盐水处理流程各工序出水/产水SiO2含量数据大致为：高密池出水47.1～49.8 mg/L，调节水箱出水178～247 mg/L，超滤产水171～207 mg/L，纳滤产水127～239 mg/L，氯化钠一效分离器出水79.1～178.0 mg/L，氯化钠二效分离器出水127～254 mg/L，氯化钠三效分离器出水70.7～313.0 mg/L。
2025年，浓盐水零排放装置氯化钠蒸发系统停车检修期间，技术人员对氯化钠一效加热器进行检查，发现其管板与列管结垢堵塞严重，取样分析结果显示，垢样中SiO2含量87.40%、有机物含量6.57%、碳酸盐含量0.53%。可见，系统长期运行后，SiO2在氯化钠蒸发系统加热器内达到饱和浓度后会结晶析出，附着于设备内壁形成结垢，严重影响氯化钠蒸发系统的稳定运行，氯化钠一效加热器底部结垢堵塞问题尤为突出。
1.3 高压反渗透膜解体分析
2025年，高压反渗透膜污堵频发，化学清洗频次大幅增加，每2天清洗1次，且清洗效果不佳，膜组件损坏频繁。技术人员联系相关单位对高压反渗透膜进行解体检查，发现膜表面浓水端存在明显白色垢层。收集后观察，垢样呈白色，经盐酸滴定未发生变色或反应，元素分析结果显示其氧元素为42.05%、碳元素为15.14%、硅元素为40.98%、钠元素为1.83%。分析结果显示，反渗透膜切片中硅含量高达40.98%，表明高压反渗透膜的主要污堵成分为SiO2。而SiO2在化学清洗过程中极难去除，是膜使用寿命大幅缩短的主要原因，为延长膜组件使用寿命与氯化钠蒸发系统运行周期，须进一步提升废水中SiO2的去除效果。
1.4 废水中SiO2的来源
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期