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高含鹽廢水處理技術(shù)與三效蒸發(fā)器應(yīng)用

高含鹽廢水處理技術(shù)與三效蒸發(fā)器應(yīng)用

2022-06-10 16:35:03 2

  高含鹽廢水處理方法有物化處理技術(shù)、生物處理技術(shù)以及蒸汽處理技術(shù)。根據(jù)廢水性質(zhì)的不同以及出水用途和水質(zhì)要求的不同,處理方式不盡相同,一般高含鹽廢水的處理都是降低廢水的COD和含鹽量,從而達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的目的。

  一、高含鹽廢水的概述

  高含鹽廢水是指總含鹽量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%的含鹽廢水,包括高鹽生活廢水和高鹽工業(yè)廢水。其主要來源于直接利用海水的工業(yè)生產(chǎn)、生活污水和食品加工廠、制藥廠、化工廠等。這些廢水中除了含有有機(jī)污染物外,還含有大量的無機(jī)鹽,如Cl-、SO32-、SO42-等離子。這些高鹽、高有機(jī)物廢水,若未經(jīng)處理直接排放,勢必會對水體生物、生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大危害。

  二、高含鹽廢水處理技術(shù)的分析

  1、物化處理技術(shù)。

  主要有:

  (1)電解法。

  高含鹽廢水由于高鹽度的存在具有較高的導(dǎo)電性,從而為電化學(xué)法降解高含鹽廢水提供了可能性。在電解過程中,有機(jī)物電解質(zhì)溶液可以發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)從而降低COD。這種方法處理與有機(jī)物和無機(jī)鹽的種類也有關(guān),Cl-存在時(shí)可在陽極放電,生成ClO-降解COD,也有實(shí)驗(yàn)表明苯酚廢水通過電解法處理只改變了COD的存在形式并沒有減少TOC的存在總量。

  (2)膜分離工藝。

  目前較成熟的常用的膜分離工藝有微濾、超濾、納濾、反滲透四種,微濾和超濾所用膜的孔徑較大,對于COD和懸浮物的截留作用較好,但不能截留大部分溶解性物質(zhì),納濾可以截留大部分二價(jià)離子,反滲透能夠截留一價(jià)離子,所以根據(jù)要求的不同可以選擇不同的膜分離工藝進(jìn)行處理,膜分離工藝處理效果好于一般工藝,成本較高,且膜污染問題較突出,因此受到了一定限制。目前還有一些新型膜分離工藝,如膜蒸餾工藝和清華大學(xué)研制的“NANO”膜。膜蒸餾工藝?yán)檬杷さ氖杷允顾魵馔ㄟ^膜而隔離其他物質(zhì),從而保證出水潔凈,膜蒸餾工藝同樣存在膜結(jié)垢問題,且疏水膜的研制還不能滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求。其結(jié)合反滲透和膜蒸餾的工藝特點(diǎn),抗污染能力強(qiáng),截留能力強(qiáng),有良好的發(fā)展前景。

  (3)吸附工藝。

  活性炭晶格結(jié)構(gòu)獨(dú)特,表面有很多含氧官能團(tuán),可吸附大量無機(jī)物和有機(jī)物在表面,同時(shí)一些有機(jī)物進(jìn)入活性炭內(nèi)部微孔形成螯合物,從而凈化水質(zhì)。Fenton氧化工藝可產(chǎn)生強(qiáng)氧化自由基,自由基可使有機(jī)物裂解,從而提高生化活性或去除有機(jī)物?;钚蕴课?Fenton氧化工藝在Fenton試劑體系中引入了活性炭,由于活性炭的高效吸附作用,提高了氧化基附近的有機(jī)物濃度,從而提高氧化效率,并且可以避免二次污染。

  2、生物處理技術(shù)。

  由于高含鹽廢水中的高鹽度對微生物的代謝功能有抑制,高含鹽廢水的生化處理效果不能達(dá)標(biāo),因此生物法工藝著眼于利用嗜鹽菌強(qiáng)化高含鹽廢水的生化處理效果。嗜鹽菌是指在高鹽環(huán)境下能夠生長的細(xì)菌,多生存在高鹽環(huán)境中。一般在含鹽度為2%-5%的水體環(huán)境下能夠良好生存的菌稱為耐鹽菌,3%-15%鹽度環(huán)境下可生存的菌為中度嗜鹽菌,一般為真菌,15%-30%可生存者成為極端嗜鹽菌,一般為古細(xì)菌。它們可以在高鹽度條件下維持體內(nèi)的低水活度,保持酶活性,高含鹽廢水環(huán)境中成長成為優(yōu)勢菌種后可廢水COD進(jìn)行降解,使排放水達(dá)標(biāo)。目前嗜鹽菌的研究還在試驗(yàn)中,隨著技術(shù)成熟,由于生物法無二次污染,成本低廉的特點(diǎn),這種技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐。生物法的目的是降解水體中的有機(jī)污染物,對于高含鹽廢水中的無機(jī)離子還需要與物化方法配合進(jìn)行深度處理。

