高含鹽廢水零排放蒸發(fā)結晶技術(shù)
隨著(zhù)我國的工業(yè)技術(shù)跳躍式的發(fā)展,人們的生活質(zhì)量也有了非常大的提升,很多行業(yè)對水質(zhì)也有了更高的要求。目前,各個(gè)國家也越來(lái)越重視對環(huán)境的保護工作,對能源方面的消耗規定要求也更高。由于我國水資源短缺問(wèn)題越來(lái)越嚴重,所以廢水綜合利用和“零排放”成為環(huán)保領(lǐng)域中最為關(guān)注的課題之一。
1、高含鹽廢水
高含鹽廢水指的就是總含鹽質(zhì)量分數超過(guò)百分之一的廢水,而且高含鹽廢水的來(lái)源非常廣泛,無(wú)論是化工還是農藥以及電力行業(yè)都會(huì )產(chǎn)生高含鹽廢水。而高含鹽廢水有機物會(huì )根據不同的生產(chǎn)過(guò)程,包含的有機物類(lèi)型以及性質(zhì)有非常大的差距,但是鹽類(lèi)中的物質(zhì)通常情況下都是Cl-、SO42-、Na+等一些鹽類(lèi)物質(zhì)。上述的物質(zhì)都是微生物生長(cháng)的必須品,微生物會(huì )在生長(cháng)期間加快酶反應,對滲透壓進(jìn)行有效調節。但是,當離子濃度超過(guò)一定值的時(shí)候,就會(huì )使微生物產(chǎn)生一定的毒害作用。
2、蒸發(fā)結晶技術(shù)簡(jiǎn)介
(1)多效蒸發(fā)技術(shù)。
多效強制循環(huán)蒸發(fā)器的組成主要有兩部分,分別是換熱器與結晶蒸發(fā)器。液體在一臺循環(huán)泵中的列管中不斷循環(huán),在超過(guò)液體的沸點(diǎn)下進(jìn)行加熱,這樣就會(huì )不斷產(chǎn)生蒸汽,蒸汽就會(huì )進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝。最終送到鹽分離器,使鹽水得以分離。
(2)機械熱壓縮技術(shù)。
機械熱蒸汽就是通過(guò)蒸發(fā)器當中的二次蒸汽,進(jìn)行再一步的壓縮,從而增加壓力,使得溫度提升,增加熱焓,之后再傳送到加熱室中加熱使用。在加熱的過(guò)程中,必須要確保料液始終保持沸騰的狀態(tài)。相比較MED的換熱以及蒸發(fā)來(lái)說(shuō),利用兩個(gè)設備來(lái)開(kāi)展在效率方面會(huì )更高一些,并且可以有效降低造成的能耗。
(3)對比MEE和MVR。
MVR相比較MEE來(lái)說(shuō),可以使二次蒸汽得到最大程度的,并且有非常好的節能效果。但是,因為MVR技術(shù)在第一次啟動(dòng)時(shí)必須要海量的蒸汽支持,所以在無(wú)蒸汽來(lái)源的區域就需要建設備用鍋爐,這就在一定程度上增加了投入成本。另外,MVR技術(shù)在電能需求上有非常高的要求,在電力不充盈的區域不適合使用。對設備來(lái)說(shuō),MVR對蒸汽壓縮機的能力有非常高的要求,因為國內的機械加工以及制造水平相比較國外還存在很大的差距,所以實(shí)際在應用的時(shí)候,經(jīng)常會(huì )出現一些漏洞。目前我國使用的蒸汽壓縮機大部分都是國外進(jìn)口的設備,價(jià)格方面就比較高。
3、應用蒸汽壓縮機技術(shù)高含鹽廢水零排放
(1)工作原理及流程
蒸汽壓縮機技術(shù)工作原理為:蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽通過(guò)壓縮機進(jìn)一步的壓縮之后,提高了壓力以及溫度。之后壓縮蒸汽就會(huì )釋放大量的潛熱,經(jīng)過(guò)冷凝之后形成冷凝水,而物料會(huì )不斷的吸收熱量,繼續產(chǎn)生蒸汽,這就是二次蒸汽。二次蒸汽就通過(guò)不斷的反復進(jìn)行,物料就會(huì )繼續蒸發(fā),一直循環(huán)下去。在啟動(dòng)蒸汽壓縮機裝置之后,蒸發(fā)器的真空度如果是在80kPa的情況下,那么蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽壓力就是20kPa,溫度可以達到60℃。通過(guò)蒸發(fā)器當中的二次蒸汽,進(jìn)行再一步的壓縮,從而增加壓力,使得溫度提升,增加熱焓,蒸汽壓縮機就會(huì )增加2kPa左右的壓力。
