煤化工废水成分比较复杂，主要含氨氮、氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子、酚、氰、硫等污染物，是一种难降解有机物工业废水。
近几年，煤化工企业多用蒸发结晶技术处理废水。在分盐过程中为了得到较为纯净的产品（氯化钠和硫酸钠），热法和冷冻法成为企业常用的手段。
针对行业关注的冷热两法哪种更经济有效的问题，一组针对同一煤化工废水的实验对此进行了探索。
热法实验
将煤化工膜浓缩废水20千克在常压100摄氏度下加热浓缩，以氯化钠不析出为终点，在同条件下进行质量浓缩倍数为6、7、8、9、10的实验，达到浓缩倍数停止加热，立即取样进行固液热分离。
分离后的母液作为实验原料，在真空环境料液温度为50摄氏度的情况下，开始真空蒸发浓缩。以硫酸钠不析出为蒸发终点，分别做0.7、0.9、1.1、1.3不同倍数实验，达到浓缩倍数时，立即进行热取样和热分离。实验过程中，溶液颜色逐渐加深，分离时溶液沸点为107摄氏度，析出细小白色晶体。
实验结果表明，当煤化工原水在常压100摄氏度蒸发浓缩、浓缩倍数达到7～9时，固相产品主要为硫酸钠，浓缩倍数为8时效果最佳，硫酸钠含量可达到91.35%，洗涤和完全干燥后可提高至93%以上。
析后母液在真空50摄氏度再次析盐，固相产品主要为氯化钠，当浓缩倍数为0.9～1.1时，氯化钠含量可达92.68%，若减少物料带入并将产品进行洗涤，氯化钠含量可提高至96%以上。
实验中，硫酸钠和氯化钠最高一次收率分别为63.67%和31.71%。若要提高产品收率，需加入循环蒸发工艺。
低温析盐母液中化学需氧量达到5067毫克/升，说明原水中高沸点有机物化学需氧量大量富集在母液中并随蒸发过程产生有机结晶物，影响产品品质，需定期外排母液。实验冷凝水中氯离子、氨氮含量分别为22毫克/升和18毫克/升，达到工业用水水质要求，膜浓缩后原水回收率高达82%，说明对煤化工废水实现了有效治理。
冷冻法实验
将一定量煤化工膜浓缩原水在常压下浓缩到氯化钠含量为25%时，同样做不同质量浓缩倍数实验。达到预定终点后立即进行低温闪发降温。闪发后的母液放入冷冻设备进行冷冻析出，在冷冻过程中低速搅拌溶液，当料液温度达到零下5摄氏度时加强搅拌，待有足够多固相析出时立即过滤。冷冻母液转入真空环境在50摄氏度下进行低温析出，各工艺控制点取样进行样品分析。
实验过程中，在常压100摄氏度浓缩过程中，有少量白色固相析出。当冷冻料液温度接近零下5摄氏度时有结晶水固相析出。抽滤分离出白色柱状固体，母液为洁净棕褐色溶液。在低温蒸发析盐过程中不断有白色固体析出，冷凝水为无色透明液体。
实验结果表明，硫酸钠在常压浓缩倍数为7～9间析出效果最优，含量可达93.65%，淘洗掉杂质后可提高至95%左右，产品纯度较好。硫酸钠最优一次循环收率为78.4%，包括常压浓缩析出和冷冻析出，且浓缩倍数越高氯化钠析出越多。
为了提高硫酸钠一次循环收率，浓缩倍数应该控制在7左右。冷冻后母液进行低温析出工艺，浓缩倍数控制在0.9～1.3间最优，氯化钠含量最高可达95.32%，基本达到精制工业盐二级指标要求，经淘洗后可进一步提高其品质，一次循环收率达到39.8%。
冷冻工艺产生的母液中仍含有一定的硫酸根离子，需改变其介稳状态进一步提高硫酸钠收率。低温析盐工艺后母液富集较多化学需氧量，为提高氯化钠品质和收率，需在低温条件下外排一定母液。
冷冻法产生的冷凝水化学需氧量为12毫克/升、氯离子含量为24毫克/升，达到了工业用水水质要求，说明冷冻法对煤化工废水中氯离子、化学需氧量和氨氮实现了有效治理，水回收循环利用率提高至85%。
通过上述两组实验表明：在对同一煤化工废水的分盐中，
热法硫酸钠一次循环收率为63.7%，氯化钠一次循环收率为31.7%，3次循环总收率分别为84.5%和69.2%。
冷冻法硫酸钠一次循环收率为78.4%，氯化钠一次循环收率为39.8%，3次循环总收率分别为93.1%和81.2%。
两法蒸发工艺产生混合冷凝水的氯离子、化学需氧量、氨氮等指标均满足工业用水指标要求，水回收利用率可达80%～85%，均可为煤化工企业节约大量水资源及成本。
不同的是热法难降解有机物会结晶析出，导致产品产率和品质较低，而冷冻法利用低温和外排母液，可避免难降解有机物杂质结晶析出，进而大幅提高产品收率和品质。
但热法工艺流程简单，设备投入较少，而冷冻法不仅工艺流程复杂、设备投入较多，还需投入额外的电力成本。因此，煤化工企业可依据废水中盐硝比例和化学需氧量，选择适宜的工艺方法。
