某工業(yè)園區(qū)工業(yè)廢鹽來源與組分分析

饒榮，吳恒

（中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西南昌 330038）

近年來，隨著我國化工及相關(guān)行業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)廢鹽產(chǎn)生量日益增加，年生產(chǎn)量已超過2.0×107t[1]。2021年，國家正式將多種生產(chǎn)過程中的蒸餾和反應(yīng)殘余物、廢母液與反應(yīng)罐及容器清洗廢液等廢棄物劃定為危險廢物納入《國家危險廢物名錄》（以下簡稱“名錄”）[2]。雖然名錄中并未單獨列出工業(yè)廢鹽，但工業(yè)廢鹽不限于已列出的那些。如若廢鹽處理不當(dāng)，會對地表水、地下水、土壤、動植物造成嚴(yán)重危害。目前，廢鹽普遍實行建庫集中暫存的方式進(jìn)行處理[3]，然而采用該方式會產(chǎn)生高昂的儲存、管理成本，令企業(yè)難以負(fù)擔(dān)，甚至已經(jīng)成為制約企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性問題。在此背景下，廢鹽的無害化、資源化綜合利用成為廢鹽處置的必然出路。

1 工業(yè)廢鹽的來源及特點

工業(yè)廢鹽主要來源于化工、煤化工、制藥、農(nóng)化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有有機物及其他有毒有害組分的含鹽廢液、固體[4]。其主要包含母液（工藝廢水）產(chǎn)生的反應(yīng)鹽，酸堿化學(xué)反應(yīng)的中和鹽、鹽析鹽，蒸餾殘液產(chǎn)生的鹽泥等。根據(jù)其生產(chǎn)工藝的特殊性和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的差異性，不同行業(yè)產(chǎn)生的廢鹽有較大差別，不同行業(yè)產(chǎn)生廢鹽的主要來源和特點如表1所示。

表1 不同行業(yè)產(chǎn)生工業(yè)廢鹽的主要來源和特點

1）農(nóng)藥行業(yè)。農(nóng)藥生產(chǎn)是廢鹽產(chǎn)生的主要行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，我國每生產(chǎn)1 t水合肼、草甘膦、呋喃酚等農(nóng)藥產(chǎn)品，就會分別伴隨產(chǎn)生副產(chǎn)物（NaCl鹽渣）4～5 t、1.1～1.4 t、0.67 t[5]。農(nóng)藥廢鹽除含有鹽渣外，還含有較多的有機物，主要為鹵代烴類、苯系物類復(fù)雜成分，其所含有機物沸點和熱分解溫度均在200～600℃內(nèi)。

2）石化行業(yè)。石油煉化過程中會產(chǎn)生SO2和NOx等酸性氣體。目前，業(yè)內(nèi)普遍采用液堿吸收法對其進(jìn)行處理。吸收后的液堿含有大量的Na2SO4、Na2CO3等無機鹽，在后續(xù)的處理過程中，這些無機鹽將被分離出來變成廢鹽[6]。此外，石油開采過程中，鉆井產(chǎn)生的鉆井液含鹽量高達(dá)幾十萬毫克每升，同樣是廢鹽的重要來源之一。

3）印染行業(yè)。印染行業(yè)的生產(chǎn)原料（如苯系、苯胺及聯(lián)苯胺類化合物等）在加工生產(chǎn)過程中容易與金屬、鹽類等物質(zhì)發(fā)生螯合反應(yīng)，導(dǎo)致印染廢水中含有高濃度鹽及重金屬。而且，為了節(jié)約染料、加深色澤，印染行業(yè)通常會在生產(chǎn)過程中投入大量無機鹽類助劑，這些助劑幾乎全部進(jìn)入廢水，導(dǎo)致后續(xù)的水處理會產(chǎn)生大量廢鹽[7]。據(jù)統(tǒng)計，我國印染行業(yè)每年約產(chǎn)生922 kt的廢鹽。

