高含鹽廢水零排放蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)分析

水處理網(wǎng)訊:摘要：在最近的幾年時(shí)間里了，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，有效的推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平的大幅度提升，從而帶動(dòng)了我國(guó)民眾生活質(zhì)量的顯著提高，使得各個(gè)行業(yè)對(duì)水體質(zhì)量提出了更高的要求。當(dāng)前，在世界范圍各個(gè)國(guó)家中，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)工作越發(fā)的重視，并且制定了專門的能源消耗規(guī)定。現(xiàn)如今，我國(guó)水資源匱乏的問題越發(fā)的嚴(yán)重，使得廢水綜合利于以及零排放概念應(yīng)時(shí)而生，務(wù)必要加以重點(diǎn)關(guān)注，推動(dòng)環(huán)境保護(hù)工作全面的開展

0 引言

在社會(huì)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，使得各個(gè)行業(yè)得到了顯著的發(fā)展，在這個(gè)過程中水資源供應(yīng)不足的問題越發(fā)的凸顯出來(lái)，加大力度進(jìn)行工業(yè)廢水零排放是符合社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)的。早在上世紀(jì)七十年代的時(shí)候，美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)就提出了廢水零排放的概念，并對(duì)廢水零排放進(jìn)行了詳細(xì)的說明，即：不向地面水域排放任何形式的水，所有輸送出電廠的水都要以濕氣或者是固體的形式進(jìn)行處理。在本世紀(jì)初的時(shí)候，我國(guó)專門的制定了相關(guān)節(jié)水技術(shù)政策大綱，詳細(xì)的對(duì)零排放技術(shù)進(jìn)行了規(guī)范。要想真正的落實(shí)廢水零排放的目的，最為重要的是要運(yùn)用恰當(dāng)?shù)膬?yōu)化技術(shù)，促進(jìn)系統(tǒng)用水效率的提升，控制系統(tǒng)中水源的損耗量。經(jīng)過深度濃縮的高含鹽廢水再通過蒸發(fā)結(jié)晶等過程最終實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

1 高含鹽廢水零排放的含義及其意義

廢水零排放指的是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行清潔，將廢水中的污染物以固體析出的形式進(jìn)行處理，減少?gòu)U水中的污染物無(wú)限接近于零的活動(dòng)。該活動(dòng)充分體現(xiàn)了對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)將處理過后的非廢水進(jìn)行再次利用， 減少對(duì)不可再生資源的消耗，強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展理念，在一定程度上節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本。隨著現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加快，各種化工企業(yè)層出不窮，對(duì)自然環(huán)境的威脅也更加的大。又因?yàn)閲?guó)家政府和社會(huì)公眾對(duì)環(huán)境保護(hù)問題越來(lái)越重視， 特別是對(duì)于化工企業(yè)本身而言，對(duì)水質(zhì)的要求也越來(lái)越高，因此高含鹽廢水的零排放領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)研究更加重要。

2 高鹽廢水零排放蒸發(fā)處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前人們處理高鹽廢水時(shí)，采用的工藝方法時(shí)生物法與非生物法。其中，生物法中包含普通活性污泥與生物膜方法，可以將高鹽廢水中有機(jī)物去除，但是生物法處理系統(tǒng)與化工廠內(nèi)環(huán)境條件、高鹽廢水的水質(zhì)有關(guān)系，微生物在高鹽廢水中生物代謝功能可能喪失，因此生物法的效果可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。非生物法中主要包含蒸發(fā)、膜分離以及電解法等，這些高鹽廢水處理技術(shù)成本較高，污水處理周期比較長(zhǎng)，在高鹽廢水處理時(shí)存在一定局限性。人們將蒸發(fā)處理技術(shù)加以優(yōu)化和改進(jìn)，將其變?yōu)檎舭l(fā)結(jié)晶技術(shù)。該技術(shù)是當(dāng)前化工廠高鹽廢水零排放的主要方式，蒸發(fā)需要通過加熱裝置將高鹽廢水加熱，讓廢水中部分溶劑汽化后變?yōu)檎羝?，增加高鹽廢水的鹽濃度，為溶質(zhì)的析出提供便利條件。

3 幾種蒸發(fā)工藝流程介紹

3.1 多效蒸發(fā)

