编者按：近日，天津市科协、天津市科技局、天津市工信局、天津市工商联共同组织实施了天津市企业典型创新案例的征集评选活动。活动通过征集在技术创新、工艺创新中具有典型示范意义的创新案例，组建企业典型创新案例宣讲团，讲述创新故事，进一步弘扬企业家精神、科学家精神、工匠精神，激发区域创新活力，增强基层科技工作者的责任感、获得感、荣誉感和归属感。
经滨海新区科协充分发动和组织申报，滨海新区共 27 家企业的 29 项创新案例入围，其中,天津市企业典型创新案例27项，天津市企业典型创新案例市级宣讲案例 2项。这些典型案例是各企业在推动产业转型升级和创新发展中取得的优秀成果，对优化产业结构、增强企业市场竞争力、提升产品质量和服务水平等都具有巨大推动作用，体现了企业自主创新能力。
为宣传企业、服务创新，近期，滨海新区科协将对滨海新区入选的天津市企业典型创新案例开展集中系列报道，旨在通过典型案例宣传，推动在科协系统和行业内形成广泛的示范引领作用，带动更多企业开展科学技术创新和产业升级，更好服务区域高质量发展和新质生产力生成。
宁东鸳鸯湖污水处理厂扩建工程高盐废水处理系统 EPC项目
案例完成单位：天津高能时代水处理科技有限公司
创新类型：技术创新
案例介绍：
一、创新背景
煤化工是以煤炭为源头材料制备下游各类化学品的工艺过程，在煤化工生产过程，吨产品耗水量在5-20吨之间，煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制乙二醇和煤制天然气单位产品取水量，分别约为9.4立方米/吨、20立方米/吨、10立方米/吨、20.8立方米/吨和8.6立方米/千标方。高水耗，高排放，废水水质复杂，且含有大量有机污染物，毒性大等特点，造成煤化工行业废水资源化利用困难。然而煤化工企业大多位于煤矿资源丰富而水资源匮乏的西部地区，提高煤化工行业水资源循环利用率，减少废水排放成为整个行业发展以及西部环境资源保护的必由之路。
近年来，煤化工行业废水零排放主流工艺为预处理+反渗透浓缩+分盐+蒸发结晶。膜浓缩产生的清水直接进行回收利用，产生的20-30%的浓缩液通过纳滤膜等分盐工艺对氯化钠和硫酸钠浓液进行分离，分盐后的浓水分别进入蒸发结晶反应器，析出氯化钠和硫酸钠结晶盐，蒸发结晶产生的极高浓度的母液则通过固化或干燥形成杂盐，作为危废处理。该工艺的重点在于通过分盐和分质结晶提高盐产品的品质，实现盐产品的资源化，同时降低杂盐率，减少危废的产生，降低运行成本。但杂盐率仍维持在15-25%范围。为进一步降低常规工艺的杂盐率，国外开展了冷冻结晶工艺的设计。
2020年之前，冷冻分盐结晶工艺设计和装备大多来源于国外，但在运行调试过程中仍然存在冷冻换热器冻堵周期仅3-5天，检修频繁等问题，造成能耗消耗大大增加。面对堵塞问题，国外厂家以水质不达标为由推卸责任，并拒绝派人现场技术支持，调试后期期才承认这是“工艺缺陷，无法解决”。
面对这一卡脖子难题，我公司蒸发、零排放技术团队，立志靠自己解决这一难题，自此开展了针对我国煤化工等行业水质应用的冷冻结晶工艺及装备研发任务，旨在进一步提高硫酸钠和氯化钠产品的纯度和产量，大幅降低杂盐率，同时降低装备检修周期，实现行业突破。
二、攻坚历程
冷冻结晶工艺及装备的研发，理论依据来源于“氯化钠-硫酸钠-水”三元体系中，0℃三元平衡点氯化钠组分25.65%，硫酸钠仅1.2%的差距。在此基础上，技术团队进行冷冻结晶工艺设计计算及装备开发。依托《宁东鸳鸯湖污水处理厂扩建项目中的高盐废水处理系统》项目，我们聘请多名业内专家，组成由李骎博士为组长，贾永强博士、朱倩博士、高大雨工程师等为组员的研究团队，由2021年3月开始进行国内多个项目案例考察，并与上海晶宇、广州汉泰、扬州迈安德等公司进行技术交流，经过半年多时间的考察和交流，发现冷冻堵塞问题是由于水质中钙镁离子和COD等杂质富集，以及冷冻结晶过程位于换热管内壁上。
针对行业技术难题，技术团队研发“双通道冷冻分盐技术”，同时在分盐之前对水质数据和水质特点进行研究和分析，进行了大量的模拟计算和小试试验评价，通过将多级物化耦合难降解有机污染物深度预处理和多级膜浓缩耦合纳滤分盐的集成优化设计，优化了蒸发结晶的进水水质条件，2022年5月，完成项目相关的整体工艺设计以及双通道冷冻分盐的设备设计以及加工工作。2023年4月，完成项目的所有工艺设备安装。李骎博士带队，组织研发技术团队、运营调试团队进入现场进行项目调试。团队人员吃住现场，每天连续工作12小时以上，更在72小时性能考核期，进行两组轮班制，每班轮值13-15小时。终于功夫不负有心人，在2023年10月份完成所有项目调试工作，“双通道冷冻分盐技术“工艺系统连续稳定一个月以上，解决了冷冻结晶工艺冻堵的问题，同时将杂盐率降低到10%以内，杂盐产量降低了30%-50%，降低了运行成本，项目调试成功后引起业内轰动并吸引业内多个煤化工污水处理厂人员参观学习。
三、创新感悟
经过此一役，公司上下信心倍增，士气高涨，进一步增强了技术储备和项目经验的自信心，面对国外所谓“先进工艺”不再盲信盲从。我们坚信依靠自己的技术知识能为“青山绿水”的环保事业添砖加瓦，竭尽所能地为中华民族的伟大复兴事业贡献力量。
