氯化钙废水（如盐湖提锂、钙法除氟工艺）具有高盐度（含CaCl₂ 5%~15%）、高腐蚀性特点，需通过膜浓缩与多效蒸发（MEE）协同实现资源化与零排放。以下是技术方案设计及实施要点：
一、工艺流程设计
预处理单元
絮凝沉淀：投加PAC（30~50 mg/L）+PAM（1~3 mg/L），去除SS（≤50 mg/L）。
酸洗调节：HCl调节pH=2~3，溶解微量CaCO₃（硬度≤50 mg/L as CaCO₃）。
保安过滤：5 μm滤芯拦截颗粒，确保膜进水SDI≤3。
功能：去除悬浮物、有机物及硬度离子，防止膜污染与蒸发器结垢。
工艺：
膜浓缩单元
DTRO反渗透：耐高压（60~80 bar），回收率70%~80%，产水电导率≤50 μS/cm。
纳滤（NF）：截留分子量200 Da，选择性去除二价盐（如SO₄²⁻），浓缩CaCl₂至15%~20%。
设备选型：
优势：能耗低（1.5~2.5 kWh/m³），产水回用至生产环节。
多效蒸发结晶单元
蒸发温度：效间温差10~15℃（一效105℃，三效75℃）。
结晶终点：CaCl₂浓度30%~35%，晶体粒径50~150 μm。
核心设备：三效降膜蒸发器（TA2材质）+强制循环结晶器（2205双相钢）。
操作参数：
热回收：二次蒸汽串联利用，热效率≥85%。
二、关键技术难点与解决方案
膜污染控制
动态清洗：周期性酸洗（0.5% HCl）与碱洗（1% NaOH）。
在线监测：压力差传感器（ΔP>15%触发清洗）。
问题：CaCl₂在高压下易析出微晶堵塞膜孔。
方案：
蒸发器结垢防护
分散剂添加：投加0.1%~0.3%聚丙烯酸（PAA）。
材质选择：蒸发器内衬钛合金（TA2），管道采用双相钢（2205）。
风险：CaCO₃、CaSO₄在高温下析出。
措施：
结晶过程优化
晶种添加：投加3%~5% CaCl₂晶种（粒径200~300 μm）。
过饱和度调控：维持OS≤1.3（基于CaCl₂溶解度曲线）。
三、零排放实现路径
冷凝水回用：MEE冷凝水TDS<100 mg/L，回用于厂区循环水或锅炉补水。
盐分资源化：离心机分离工业级CaCl₂（纯度≥95%），副产价值500~800元/吨。
污泥处理：浓缩母液经板框压滤（含水率<30%），外运焚烧或固化填埋。
四、经济性与环保效益
指标 数值 说明
系统投资 约1800~2500万元 含土建、设备及安装（10 t/h规模）
运行成本 18~25元/t废水 电价0.8元/kWh，蒸汽成本200元/t
年处理量 8.76×10⁴ t废水 按8000小时/年计算
盐回收收益 300~400万元/年 CaCl₂售价600~900元/吨
碳减排 年减排CO₂ 1500吨 对比传统蒸发工艺
五、典型案例
某盐湖提锂厂案例
废水特性：含CaCl₂ 8%~10%，SO₄²⁻ 3%~5%，COD 1000~1500 mg/L。
工艺配置：三级DTRO浓缩+三效蒸发+强制循环结晶。
成果：年回收CaCl₂ 1.5万吨，冷凝水回用率98%，COD排放≤50 mg/L。
六、技术趋势
智能化控制：AI算法预测结垢风险，动态调整清洗周期与分散剂添加量。
多效耦合：结合电渗析（EDR）与MEE的复合工艺，提升浓缩倍率至10倍以上。
低碳能源：利用工厂余热作为蒸发预热热源，蒸汽自给率≥70%。