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高含鹽廢水處理技術與三效蒸發器應用

高含鹽廢水處理方法有物化處理技術、生物處理技術以及蒸汽處理技術。根據廢水性質的不同以及出水用途和水質要求的不同，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，從而達到達標排放的目的。

　　一、高含鹽廢水的概述

　　高含鹽廢水是指總含鹽量質量分數大于1%的含鹽廢水，包括高鹽生活廢水和高鹽工業廢水。其主要來源于直接利用海水的工業生產、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污染物外，還含有大量的無機鹽，如Cl-、SO32-、SO42-等離子。這些高鹽、高有機物廢水，若未經處理直接排放，勢必會對水體生物、生活飲用水和工農業生產用水產生極大危害。

　　二、高含鹽廢水處理技術的分析

　　1、物化處理技術。

　　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電性，從而為電化學法降解高含鹽廢水提供了可能性。在電解過程中，有機物電解質溶液可以發生一系列氧化還原反應從而降低COD。這種方法處理與有機物和無機鹽的種類也有關，Cl-存在時可在陽極放電，生成ClO-降解COD，也有實驗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，納濾可以截留大部分二價離子，反滲透能夠截留一價離子，所以根據要求的不同可以選擇不同的膜分離工藝進行處理，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研制的“NANO”膜。膜蒸餾工藝利用疏水膜的疏水性使水蒸氣通過膜而隔離其他物質，從而保證出水潔凈，膜蒸餾工藝同樣存在膜結垢問題，且疏水膜的研制還不能滿足大規模應用的要求。其結合反滲透和膜蒸餾的工藝特點，抗污染能力強，截留能力強，有良好的發展前景。

　　(3)吸附工藝。

　　活性炭晶格結構獨特，表面有很多含氧官能團，可吸附大量無機物和有機物在表面，同時一些有機物進入活性炭內部微孔形成螯合物，從而凈化水質。Fenton氧化工藝可產生強氧化自由基，自由基可使有機物裂解，從而提高生化活性或去除有機物。活性炭吸附-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。

　　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標，因此生物法工藝著眼于利用嗜鹽菌強化高含鹽廢水的生化處理效果。嗜鹽菌是指在高鹽環境下能夠生長的細菌，多生存在高鹽環境中。一般在含鹽度為2%-5%的水體環境下能夠良好生存的菌稱為耐鹽菌，3%-15%鹽度環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，一般為古細菌。它們可以在高鹽度條件下維持體內的低水活度，保持酶活性，高含鹽廢水環境中成長成為優勢菌種后可廢水COD進行降解，使排放水達標。目前嗜鹽菌的研究還在試驗中，隨著技術成熟，由于生物法無二次污染，成本低廉的特點，這種技術可以廣泛應用于工程實踐。生物法的目的是降解水體中的有機污染物，對于高含鹽廢水中的無機離子還需要與物化方法配合進行深度處理。

　　三、高含鹽廢水處理中的三效蒸發器應用分析

　　為了使高含鹽廢水達標排放，可以通過合理應用三效蒸發器達到目的，具體應用表現為：

　　1、高含鹽廢水處理中的三效蒸發器脫鹽法。

　　蒸發是現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，或為溶質析出創造條件。三效蒸發器脫鹽法是利用濃縮結晶系統將廢液中的無機鹽通過蒸發的方式加以去除的方法。三效蒸發器是由相互串聯的三個蒸發器組成，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，這個過程一直重復到最后一效。第一效凝水返回熱源處，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出。同時，高含鹽廢水經過由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達到過飽和而結晶析出，由此實現鹽分與廢水的固液分離。含鹽廢水進入三效濃縮結晶裝置，經過三效蒸發冷凝的濃縮結晶過程，分離為淡化水和濃縮晶漿廢液，無機鹽和部分有機物可結晶分離出來進行焚燒處理，淡化水可返回生產系統替代軟化水加以利用。

　　2、高含鹽廢水處理中的三效蒸發器應用分析。

　　主要表現為：

　　(1)三效蒸發器組成。

　　三效蒸發器主要由相互串聯的三組蒸發器、冷凝器、鹽分離器和輔助設備等組成。三組蒸發器以串聯的形式運行，組成三效蒸發器。

　　(2)三效蒸發器應用范圍。

　　三效蒸發器可應用于處理化工生產、醫藥生產等企業在工藝生產過程中產生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5%~25%(質量百分比)，COD濃度為2000ppm~10000ppm。

　　(3)三效蒸發器的應用原理。

　　三效蒸發器蒸發系統采用連續進料、連續出料的生產方式。高含鹽廢水首先進入一效強制循環結晶蒸發器，結晶蒸發器配有循環泵，將廢水打入蒸發換熱室，在蒸發換熱室內，外接蒸氣液化產生汽化潛熱，對廢水進行加熱。由于蒸發換熱室內壓力較大，廢水在蒸發換熱室中在高于正常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結晶蒸發室后，廢水的壓力迅速下降導致部分廢水閃蒸，或迅速沸騰。廢水蒸發后的蒸氣進入二效強制循環蒸發器作為動力蒸氣對二效蒸發器進行加熱。一效、二效、三效強制循環蒸發器之間通過平衡管相通，在負壓的作用下，高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷地被蒸發，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀態時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發結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，固態的鹽被分離進入儲鹽池，分離后的廢水進入二效強制循環蒸發器加熱，整個過程周而復始，實現水與鹽的最終分離。并且冷凝器連接有真空系統，真空系統抽掉蒸發系統內產生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發器保持負壓狀態，提高蒸發系統的蒸發效率。在負壓的作用下，三效強制循環蒸發器中的廢水產生的二次蒸氣自動進入冷凝器，在循環冷卻水的冷卻下，廢水產生的二次蒸氣迅速轉變成冷凝水。冷凝水可采用連續出水的方式，回收至回用水池。

　　四、結束語

　　綜上所述，雖然三效蒸發器存在著處理成本高、設備使用壽命短、需要蒸氣量大等缺點，但是高含鹽廢水處理技術中的三效蒸發器脫鹽法應用，具有技術成熟、可處理廢水范圍廣、占地面積小、處理速度快、節能等優點，因此對其進行分析具有重要意義。