(2)蒸發(fā)結晶流程
熱法結晶的蒸發(fā)工藝可以劃分成兩大部分,分別是蒸發(fā)濃縮與蒸發(fā)結晶。原水是從原水箱中抽取的,通過(guò)原水泵,之后在利用熱交換器輸送到蒸發(fā)器中。如果蒸發(fā)器中的真空度是80kPa、溫度達到60℃的情況下,原水就會(huì )沸騰蒸發(fā),這樣就會(huì )產(chǎn)生二次蒸汽,利用蒸汽壓縮機再次進(jìn)行加壓之后,通過(guò)薄膜換熱器形成冷凝水,流入到冷凝水箱內,最終通過(guò)水泵輸送到凈水箱內。蒸發(fā)器當中的原水在蒸發(fā)的過(guò)程當中,會(huì )產(chǎn)生濃縮液,有些濃縮液會(huì )直接排放到收集箱,進(jìn)行下一道工序的處理;還有些濃縮液就會(huì )依照原水流量的比例,抽回到進(jìn)水池。操作人員能夠對濃縮液回流的流量比率進(jìn)行適當的調節。蒸發(fā)器內的原液是薄膜換熱器蒸發(fā)側的冷卻水,在循環(huán)水泵泵入作用下,原液從薄膜換熱器頂部噴淋下來(lái),然后,再進(jìn)入蒸發(fā)器底部。通過(guò)這種循環(huán)來(lái)維持系統壓力。對于蒸發(fā)器來(lái)說(shuō),其內部需要保持真空狀態(tài),通過(guò)外部真空泵可以實(shí)現這一目的。
系統的真空度保持在80kPa,溫度是60℃,進(jìn)水流量是500L/h的情況下,對脫硫廢水處理的試驗進(jìn)行模擬,最后得出的結果是:冷凝水以及濃縮液的電導率、Cl-、SO42-、Ca2+,這些物質(zhì)會(huì )隨著(zhù)原水含鹽量的增加,不斷提升。并且水回收率也會(huì )隨著(zhù)原水含的鹽量增加而不斷下降,水的回收率最高達到了40.0%;對1噸的模擬脫硫廢水進(jìn)行處理的時(shí)候,實(shí)際產(chǎn)生的平均能耗是23.5kW?h,相比較三效蒸發(fā)器要低很多;水的回收率低,并且能耗也非常高。
隨著(zhù)原水含鹽量不斷的提升,水的回收率會(huì )呈現緩慢減少的現象。如果原水含鹽量是2.8%的時(shí)候,那么水的平均回收率是40.0%;如果原水的含鹽廢水含鹽量達到了3.5%的情況下,那么水的回收率只有20.0%左右,相比較單污染物的原水含鹽量為0.5%-0.6%時(shí)的水回收率有非常大的差距。
(3)蒸汽壓縮機技術(shù)不足之處
在進(jìn)行系統運行管理的過(guò)程中,對得出的實(shí)驗結果分析就能夠發(fā)現,如果原水的鈣含量過(guò)高的時(shí)候,那么蒸發(fā)器的內部就會(huì )產(chǎn)生結垢情況,從而對出水的水質(zhì)以及水的實(shí)際回收率產(chǎn)生非常大的影響。下次對設備進(jìn)行之前,就必須要通過(guò)人工對污垢進(jìn)行處理。所以,對設備中的污垢加強防腐的措施,是目前該領(lǐng)域人員非常關(guān)注的一個(gè)話(huà)題。實(shí)際在進(jìn)行試驗的過(guò)程當中,如果設備裝置的運行狀態(tài)不是特別穩定的情況下,蒸汽壓縮機的實(shí)際效率也不會(huì )太高,這就對最終的蒸發(fā)效果以及得出數據的準確性帶來(lái)非常大的影響。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)罐器的內部就無(wú)法實(shí)現真空狀態(tài),所以在選擇密封方法上面必須要加強改進(jìn)。
4、結語(yǔ)
綜上所述,想要使廢水零排放得以實(shí)現,就必須要加強重視高含鹽水的處理技術(shù)?,F階段,蒸發(fā)結晶技術(shù)主要是在化工、制藥等領(lǐng)域有廣泛的應用,能夠有效處理廢水,使廢水零排放得以實(shí)現。而且能夠對化工原料中的有用部分再次收回應用,對環(huán)境有很大的保護效果,從而增加企業(yè)的經(jīng)濟收益。(來(lái)源:神華榆林能源化工有限公司)
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