濃鹽水是指在海水淡化過(guò)程中淡水被分離出剩下的濃縮液， 其特點(diǎn)是含鹽量較高 (500～12 000mg／L)， 主要含有Na + ， Cl – ， SO 4 2+ ， Ca 2+ 等離子?，F代工業(yè)中的濃鹽水是指含鹽廢水， 經(jīng)熱濃縮或者膜濃縮技術(shù)處理后產(chǎn)生的濃鹽水以及此濃縮設備產(chǎn)生的清洗廢水和反洗水。煤化工濃鹽水主要來(lái)自除鹽水系統排水、 循環(huán)水系統排水、 回水處理系統濃水及鍋爐排水等， 其含鹽量為 3 000～25 000mg／L。濃鹽水中含有各種鹽類(lèi)， 污染物濃度高，是原水的 4～10 倍

， 成分復雜， 水質(zhì)外觀(guān)清澈透明，無(wú)明顯異味。如果大量未經(jīng)處理的濃鹽水直接排入市政管道或流入大海以及周邊區域， 會(huì )危害環(huán)境，尤其是海洋環(huán)境、 海洋生物以及人類(lèi)的生存環(huán)境， 同時(shí)還可造成大量礦物質(zhì)和水資源的浪費， 如從濃鹽水中產(chǎn)生的固體廢棄物中可提取各種礦物質(zhì)， 實(shí)現資源化， 將具有較高的利用價(jià)值， 因此濃鹽水 “零排放” 勢在必行。另外我國是貧水國家， 如果做不到節約水資源和廢水再利用， 水資源問(wèn)題可能成為經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸， 因此近年來(lái)來(lái)濃鹽水的排放對環(huán)境造成的影響獲得了人們的格外關(guān)注， 已經(jīng)成為煤化工發(fā)展的自身需求和外在要求。

目前檢測物料水分含量和固體含量常用的方法有烘箱法和紅外干燥法， 均屬于熱重法。熱重法由于試樣中結晶水、 吸著(zhù)水、 有機物揮發(fā)的變化和氣體逸失等造成減重， 以及空氣氧化而增重， 所以烘干溫度和時(shí)間對測定結果影響很大。雖然烘箱法準確度高， 但操作繁瑣， 耗時(shí)長(cháng)， 約 2～3 天， 不能直讀固體含量。因此需要建立一種快速、 準確、 直讀固體含量， 便于及時(shí)調控生產(chǎn)的測量方法。筆者采用紅外水分儀對濃鹽水的總懸浮固體 (TSS)、 總溶解性固體 (TDS)、 總固體 (TS) 進(jìn)行了測定， 經(jīng)過(guò)優(yōu)化干燥參數和關(guān)閉參數， 減小了測量誤差， 提高了分析數據的準確度。該方法優(yōu)于標準分析法 ( 烘箱法 )， 簡(jiǎn)便、 快速， 能直讀固體含量， 便于企業(yè)生產(chǎn)和調控， 有助于實(shí)現濃鹽水的 “小量化” 排放——零排放。

實(shí)驗部分

1　主要儀器與試劑

紅外水分儀： MA150C 型， 德國賽多利斯公司；電熱恒溫干燥箱 ( 烘箱 ) ： GZX–9140MBE 型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫療設備廠(chǎng)；恒溫水浴鍋： DKS–14 型， 嘉興市中新醫療儀器有限公司；電子分析天平： MSA224S–1CE–DU型， 感量0.1mg 德國賽多利斯公司；中速定量濾紙或濾膜及相應的濾器： 濾紙或濾膜的孔徑為 0.45 μm ；石英蒸發(fā)皿： 100 mL ；干燥器： 用硅膠作干燥劑；氯化鈉標準溶液： 100.56 g／L， 準確稱(chēng)取恒重后的基準氯化鈉 50.281 0 g， 用純水稀釋至 500 mL，混勻， 此濃度接近于樣品濃度；密里博純水機： Milli-Q Advantage A10 型， 法國Millipore 公司；實(shí)驗用水： 水， 電導率 0.055 μS／cm， 由密里博純水機制備；濃鹽水樣品： 來(lái)自神華榆林能源化工有限公司循環(huán)水裝置和動(dòng)力裝置的含鹽廢水， 經(jīng)含鹽廢水膜處理裝置處理過(guò)的濃鹽水。

2　實(shí)驗方法

選擇與濃鹽水樣品濃度接近的氯化鈉標準樣品作為試樣， 優(yōu)化紅外水分儀的干燥參數和關(guān)閉參數， 選擇有可比性的測量值， 與標準分析法 ( 烘箱法 ) 進(jìn)行對照， 以?xún)煞N方法分析結果相一致時(shí)確定測量程序。為避免引入實(shí)驗用水蒸發(fā)殘渣帶來(lái)的誤差， 選擇水作為實(shí)驗用水。

