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污水处理过程中的能耗问题是导致水处理成本比较高的一个关键因素，昂贵的运行费用制约了其广泛推广应用，自然冷冻法作为一种既节能又环保的水处理方法，利用宁夏地区得天独厚的环境与地理优势，解决宁东能源化工基地高盐水污染问题的同时节约能源。
本文设计了一种空中浓缩结晶管处理高盐废水装置，使用冷库模拟了外界环境，测定了不同温度范围内高盐水的冷冻速率，结合宁夏的气温条件，确定了六个温度范围，通过淡水的脱盐率、产淡水率、冰晶的损失率给出了确定了不同温度范围内的操作参数，同时进行了逐级冷冻试验，确定了冷冻级数，试验结果表明：处理效果较理想，经过离心后高盐水的脱盐率在93.2%以上，产淡水率在27%以上，确定了三级冷冻工艺，经过三级处理淡水的电导率在127-332μS/cm之间，最终的浓缩液排放量在15%左右，为中式放大过程提供基础数据。
在室外组装了雾化冷冻脱盐试验流程，雾化冷冻脱盐冷冻速率在17.1kg/m2*h-30.4kg/m2*h之间，远高于其他冷冻方式的冷冻速率，未离心的冰融水电导率的范围在864μS/cm-956μS/cm之间，盐分脱除率在70.58%-74.65%之间，经过两个小时重力脱盐其电导率范围在792μS/cm-889μS/cm之间，脱除率范围是72.65%-76.55%，经过两个小时重力脱盐其脱除率增加了1.6%-3.1%。
试验表明空中浓缩结晶管及雾化冷冻脱盐处理高盐水具有占地少、处理效率好、能量利用率高、运行简单、易于维护等特点。