煤化工高鹽廢水排放蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

　　1、煤化工業(yè)廢水分類和高鹽廢水

　　煤化工業(yè)廢水按照廢水中所含主要污染物化學性質(zhì)進行分類，可分成無機廢水和有機廢水，比如礦物加工廢水和電鍍廢水是無機廢水;食品或石油加工過程中的廢水是有機廢水。按照工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品和加工對象來劃分，可以分成冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、化學肥料廢水等。按照廢水中含有污染物的主要成分來劃分，可以分成酸性廢水、堿性廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含油廢水、含硫廢水等。

　　高鹽廢水指的是總含鹽質(zhì)量分數(shù)在1%以上的廢水，來源主要集中在電力生產(chǎn)、煤化工生產(chǎn)、煉油、冶金和制造生產(chǎn)等行業(yè)中。高鹽廢水有機物根據(jù)生產(chǎn)過程的不同，其有機物種類和化學性質(zhì)也有很大的差別，但是基本上含鹽類物質(zhì)都包含氯離子、硫酸根離子、鈉離子等。高鹽廢水的處理采用的是蒸發(fā)結(jié)晶設備來進行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理，從而實現(xiàn)中水回收利用、降低能耗的目標。

　　2、高鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應用現(xiàn)狀分析

　　對于高鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理，其設備包括多效蒸發(fā)結(jié)晶設備和機械熱壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設備。其中多效蒸發(fā)結(jié)晶設備是將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)起來操作，前一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽可以作為下一級蒸發(fā)器的加熱熱源，具有進水預處理簡單、溶劑溶質(zhì)分離徹底、應用靈活、成本低、熱能利用率高等優(yōu)點。機械熱壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設備的特點是利用蒸發(fā)器中的二次蒸汽，經(jīng)過壓縮機壓縮、壓力、溫度升高后，送到蒸發(fā)器的加熱時作為加熱蒸汽使用，使料液保持持續(xù)沸騰的狀態(tài)，加熱蒸汽成為冷凝成水。充分利用了蒸汽，也回收了潛熱，提高了熱效率，具有降低能耗和減少污染的優(yōu)點。同時該設備的占地面積較小，自動化程度高。但是和多效結(jié)晶設備相比，機械熱壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設備的總造價成本、運行成本都高，尤其在廢水沸點隨著濃度上升快時，需要壓縮的溫度升高，壓縮機電功率提升，其經(jīng)濟性能會明顯降低。

　　3、低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)具體應用

　　3.1 低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的應用特點

　　多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)已發(fā)展到成熟階段，解決了結(jié)垢嚴重的問題，該技術(shù)主要具有以下幾方面的特點：第一，多效蒸發(fā)傳熱過程是沸騰和冷凝換熱，屬雙側(cè)相變傳熱，所以傳熱系數(shù)較高。在相同溫度范圍內(nèi)，多效蒸發(fā)所用傳熱面積比多級閃蒸所用面積少。第二，多效蒸發(fā)和多級閃蒸相比，其產(chǎn)生淡水過程不用過多依賴含鹽水分吸收的顯熱，潛熱比顯熱要低，所以產(chǎn)生同樣多的淡水，多效蒸發(fā)所需循環(huán)量比多級閃蒸少，且不需要過多的動力消耗。第三，多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在運行操作時其彈性較大，負荷范圍廣泛。

　　3.2 多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的應用原理

　　多效蒸發(fā)器的種類也有很多，從蒸汽利用角度出發(fā)可分成一效到五效。在工業(yè)生產(chǎn)中，一般為了降低加熱蒸汽消耗的量主要采用二效及其以上的多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)將多組蒸發(fā)器結(jié)合起來，第一效蒸發(fā)采用廠區(qū)蒸汽作為熱源，之后其余效組蒸發(fā)都利用前一級產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源，可明顯降低加熱蒸汽的消耗量。此外，除了最后一效蒸發(fā)器，其余每一級蒸發(fā)所產(chǎn)生的二次蒸汽在后一級的加熱室中作為熱源利用后最后成為冷凝水排出，從而降低了冷卻水的消耗量。在設計多效蒸發(fā)器時，要考慮系統(tǒng)能耗的整體降低，另外還要考慮到設備投資和溫差限制等因素。在實際廢水處理中，三效蒸發(fā)器應用最多。