  三、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器應(yīng)用分析

  為了使高含鹽廢水達(dá)標(biāo)排放,可以通過合理應(yīng)用三效蒸發(fā)器達(dá)到目的,具體應(yīng)用表現(xiàn)為:

  1、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器脫鹽法。

  蒸發(fā)是現(xiàn)代化工單元操作之一,即用加熱的方法使溶液中的部分溶劑汽化并去除,以提高溶液的濃度,或?yàn)槿苜|(zhì)析出創(chuàng)造條件。三效蒸發(fā)器脫鹽法是利用濃縮結(jié)晶系統(tǒng)將廢液中的無機(jī)鹽通過蒸發(fā)的方式加以去除的方法。三效蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的三個(gè)蒸發(fā)器組成,高溫(120℃左右)加熱蒸汽被引入第一效,加熱其中的廢液,產(chǎn)生的蒸氣被引入第二效作為加熱蒸氣,使第二效的廢液以比第一效更低的溫度蒸發(fā),這個(gè)過程一直重復(fù)到最后一效。第一效凝水返回?zé)嵩刺?,其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出。同時(shí),高含鹽廢水經(jīng)過由第一效到最末效的依次濃縮,在最末效達(dá)到過飽和而結(jié)晶析出,由此實(shí)現(xiàn)鹽分與廢水的固液分離。含鹽廢水進(jìn)入三效濃縮結(jié)晶裝置,經(jīng)過三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過程,分離為淡化水和濃縮晶漿廢液,無機(jī)鹽和部分有機(jī)物可結(jié)晶分離出來進(jìn)行焚燒處理,淡化水可返回生產(chǎn)系統(tǒng)替代軟化水加以利用。

  2、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器應(yīng)用分析。

  主要表現(xiàn)為:

  (1)三效蒸發(fā)器組成。

  三效蒸發(fā)器主要由相互串聯(lián)的三組蒸發(fā)器、冷凝器、鹽分離器和輔助設(shè)備等組成。三組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運(yùn)行,組成三效蒸發(fā)器。

  (2)三效蒸發(fā)器應(yīng)用范圍。

  三效蒸發(fā)器可應(yīng)用于處理化工生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)等企業(yè)在工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高含鹽廢水,適宜處理的廢水含鹽量為3.5%~25%(質(zhì)量百分比),COD濃度為2000ppm~10000ppm。

  (3)三效蒸發(fā)器的應(yīng)用原理。

  三效蒸發(fā)器蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的生產(chǎn)方式。高含鹽廢水首先進(jìn)入一效強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶蒸發(fā)器,結(jié)晶蒸發(fā)器配有循環(huán)泵,將廢水打入蒸發(fā)換熱室,在蒸發(fā)換熱室內(nèi),外接蒸氣液化產(chǎn)生汽化潛熱,對廢水進(jìn)行加熱。由于蒸發(fā)換熱室內(nèi)壓力較大,廢水在蒸發(fā)換熱室中在高于正常液體沸點(diǎn)壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進(jìn)入結(jié)晶蒸發(fā)室后,廢水的壓力迅速下降導(dǎo)致部分廢水閃蒸,或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器作為動(dòng)力蒸氣對二效蒸發(fā)器進(jìn)行加熱。一效、二效、三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器之間通過平衡管相通,在負(fù)壓的作用下,高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動(dòng),廢水不斷地被蒸發(fā),廢水中鹽的濃度越來越高,當(dāng)廢水中的鹽分超過飽和狀態(tài)時(shí),水中鹽分就會不斷地析出,進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶室的下部的集鹽室。吸鹽泵不斷將含鹽的廢水送至旋渦鹽分離器,在旋渦鹽分離器內(nèi),固態(tài)的鹽被分離進(jìn)入儲鹽池,分離后的廢水進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱,整個(gè)過程周而復(fù)始,實(shí)現(xiàn)水與鹽的最終分離。并且冷凝器連接有真空系統(tǒng),真空系統(tǒng)抽掉蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的未冷凝氣體,使冷凝器和蒸發(fā)器保持負(fù)壓狀態(tài),提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負(fù)壓的作用下,三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產(chǎn)生的二次蒸氣自動(dòng)進(jìn)入冷凝器,在循環(huán)冷卻水的冷卻下,廢水產(chǎn)生的二次蒸氣迅速轉(zhuǎn)變成冷凝水。冷凝水可采用連續(xù)出水的方式,回收至回用水池。

  四、結(jié)束語

  綜上所述,雖然三效蒸發(fā)器存在著處理成本高、設(shè)備使用壽命短、需要蒸氣量大等缺點(diǎn),但是高含鹽廢水處理技術(shù)中的三效蒸發(fā)器脫鹽法應(yīng)用,具有技術(shù)成熟、可處理廢水范圍廣、占地面積小、處理速度快、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),因此對其進(jìn)行分析具有重要意義。(來源:億德諾(天津)環(huán)??萍加邢薰?,河南開封高壓閥門(遼寧)有限公司)

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