4）氯堿行業(yè)。純堿應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、軍工、紡織及日用洗滌等各個領(lǐng)域，是不可缺少的物質(zhì)。為了制備純堿，氯堿行業(yè)普遍采用NaCl、CaCO3、氨作為原料，并加以電解。該過程產(chǎn)鹽泥量大，主要成分是NaCl、NH4Cl等，基本不含有機物，回收利用率高[8]。2020年數(shù)據(jù)顯示，我國純堿總產(chǎn)能約為4×107t/a，外排廢鹽約8×105t/a。

5）環(huán)保行業(yè)。環(huán)保行業(yè)也能產(chǎn)生廢鹽，但基于工藝的不同，產(chǎn)生廢鹽的組分含量差異較大，主要成分是鈉鹽、鉀鹽及易降解有機物。

2 工業(yè)廢鹽的危害

過去半個世紀(jì)以來，化工及相關(guān)行業(yè)的飛速發(fā)展，催生了大量高鹽廢水結(jié)晶產(chǎn)物（工業(yè)廢鹽）。工業(yè)廢鹽因其來源不同、成分迥異，處置技術(shù)難以系統(tǒng)化。目前，我國處置工業(yè)廢鹽一般采取填埋或焚燒，更多的企業(yè)由于無法落實廢鹽處置后的去向，只能將其暫存在倉庫內(nèi)。然而，無論是填埋、焚燒、還是暫存都有其危害：1）填埋的危害。廢鹽產(chǎn)生量與日俱增，采用填埋方式需要占用大量的土地，造成土地資源嚴(yán)重浪費，同時容易對防滲襯層造成腐蝕影響，對地下水資源和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。此外，在填埋場封場前，受雨水、地表徑流等侵蝕，收納工業(yè)廢鹽的填埋場會不可避免地產(chǎn)生極其難處理的高鹽滲濾液，從而次生更大的二次污染[9-10]。2）焚燒的危害。焚燒具有將廢鹽分解徹底、包容性大，以及在短時間內(nèi)實現(xiàn)廢鹽資源化、無害化的特點和優(yōu)勢，然而由于工業(yè)廢鹽熱值低且以無機物為主，焚燒處置非但效果不佳，而且易因鹽的升華引起焚燒爐爐膛腐蝕[11]。同時，在焚燒過程中，工業(yè)廢鹽中存在大量的氯會轉(zhuǎn)化為煙氣中的二噁英，對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重危害[12]。3）暫存在倉庫的危害。暫存在倉庫內(nèi)并不能從根本上解決廢鹽的問題，而且倉庫不達(dá)標(biāo)、管理不規(guī)范、超期貯存等問題，均會造成較高的二次污染風(fēng)險。

綜上所述，為了解決某省的工業(yè)廢鹽處置問題，本研究選取省內(nèi)某工業(yè)園區(qū)作為代表，擬對該地區(qū)工業(yè)廢鹽的組分進(jìn)行分析，以期為實現(xiàn)工業(yè)廢鹽的無害化、資源化利用提供研究基礎(chǔ)。

3 某工業(yè)園區(qū)重點企業(yè)廢鹽調(diào)研情況

3.1 工業(yè)園區(qū)概況

隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，某縣原有的零亂、分散的工業(yè)布局制約了其往現(xiàn)代工業(yè)規(guī)?；⑴涮谆?、生態(tài)型生產(chǎn)的發(fā)展，且對居民生活也有一定干擾。因此，該縣在加大招商引資力度的同時，為改善投資環(huán)境，組建了縣工業(yè)園管委會，將6.7 km2的土地劃定為該縣工業(yè)園用地范圍。

該工業(yè)園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)群包括食品加工、醫(yī)藥、機械制造等行業(yè)。它們的共同點是現(xiàn)有基礎(chǔ)雄厚，符合小康社會需求變化趨勢，市場空間寬廣，發(fā)展?jié)摿Υ蟆］o助產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)行業(yè)提供市場以及生活設(shè)施的建筑房地產(chǎn)業(yè)，提供智力及知識支持的科研、教育、文化業(yè)，提供后勤服務(wù)的醫(yī)療衛(wèi)生、社區(qū)服務(wù)業(yè)，以及提供能源材料、通信等的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。該園區(qū)產(chǎn)業(yè)群覆蓋面廣在污染物來源和特征上具有一定的代表性。該園區(qū)不同行業(yè)主要的污染特征見表2。

