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低温冷冻水处理技术的核心是制备高纯度的冰晶,尽可能实现水与污染物的分离。然而,低温冷冻过程中,工艺条件与冰晶纯度关系仍未能深入研究。本文研究了低温冷冻结晶技术在对废水处理过程中,媒介温度、降温速率、盐浓度、有机物浓度等因素与过冷度的关系,进一步探究过冷度与搅拌方式对形成的冰晶纯度影响;并将低温冷冻结晶技术应用在偶氮染料胭脂红生产中,在回收溶液中胭脂红产品的同时,也实现了废水净化,具有较好的经济效益。以模拟海水为研究对象,研究过冷度控制方法与过冷度、冰晶纯度的关系。结果表明,当模拟海水溶液降温速率从0.5℃/min增加到2℃/min时,溶液过冷度从0.6℃增加到3.7℃,冰晶的COD、电导率由165mg/L、12.7ms/cm增加到502mg/L、40.5ms/cm;随着载冷介质温度从-12℃降低到-20℃,溶液过冷度由0.5℃增加到 3.9℃,冰晶的 COD、电导率由 183mg/L、15.6ms/cm 增加到 537mg/L、45.2ms/cm;盐浓度从2.5%增加到20%时,溶液过冷度由4.3℃降低到0.7℃,冰晶的COD降低率、电导率去除率由64.20%、50.30%上升到91.20%、84.20%;有机物浓度从1%增加到8%时,过冷度减小了 2.8℃,减小幅度为82.3%,冰晶的COD降低率、电导率去除率由65.20%、55.40%上升到84.60%、82.30%;随着搅拌转速的加快,冰晶纯度会逐渐降低,轴流式搅拌桨更有利于形成高纯度冰晶。在冷冻结晶工艺处理废水过程中,过冷度越大的情况,形成的冰晶晶粒越小,所夹带的污染物含量就会增加,从而降低冰晶的纯度。以胭脂红溶液为研究对象,传统盐析工艺需要加20%～30%的盐析剂,得到产品的同时也会产生大量高盐废水,为了减少盐析剂的投加量与高盐废水的产生,研究了一种低温盐析新技术,盐析剂投加浓度为5%,利用冷冻浓缩原理,将盐析剂浓度浓缩到20%左右,达到盐析浓度,实验中控制溶液的降温速率为0.5℃/min,媒介温度设置为-8℃,试验过程中测得溶液过冷度低至0.5℃,该技术产品回收率可达92.8%,析出固体纯度为93.7%,经过低温盐析后的胭脂红溶液,COD和电导率分别下降74.1%、66%,在回收溶液中胭脂红产品的同时,也实现了废水净化,具有非常好的经济效益。