高含鹽廢水零排放蒸發(fā)結(jié)晶技術分析

全康環(huán)保:摘要：在最近的幾年時間里了，我國社會經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展，有效的推動了我國工業(yè)技術水平的大幅度提升，從而帶動了我國民眾生活質(zhì)量的顯著提高，使得各個行業(yè)對水體質(zhì)量提出了更高的要求。當前，在世界范圍各個國家中，人們對環(huán)境保護工作越發(fā)的重視，并且制定了專門的能源消耗規(guī)定。現(xiàn)如今，我國水資源匱乏的問題越發(fā)的嚴重，使得廢水綜合利于以及零排放概念應時而生，務必要加以重點關注，推動環(huán)境保護工作全面的開展

0 引言

在社會飛速發(fā)展的帶動下，使得各個行業(yè)得到了顯著的發(fā)展，在這個過程中水資源供應不足的問題越發(fā)的凸顯出來，加大力度進行工業(yè)廢水零排放是符合社會發(fā)展的趨勢的。早在上世紀七十年代的時候，美國相關機構(gòu)就提出了廢水零排放的概念，并對廢水零排放進行了詳細的說明，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行處理。在本世紀初的時候，我國專門的制定了相關節(jié)水技術政策大綱，詳細的對零排放技術進行了規(guī)范。要想真正的落實廢水零排放的目的，最為重要的是要運用恰當?shù)膬?yōu)化技術，促進系統(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工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水進行清潔，將廢水中的污染物以固體析出的形式進行處理，減少廢水中的污染物無限接近于零的活動。該活動充分體現(xiàn)了對自然生態(tài)環(huán)境的保護，同時將處理過后的非廢水進行再次利用， 減少對不可再生資源的消耗，強調(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)展進程的加快，各種化工企業(yè)層出不窮，對自然環(huán)境的威脅也更加的大。又因為國家政府和社會公眾對環(huán)境保護問題越來越重視， 特別是對于化工企業(yè)本身而言，對水質(zhì)的要求也越來越高，因此高含鹽廢水的零排放領域的相關技術研究更加重要。

2 高鹽廢水零排放蒸發(fā)處理技術現(xiàn)狀分析

當前人們處理高鹽廢水時，采用的工藝方法時生物法與非生物法。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法達到預期目標。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成本較高，污水處理周期比較長，在高鹽廢水處理時存在一定局限性。人們將蒸發(fā)處理技術加以優(yōu)化和改進，將其變?yōu)檎舭l(fā)結(jié)晶技術。該技術是當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)其實質(zhì)是將多個蒸發(fā)設備串聯(lián)成一個系統(tǒng)，上一個蒸發(fā)器所釋放出來的二次蒸汽為后一個蒸發(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)的流程簡圖。經(jīng)過試驗我們發(fā)現(xiàn)，多效蒸發(fā)系統(tǒng)實用性較強，操作十分簡便，系統(tǒng)運行穩(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)其實質(zhì)是結(jié)合熱泵激勵，系統(tǒng)運行所產(chǎn)生的蒸汽通過文丘里蒸氣噴射式熱泵，來構(gòu)建負壓條件，將前一個加熱室內(nèi)的二次蒸汽進行收集，并對系統(tǒng)進行增壓，升溫處理之后將產(chǎn)生的蒸汽當做是熱能加以利用，流程如圖2所示。結(jié)合整個系統(tǒng)的特征進行分析我們發(fā)現(xiàn)，運用熱力蒸汽壓縮設備所能夠節(jié)約的能源與增加蒸發(fā)設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技術其實質(zhì)是結(jié)合噴射泵原理進行實踐操作，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，效果明顯，并且操作十分簡便。

3. 3 機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)

機械式蒸汽再壓縮(Mechanical Vapor Recompression, MVR或MVC),又稱機械熱壓縮，其流程示意圖見圖3。MVR借助專門的壓縮設備將蒸汽設備運行形成的二次蒸汽進行壓縮，在完成加工處理之后，運送到加熱設備進行升溫處理，促使料液自身溫度進行提升，在這個過程中，熱蒸汽會發(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)定的運行中可以暫停蒸汽的供應，這樣就有效的提升了熱效率，并降低了對外部熱能的需求量，起到了控制能耗的作用。MVR所使用的是單效操作的方式，料液的儲存時長較短，能源損耗以及系統(tǒng)運行成本相對較低，所以受到了人們的青睞。