表2 某工業(yè)園區(qū)不同行業(yè)主要污染物特征

3.2 園區(qū)內(nèi)重點企業(yè)主要廢鹽特征

據(jù)調(diào)查，該工業(yè)園區(qū)的普通機械制造業(yè)及專用設(shè)備制造業(yè)、電氣機械及器材制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)等在生產(chǎn)過程中都產(chǎn)生了有毒有害的廢鹽，而目前并沒有對大宗廢鹽進(jìn)行處置的有效途徑。為解決廢鹽處置問題，本研究選取該工業(yè)園內(nèi)3個產(chǎn)生廢鹽的代表性企業(yè)進(jìn)行了取樣，分別為企業(yè)甲、企業(yè)乙、企業(yè)丙。受取樣條件所限，分別取了企業(yè)甲7個不同批次的樣品、企業(yè)乙1個樣品、企業(yè)丙1個樣品（企業(yè)乙與企業(yè)丙由于不可控因素，只取最后一批樣品）。某省分析測試中心對這些樣品中的代表性元素進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表3。

表3 各企業(yè)廢鹽檢驗報告 %

由表3可以看出，企業(yè)甲樣品1～3所含的水分比較低，各組分相較于其它幾個樣品的差異較大。分析認(rèn)為應(yīng)是這3個樣品取樣后沒有得到適合的處理導(dǎo)致堆放時間過長，水分蒸發(fā)較大。樣品1、2組分接近，樣品4～7產(chǎn)出時間相近且比較新鮮，故組分也比較相近。而3號樣品組分與其他廢鹽差異均較大。為了方便對比，選取樣品4～7的平均值作為企業(yè)甲的代表結(jié)果。各企業(yè)產(chǎn)廢鹽組分比例示意如圖1所示。

圖1 不同企業(yè)廢鹽組分分析（%）

整體上看，企業(yè)甲產(chǎn)出的廢鹽與企業(yè)丙產(chǎn)出的廢鹽大致相同，都是無機物（灰分）占比很大，能達(dá)到近70%。而企業(yè)乙產(chǎn)出的廢鹽無機物含量相比更少，有機物含量有所增加。3家企業(yè)產(chǎn)出的廢鹽相同點是Na元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，其中企業(yè)甲、企業(yè)丙的Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)18%左右，企業(yè)乙的也有16.4%。另外，三家企業(yè)均含有少量SO42-、K元素以及微量F元素。不同點是企業(yè)甲與企業(yè)丙產(chǎn)出的廢鹽中Cl元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于企業(yè)乙的廢鹽。

4 結(jié)論

該工業(yè)園中取樣調(diào)研的三家企業(yè)所產(chǎn)工業(yè)廢鹽的組成都較復(fù)雜，成分及含量均相差較大。但水分、有機物和Na元素含量占比較高是三者較普遍存在的問題。從含水占比可以看出，工業(yè)廢鹽需要對水分進(jìn)行預(yù)處理。有機物含量占比最高可達(dá)38.60%，因此在工業(yè)廢鹽的資源化過程中，如何有效地將有機物全部去除變得十分重要。由于工業(yè)廢鹽含鈉元素均超過15%，使后續(xù)資源化回收鈉鹽具有一定的經(jīng)濟可行性。

結(jié)合該工業(yè)園內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)廢鹽的特性，如果能探索出一套適合工業(yè)化生產(chǎn)的工業(yè)廢鹽無害化及資源化回收工藝，不僅能夠消除廢鹽帶來的環(huán)境危害，為當(dāng)?shù)啬酥寥」I(yè)園區(qū)產(chǎn)生的工業(yè)廢鹽找到安全且經(jīng)濟的處置場所，解決企業(yè)發(fā)展中的環(huán)境污染后顧之憂，而且還能充分利用當(dāng)?shù)氐墓I(yè)鹽資源，實現(xiàn)危險廢物的循環(huán)再利用。