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高含鹽廢水零排放蒸發結晶技術

隨著我國的工業技術跳躍式的發展,人們的生活質量也有了非常大的提升,很多行業對水質也有了更高的要求。目前,各個國家也越來越重視對環境的保護工作,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題越來越嚴重,所以廢水綜合利用和“零排放”成為環保領域中最為關注的課題之一。

  1、高含鹽廢水

  高含鹽廢水指的就是總含鹽質量分數超過百分之一的廢水,而且高含鹽廢水的來源非常廣泛,無論是化工還是農藥以及電力行業都會產生高含鹽廢水。而高含鹽廢水有機物會根據不同的生產過程,包含的有機物類型以及性質有非常大的差距,但是鹽類中的物質通常情況下都是Cl-、SO42-、Na+等一些鹽類物質。上述的物質都是微生物生長的必須品,微生物會在生長期間加快酶反應,對滲透壓進行有效調節。但是,當離子濃度超過一定值的時候,就會使微生物產生一定的毒害作用。

  2、蒸發結晶技術簡介

  (1)多效蒸發技術。

  多效強制循環蒸發器的組成主要有兩部分,分別是換熱器與結晶蒸發器。液體在一臺循環泵中的列管中不斷循環,在超過液體的沸點下進行加熱,這樣就會不斷產生蒸汽,蒸汽就會進入冷凝器進行冷凝。最終送到鹽分離器,使鹽水得以分離。

  (2)機械熱壓縮技術。

  機械熱蒸汽就是通過蒸發器當中的二次蒸汽,進行再一步的壓縮,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。在加熱的過程中,必須要確保料液始終保持沸騰的狀態。相比較MED的換熱以及蒸發來說,利用兩個設備來開展在效率方面會更高一些,并且可以有效降低造成的能耗。

  (3)對比MEE和MVR。

  MVR相比較MEE來說,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技術在第一次啟動時必須要海量的蒸汽支持,所以在無蒸汽來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。對設備來說,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,所以實際在應用的時候,經常會出現一些漏洞。目前我國使用的蒸汽壓縮機大部分都是國外進口的設備,價格方面就比較高。

  3、應用蒸汽壓縮機技術高含鹽廢水零排放

  (1)工作原理及流程

  蒸汽壓縮機技術工作原理為:蒸發器產生的二次蒸汽通過壓縮機進一步的壓縮之后,提高了壓力以及溫度。之后壓縮蒸汽就會釋放大量的潛熱,經過冷凝之后形成冷凝水,而物料會不斷的吸收熱量,繼續產生蒸汽,這就是二次蒸汽。二次蒸汽就通過不斷的反復進行,物料就會繼續蒸發,一直循環下去。在啟動蒸汽壓縮機裝置之后,蒸發器的真空度如果是在80kPa的情況下,那么蒸發產生的二次蒸汽壓力就是20kPa,溫度可以達到60℃。通過蒸發器當中的二次蒸汽,進行再一步的壓縮,從而增加壓力,使得溫度提升,增加熱焓,蒸汽壓縮機就會增加2kPa左右的壓力。

  (2)蒸發結晶流程

  熱法結晶的蒸發工藝可以劃分成兩大部分,分別是蒸發濃縮與蒸發結晶。原水是從原水箱中抽取的,通過原水泵,之后在利用熱交換器輸送到蒸發器中。如果蒸發器中的真空度是80kPa、溫度達到60℃的情況下,原水就會沸騰蒸發,這樣就會產生二次蒸汽,利用蒸汽壓縮機再次進行加壓之后,通過薄膜換熱器形成冷凝水,流入到冷凝水箱內,最終通過水泵輸送到凈水箱內。蒸發器當中的原水在蒸發的過程當中,會產生濃縮液,有些濃縮液會直接排放到收集箱,進行下一道工序的處理;還有些濃縮液就會依照原水流量的比例,抽回到進水池。操作人員能夠對濃縮液回流的流量比率進行適當的調節。蒸發器內的原液是薄膜換熱器蒸發側的冷卻水,在循環水泵泵入作用下,原液從薄膜換熱器頂部噴淋下來,然后,再進入蒸發器底部。通過這種循環來維持系統壓力。對于蒸發器來說,其內部需要保持真空狀態,通過外部真空泵可以實現這一目的。

  系統的真空度保持在80kPa,溫度是60℃,進水流量是500L/h的情況下,對脫硫廢水處理的試驗進行模擬,最后得出的結果是:冷凝水以及濃縮液的電導率、Cl-、SO42-、Ca2+,這些物質會隨著原水含鹽量的增加,不斷提升。并且水回收率也會隨著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行處理的時候,實際產生的平均能耗是23.5kW·h,相比較三效蒸發器要低很多;水的回收率低,并且能耗也非常高。

  隨著原水含鹽量不斷的提升,水的回收率會呈現緩慢減少的現象。如果原水含鹽量是2.8%的時候,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%時的水回收率有非常大的差距。

  (3)蒸汽壓縮機技術不足之處

  在進行系統運行管理的過程中,對得出的實驗結果分析就能夠發現,如果原水的鈣含量過高的時候,那么蒸發器的內部就會產生結垢情況,從而對出水的水質以及水的實際回收率產生非常大的影響。下次對設備進行之前,就必須要通過人工對污垢進行處理。所以,對設備中的污垢加強防腐的措施,是目前該領域人員非常關注的一個話題。實際在進行試驗的過程當中,如果設備裝置的運行狀態不是特別穩定的情況下,蒸汽壓縮機的實際效率也不會太高,這就對最終的蒸發效果以及得出數據的準確性帶來非常大的影響。蒸發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,蒸發罐器的內部就無法實現真空狀態,所以在選擇密封方法上面必須要加強改進。

  4、結語

  綜上所述,想要使廢水零排放得以實現,就必須要加強重視高含鹽水的處理技術。現階段,蒸發結晶技術主要是在化工、制藥等領域有廣泛的應用,能夠有效處理廢水,使廢水零排放得以實現。而且能夠對化工原料中的有用部分再次收回應用,對環境有很大的保護效果,從而增加企業的經濟收益。

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