3.4 降膜式機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)

降膜式機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術，是現(xiàn)如今針對高含鹽廢水進行處理的最直接，最高效的方法。這種蒸汽設備其實質(zhì)是借助降膜式蒸發(fā)形式，并且在原有機械蒸發(fā)的基礎上，在整個系統(tǒng)中安設了液體再循環(huán)泵結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)液料的循環(huán)使用，圖 3 為該工藝的流程簡圖。

待處理的高含鹽廢水流入到換熱設備進行升溫處理，時候通過除氣設備，將水體中中的氧氣和二氧化碳進行清除， 隨后流入到濃縮設備底部，在濃縮設備內(nèi)部與循環(huán)鹽水進行混合?；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的處理之后，流入到濃縮設備中設置的換熱管道之外，對鹽水膜實施加熱處理，促使鹽水能夠進行蒸發(fā)，壓縮蒸汽會在換熱管道的外層降溫最終形成蒸餾水，蒸餾水經(jīng)過設置的管道后備輸送到儲存罐中等待使用，在這個時候，需要對流入的廢水進行升溫處理，地槽位置的部分鹽水會被排放?繢矗?這樣才能實現(xiàn)濃縮設備中鹽水濃度的控制工作。

3.5 幾種蒸發(fā)器的比較

當前，多效蒸發(fā)(MEE)技術成熟，適合大范圍的對廢水進行處理，所形成的蒸汽量較為巨大，因為各個有效壓力和溫度形成一個階梯狀分布形式，為了提升蒸發(fā)的效率，需要逐漸的擴大換熱的面積，但是這樣往往會增加成本，所以要對效數(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，在啟動時需要新鮮蒸汽供給，正常運行后不需另行供給蒸汽。但MVR對蒸汽壓縮機能力的要求很高，蒸汽壓縮機基本采用國外進口，價格高昂。其總體優(yōu)勢在于低能耗、低成本運行， 占地面積小，公用工程配套少。降膜式機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)不但具有MVR的優(yōu)點，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)器可以達到多效蒸發(fā)的效果，液料強制循環(huán)還可以減少堵塞。

4 幾種蒸發(fā)工藝流程介紹

在針對系統(tǒng)實施管理工作的時候，針對獲得的試驗結(jié)果進行綜合分析我們發(fā)現(xiàn)，如果原水中的鈣成分的占比較大， 那么蒸發(fā)設備內(nèi)部勢必會出現(xiàn)結(jié)垢的問題，從而會對水體的質(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產(chǎn)生的污垢進行及時的處理，并且要加強防腐措施。在開展試驗操作的時候，如果裝置設備的運行穩(wěn)定性較差，蒸汽壓縮機的運行效率較差，勢必會造成系統(tǒng)蒸發(fā)效果無法實現(xiàn)既定的效果，正氣壓縮機運行效率較低，必然會對試驗數(shù)據(jù)的準確性造成損害。蒸發(fā)器利用密封圈來密封罐體，實際在進行操作的時候壓力會比較低，蒸發(fā)罐器的內(nèi)部就無法實現(xiàn)真空狀態(tài)，所以在選擇密封方法上面必須要加強改進。

5 蒸發(fā)結(jié)晶技術在高含鹽廢水處理領域的應用

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。對于?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。根據(jù)選擇的蒸發(fā)結(jié)晶技術，對廢水進行調(diào)質(zhì)預處理，然后進入蒸發(fā)結(jié)晶工段。使用熱交換和防結(jié)垢技術進行加熱處理，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，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)進行蒸發(fā)結(jié)晶處理。通過出鹽的控制技術，盡量消除結(jié)晶母液的外排，實現(xiàn)廢水真正的零排放。通過對發(fā)泡的控制和除液滴設施，得到水質(zhì)較好的蒸餾液，能夠再次進行生產(chǎn)利用，節(jié)約了一定程度的生產(chǎn)成本，而且還實現(xiàn)了高含鹽廢水的零排放政策。

結(jié)束語

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