多效蒸發(fā)(Multiple Effect Evaporation, MEE)其實(shí)質(zhì)是將多個(gè)蒸發(fā)設(shè)備串聯(lián)成一個(gè)系統(tǒng)，上一個(gè)蒸發(fā)器所釋放出來(lái)的二次蒸汽為后一個(gè)蒸發(fā)器提供能源，從而有效的提升了能源的使用效率。圖1為五效蒸發(fā)的流程簡(jiǎn)圖。經(jīng)過試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，多效蒸發(fā)系統(tǒng)實(shí)用性較強(qiáng)，操作十分簡(jiǎn)便，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定安全。

3. 2 熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)

熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)其實(shí)質(zhì)是結(jié)合熱泵激勵(lì)，系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的蒸汽通過文丘里蒸氣噴射式熱泵，來(lái)構(gòu)建負(fù)壓條件，將前一個(gè)加熱室內(nèi)的二次蒸汽進(jìn)行收集，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行增壓，升溫處理之后將產(chǎn)生的蒸汽當(dāng)做是熱能加以利用，流程如圖2所示。結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的特征進(jìn)行分析我們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用熱力蒸汽壓縮設(shè)備所能夠節(jié)約的能源與增加蒸發(fā)設(shè)備所形成的能源量十分接近，所以適合大范圍的加以利用。TVR技術(shù)其實(shí)質(zhì)是結(jié)合噴射泵原理進(jìn)行實(shí)踐操作，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果明顯，并且操作十分簡(jiǎn)便。

3. 3 機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)

機(jī)械式蒸汽再壓縮(Mechanical Vapor Recompression, MVR或MVC),又稱機(jī)械熱壓縮，其流程示意圖見圖3。MVR借助專門的壓縮設(shè)備將蒸汽設(shè)備運(yùn)行形成的二次蒸汽進(jìn)行壓縮，在完成加工處理之后，運(yùn)送到加熱設(shè)備進(jìn)行升溫處理，促使料液自身溫度進(jìn)行提升，在這個(gè)過程中，熱蒸汽會(huì)發(fā)生冷凝形成水分。在系統(tǒng)開啟的過程中，需要大量的生蒸汽，在穩(wěn)定的運(yùn)行中可以暫停蒸汽的供應(yīng)，這樣就有效的提升了熱效率，并降低了對(duì)外部熱能的需求量，起到了控制能耗的作用。MVR所使用的是單效操作的方式，料液的儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)較短，能源損耗以及系統(tǒng)運(yùn)行成本相對(duì)較低，所以受到了人們的青睞。

3.4 降膜式機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)

降膜式機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)，是現(xiàn)如今針對(duì)高含鹽廢水進(jìn)行處理的最直接，最高效的方法。這種蒸汽設(shè)備其實(shí)質(zhì)是借助降膜式蒸發(fā)形式，并且在原有機(jī)械蒸發(fā)的基礎(chǔ)上，在整個(gè)系統(tǒng)中安設(shè)了液體再循環(huán)泵結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)液料的循環(huán)使用，圖 3 為該工藝的流程簡(jiǎn)圖。

待處理的高含鹽廢水流入到換熱設(shè)備進(jìn)行升溫處理，時(shí)候通過除氣設(shè)備，將水體中中的氧氣和二氧化碳進(jìn)行清除， 隨后流入到濃縮設(shè)備底部，在濃縮設(shè)備內(nèi)部與循環(huán)鹽水進(jìn)行混合?；旌现蟮囊后w順著管道流入到換熱管道的頂部水箱之中，借助換熱管頂層安設(shè)的管道部件流入到換熱管道之中，形成均勻狀態(tài)的薄膜下沉到地槽，并且與管道外層的蒸汽產(chǎn)生的熱能進(jìn)行混合之后蒸發(fā)。管道內(nèi)蒸汽與沒有蒸發(fā)的鹽水一并下沉到地槽，地槽位置的二次蒸汽通過壓縮機(jī)的處理之后，流入到濃縮設(shè)備中設(shè)置的換熱管道之外，對(duì)鹽水膜實(shí)施加熱處理，促使鹽水能夠進(jìn)行蒸發(fā)，壓縮蒸汽會(huì)在換熱管道的外層降溫最終形成蒸餾水，蒸餾水經(jīng)過設(shè)置的管道后備輸送到儲(chǔ)存罐中等待使用，在這個(gè)時(shí)候，需要對(duì)流入的廢水進(jìn)行升溫處理，地槽位置的部分鹽水會(huì)被排放岀來(lái)，這樣才能實(shí)現(xiàn)濃縮設(shè)備中鹽水濃度的控制工作。