3　實(shí)驗參照標準

(1) 總懸浮固體 (TSS)、 總溶解性固體 (TDS)、總固體 (TS) 的含量測定方法參照德國塞多利斯MA150C 紅外水分儀操作手冊的規定， 根據儀器的技術(shù)參數標準， 樣品量不低于 5 g， 固體含量 ( 包括TSS， TDS， TS) 重復性不低于 0.05為有用， 對干燥參數和關(guān)閉參數進(jìn)行優(yōu)化， 并將分析結果與烘箱法分析結果進(jìn)行對比， 以烘箱法測試結果時(shí)為測量程序。

(2)烘箱法參照總殘渣(總固體)的測定方法。取一定量混合均勻的水樣， 加入已稱(chēng)至恒重 ( 連續兩次稱(chēng)重質(zhì)量之差不超過(guò) 0.000 5 g) 的石英蒸發(fā)皿中， 在水浴上蒸干， 于 105℃或 180℃烘箱內烘至恒重， 增加的質(zhì)量為總殘渣 ( 總固體 )。此方法適用于工業(yè)廢水和生活污水中固體含量在 20 000 mg／L 以下的測定， 若水樣固體含量高則可適當減少取樣體積。(3) 污水處理場(chǎng)工藝技術(shù)規程。蒸發(fā)循環(huán)濃鹽液工藝控制指標： TSS 為 5～12( 質(zhì)量分數， 下同 )， TDS 為 10～20， TS 為 15～32 ； 結晶循環(huán)濃鹽液的控制指標， TSS 為 10～20， TDS 為25～45， TS 為 35～65 ； 結晶固體鹽的控制指標： TS 實(shí)測值越高， 說(shuō)明脫鹽率越高， 鹽類(lèi)的回收利用趨于大化。(4) 再生水標準。用作冷卻用水的主要水質(zhì)控制指標見(jiàn)表 1。

4　實(shí)驗步驟與參數設定

取兩份氯化鈉標準樣品溶液， 一份用標準分析法 ( 烘箱法 ) 測試其總固體含量； 一份用紅外水分儀測試其總固體含量。

4.1　烘箱法

(1) 將 4 只空的石英蒸發(fā)皿在 105℃和 180℃烘箱中烘干 1 h， 取出， 在干燥器中干燥冷卻， 稱(chēng)量， 反復稱(chēng)至恒重。(2) 用 4 支移液管分別準確移取 5 mL 混合均勻的氯化鈉標準樣品， 置于已恒重的 4 只石英蒸發(fā)皿內， 在水浴上蒸干 ( 水浴面不要接觸皿底 )， 移入105℃和 180℃烘箱中烘干 1 h， 取出， 在干燥器中干

燥冷卻， 稱(chēng)量， 反復稱(chēng)至恒重。(3) 總固體含量按下式計算：總固體含量 =［( 總固體重 + 蒸發(fā)皿重 )－蒸發(fā)皿重］ ／試樣體積。

4.2　紅外水分儀法

(1) 干燥參數 ( 溫度 ) 采用廠(chǎng)家出廠(chǎng)默認設置“105℃” ， 關(guān)閉參數選擇出廠(chǎng)默認設置 “全自動(dòng)模式” 。(2) 由于是紅外加熱， 所以將加熱溫度調節至低于烘箱干燥法的溫度， 無(wú)機物為 140～160℃。此裝置的進(jìn)水為經(jīng)含鹽廢水膜處理裝置處理后的濃鹽水， 經(jīng)過(guò)蒸發(fā)單元加入硫酸， 使水中碳酸鹽轉換為二氧化碳； 加入阻垢劑防止進(jìn)料系統、 濃鹽水循環(huán)系統和鹽種循環(huán)系統結垢； 加入氯化鈣， 為濃鹽水循環(huán)系統提高足夠的鈣離子， 以生成新的鹽種， 去除濃鹽水中的硫酸根等離子。加熱后的物料進(jìn)入脫氣塔， 脫氣后的濃鹽水與來(lái)自蒸發(fā)器鹽水槽的循環(huán)濃鹽水混合后被蒸發(fā)循環(huán)形成濃鹽液， 蒸汽經(jīng)過(guò)板式換熱器換熱后送入活性炭過(guò)濾器去除微量有機物，

活性炭過(guò)濾器出水經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換器去除蒸餾水中的銨離子， 陽(yáng)離子交換器出水為再生水。蒸發(fā)循環(huán)后的濃鹽液經(jīng)過(guò)結晶單元與結晶循環(huán)濃鹽液混合結晶， 然后經(jīng)閃蒸、 離心脫水形成固體鹽。因此濃鹽水水樣、 蒸發(fā)循環(huán)濃鹽液、 結晶循環(huán)濃鹽液、 結晶固體鹽多為無(wú)機物， 故加熱溫度分別選擇 140， 160，180℃。(3) 如果紅外水分儀法與烘箱法分析結果不一致， 先設定不同的溫度重復紅外水分儀分析， 然后將關(guān)閉參數由全自動(dòng)模式改為半自動(dòng)模式進(jìn)行試驗，設定關(guān)閉參數為 2， 5， 10， 20 mg／(24 s)。(4) 將紅外水分儀測定結果與烘箱法測定結果對比， 烘箱法結果時(shí)的程序定為測量程序。