　　3.3 高鹽廢水多效蒸發(fā)工藝流程

　　含鹽水首先進入到冷凝器中預熱和脫氣，然后分成冷卻水和蒸餾進料兩股物流，冷卻水直接排入到河流，另一股則作為蒸餾中的物料。進料含鹽水在加入阻垢劑后進入到蒸發(fā)器后幾效中，料液被均勻分布到蒸發(fā)器的頂排管上，沿著頂排管以薄膜狀態(tài)向下流動，部分料液吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而被蒸發(fā)。作為二次蒸汽，在下一效中被冷卻成產(chǎn)品稅，然后進入到蒸發(fā)器的下一個效組中，該效組操作運行溫度比上一效組溫度高，再經(jīng)過噴淋、蒸發(fā)和冷凝過程，然后將剩余的料液再輸送到下一高溫效組中，在溫度最高的效組中蒸發(fā)結(jié)晶。

　　3.4 多效蒸發(fā)在高鹽廢水處理中具體應用實現(xiàn)

　　多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)可通過濃縮工業(yè)廢水回收有價值的部分，但在實際應用中因為冷凝水中帶有低沸點成分的有機污染物，所以還需要通過優(yōu)化設計處理工藝來進一步去除廢水中的有機物。第一步，在高鹽廢水預處理中的應用。由于微生物難以在高鹽環(huán)境下生長，所以可將蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)和生化處理技術(shù)結(jié)合起來，蒸發(fā)后所有鹽分基本會留在蒸發(fā)濃液中，大部分冷凝水排出蒸發(fā)系統(tǒng)作進一步回收處理。在設計時采用經(jīng)濟節(jié)能的三效蒸發(fā)處理原水，一效和二效采用的是降膜換熱器，可獲得較高的換熱效率，第三效采用強制性循環(huán)換熱器，可解決因為加熱介質(zhì)高濃度引起的設備結(jié)垢問題。在冷凝液經(jīng)過換熱后排入到MBR池中進一步生化降解，因為進入到降解池的冷凝液中的有機物大部分是低分子、小分子的易降解有機物，所以最后出水在經(jīng)過消毒后滿足城市雜用水回收的標準。

　　第二在無機鹽分離、濃縮和回收中的應用。比如在高鹽高硬度的含油廢水處理中，可采用四效蒸發(fā)器，根據(jù)含油廢水的特點，在預處理環(huán)節(jié)中國去除污水中的油和懸浮物，避免多效蒸發(fā)器和換熱器被污染或堵塞;對于羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水中氯化鈉和的回收，可采用兩效蒸發(fā)器，采用分步蒸發(fā)，在兩次蒸發(fā)中回收氯化鈉和氰基乙酸鈉。

　　4、結(jié)語

　　綜上所述，相比較于兩種蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，不但其操作溫度低，所以可減緩設備腐蝕和結(jié)垢速度，可充分利用化工廠的低溫廢熱，而且系統(tǒng)運行操作的彈性較大、動力消耗量小、系統(tǒng)熱效率高且能保證操作的安全可靠。所以將低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應用到煤化工企業(yè)高鹽廢水的處理中，從造價、水質(zhì)處理效果方面都有明顯的優(yōu)勢，可將低溫余熱利用和煉化污水深度處理結(jié)合起來，解決高鹽污水脫鹽難度高、能耗高等問題。(來源：浙江天澈環(huán)境科技有限公司，諸暨吉昌園林建設有限公司)