3.5 幾種蒸發(fā)器的比較

當(dāng)前，多效蒸發(fā)(MEE)技術(shù)成熟，適合大范圍的對(duì)廢水進(jìn)行處理，所形成的蒸汽量較為巨大，因?yàn)楦鱾€(gè)有效壓力和溫度形成一個(gè)階梯狀分布形式，為了提升蒸發(fā)的效率，需要逐漸的擴(kuò)大換熱的面積，但是這樣往往會(huì)增加成本，所以要對(duì)效數(shù)加以控制。熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)(TVR),將一部分二次蒸汽壓縮，提高熱恰后作熱源，節(jié)省了部分生蒸氣，比MEE工藝更加節(jié)能，但TVR在蒸發(fā)過程中仍需連續(xù)供給生蒸氣。機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)(MVR)能最大程度地利用二次蒸汽，節(jié)能效果顯著。MVR—般采用單效操作，在啟動(dòng)時(shí)需要新鮮蒸汽供給，正常運(yùn)行后不需另行供給蒸汽。但MVR對(duì)蒸汽壓縮機(jī)能力的要求很高，蒸汽壓縮機(jī)基本采用國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格高昂。其總體優(yōu)勢(shì)在于低能耗、低成本運(yùn)行， 占地面積小，公用工程配套少。降膜式機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)不但具有MVR的優(yōu)點(diǎn)，并以單體蒸發(fā)器集多效降膜蒸發(fā)于一身，即單效蒸發(fā)器可以達(dá)到多效蒸發(fā)的效果，液料強(qiáng)制循環(huán)還可以減少堵塞。

4 幾種蒸發(fā)工藝流程介紹

在針對(duì)系統(tǒng)實(shí)施管理工作的時(shí)候，針對(duì)獲得的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析我們發(fā)現(xiàn)，如果原水中的鈣成分的占比較大， 那么蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)部勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢的問題，從而會(huì)對(duì)水體的質(zhì)量以及二次利用的效率造成一定的損害。鑒于這一問題的存在，我們需要利用專門的方法對(duì)產(chǎn)生的污垢進(jìn)行及時(shí)的處理，并且要加強(qiáng)防腐措施。在開展試驗(yàn)操作的時(shí)候，如果裝置設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性較差，蒸汽壓縮機(jī)的運(yùn)行效率較差，勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)蒸發(fā)效果無(wú)法實(shí)現(xiàn)既定的效果，正氣壓縮機(jī)運(yùn)行效率較低，必然會(huì)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成損害。蒸發(fā)器利用密封圈來(lái)密封罐體，實(shí)際在進(jìn)行操作的時(shí)候壓力會(huì)比較低，蒸發(fā)罐器的內(nèi)部就無(wú)法實(shí)現(xiàn)真空狀態(tài)，所以在選擇密封方法上面必須要加強(qiáng)改進(jìn)。

5 蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在高含鹽廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用

高含鹽廢水的產(chǎn)生企業(yè)主要是電力、采油、煉油、石化以及煤化工類型企業(yè)。以電力企業(yè)的高含鹽廢水處理為例。對(duì)于脫硫的高含鹽廢水，根據(jù)不同的水質(zhì)選用不同的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)。根據(jù)選擇的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)質(zhì)預(yù)處理，然后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶工段。使用熱交換和防結(jié)垢技術(shù)進(jìn)行加熱處理，選擇合適的蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)。再將蒸發(fā)濃縮處理之后的“濃鹽漿”送入離心機(jī)，分離結(jié)晶固體和液體，將分離后的液體循環(huán)回收系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理。通過出鹽的控制技術(shù)，盡量消除結(jié)晶母液的外排，實(shí)現(xiàn)廢水真正的零排放。通過對(duì)發(fā)泡的控制和除液滴設(shè)施，得到水質(zhì)較好的蒸餾液，能夠再次進(jìn)行生產(chǎn)利用，節(jié)約了一定程度的生產(chǎn)成本，而且還實(shí)現(xiàn)了高含鹽廢水的零排放政策。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過對(duì)相關(guān)處理技術(shù)水平的不斷研究，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在工業(yè)廢水的處理上效果良好，不僅解決了高含鹽廢水對(duì)環(huán)境的危害，同時(shí)還提高了處理后的水體水質(zhì)，能夠?qū)I(yè)廢水進(jìn)行二次利用，減少了一定的生產(chǎn)成本， 是未來(lái)企業(yè)處理廢水的新思路。

原標(biāo)題:高含鹽廢水零排放蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)分析