冷凍濃縮是將溶液中的一部分水以冰的形式析出，并將其從液相中分離出去而使溶液濃縮的方法。冷凍濃縮流程主要包括冷卻過程、冰晶生成、冰晶成長以及冰與濃縮液分離過程，根據(jù)冷凍濃縮的結(jié)晶方式可分為懸浮結(jié)晶冷凍濃縮法和漸進(jìn)冷凍濃縮法，根據(jù)冷凍源的不同可分為自然冷凍法和人工冷凍法。 人類對冷凍技術(shù)的探索歷來已久，直到20世紀(jì)70年代，荷蘭學(xué)者THIJSSEN教授與Grenco公司利用奧斯特瓦爾德成熟效應(yīng)成功研制出可商業(yè)化應(yīng)用的冷凍濃縮裝備，自此冷凍濃縮技術(shù)在食品、制藥和化工等工業(yè)領(lǐng)域得以廣泛推廣，但是在水處理行業(yè)的研究與應(yīng)用卻鮮有報道。近些年，隨著國內(nèi)外環(huán)保政策的日益嚴(yán)苛以及對水處理標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，冷凍濃縮這一節(jié)能環(huán)保、環(huán)境友好的技術(shù)在水處理行業(yè)中逐步被重視。目前國內(nèi)外已對冷凍濃縮技術(shù)在水處理行業(yè)進(jìn)行了大量的研究和探索，并取得了一定的進(jìn)展。 1、冷凍濃縮技術(shù)在水處理行業(yè)的研究現(xiàn)狀 1.1 工業(yè)廢水 工業(yè)廢水是指工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、冷卻水和生產(chǎn)污水等，按照工業(yè)產(chǎn)品和加工對象可分為造紙廢水、印染廢水、電鍍廢水、煉焦煤氣廢水等。工業(yè)廢水具有產(chǎn)量大、組分多、濃度高等特點，目前常用的方法主要有膜法分離、化學(xué)氧化、生物降解等，但通常存在運行成本高、二次污染嚴(yán)重的問題。吳二飛等采用冷凍濃縮技術(shù)處理煤氣化廢水，研究結(jié)果表明冷凍濃縮可以將氣化廢水中的有機(jī)物和無機(jī)物基本脫除，產(chǎn)水水質(zhì)滿足HG/T3923—2007循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)要求，整體產(chǎn)水率超過90%。徐見等采用冷凍濃縮技術(shù)處理焦化脫硫廢液，在-13~-16℃溫度條件下冷凍4h,濃縮液體積減少至1/3,含鹽量可達(dá)500g·L-1，同時研究發(fā)現(xiàn)通過冷凍濃縮產(chǎn)生的濃縮液再蒸發(fā)處理可節(jié)約60%左右的能耗。茍思宇采用漸進(jìn)式靜態(tài)冷凍法處理電鍍工藝廢水中重金屬離子，研究表明冷凍溫度越低時冷凍速度越快，但重金屬離子的去除效率低，最佳冷凍溫度為-5℃，既可保證了冷凍速度又能保證重金屬離子的去除效率。此外，某鋼鐵廠成功采用冷凍濃縮結(jié)晶法處理硫酸酸洗廢液，運行實踐表明該方法具有技術(shù)可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、操作環(huán)境友好等特點。 冷凍濃縮技術(shù)不僅在處理化學(xué)工業(yè)廢水方面有了廣泛的研究，而且在處理生物發(fā)酵和生物制藥等輕工行業(yè)廢水方面也逐步被重視，如金亮等采用冷凍濃縮技術(shù)對味精生產(chǎn)過程中的谷氨酸等電