高鹽廢水零排放蒸發(fā)處理技術(shù)的分析及應(yīng)用研究

羅潔榮

摘要：國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)下，我國化工行業(yè)發(fā)展進(jìn)程逐步加快，高鹽廢水對(duì)環(huán)境污染日益嚴(yán)重，影響到人類的生活起居?；谖覈舭l(fā)處理研究現(xiàn)狀，總結(jié)當(dāng)前蒸發(fā)處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，發(fā)掘這一技術(shù)的應(yīng)用意義，在此基礎(chǔ)上提出這一技術(shù)的應(yīng)用方案。

關(guān)鍵詞：高鹽廢水;零排放;蒸發(fā)處理

隨著化工行業(yè)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)時(shí)排放的高鹽廢水越來越多，對(duì)環(huán)境的影響日漸惡劣，目前已經(jīng)影響到地球生態(tài)環(huán)境與人類的健康安全。高鹽廢水是指總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少1%的廢水，我國已經(jīng)建成針對(duì)這一污染物的新型處理標(biāo)準(zhǔn)，所以應(yīng)用先進(jìn)的蒸發(fā)處理系統(tǒng)進(jìn)行高鹽廢水的處理已經(jīng)成為當(dāng)前人們關(guān)注的重點(diǎn)。

1高鹽廢水零排放蒸發(fā)處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前人們處理高鹽廢水時(shí)，采用的工藝方法時(shí)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(jī)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(guān)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(dá)到預(yù)期目標(biāo)。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(shù)成本較高，污水處理周期比較長，在高鹽廢水處理時(shí)存在一定局限性。人們將蒸發(fā)處理技術(shù)加以優(yōu)化和改進(jìn)，將其變?yōu)檎舭l(fā)結(jié)晶技術(shù)。該技術(shù)是當(dāng)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。

2高鹽廢水零排放蒸發(fā)處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1多效蒸發(fā)

多效蒸發(fā)是高鹽廢水零排放蒸發(fā)處理技術(shù)的一種，簡稱為MED。這種處理技術(shù)主要是將多個(gè)蒸發(fā)器連接操作，高鹽廢水通過前一個(gè)蒸發(fā)器后形成二次蒸汽，這些二次蒸汽可以作為后一個(gè)蒸發(fā)器的重要熱源，有效提高蒸發(fā)處理技術(shù)中熱能利用效率。多效蒸發(fā)處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)水預(yù)處理十分便利，應(yīng)用起來也很靈活，蒸發(fā)器可以單獨(dú)使用，也可以與其他蒸發(fā)處理方法同時(shí)使用，系統(tǒng)操作簡單，且安全可靠。

2.2機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)

機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)（簡稱：MVR）是現(xiàn)有蒸汽系統(tǒng)中耗能最低的蒸發(fā)工藝，其利用蒸汽壓縮機(jī)對(duì)二次蒸汽做功，提高二次蒸汽的壓力和溫度，升溫后的蒸汽可重新作為蒸發(fā)熱源蒸汽，不斷重復(fù)，保持蒸發(fā)過程連續(xù)。排出系統(tǒng)的蒸餾水和濃液經(jīng)換熱器將其能量傳遞給進(jìn)液，能量得到充分回收。

2.3熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)

蒸汽再壓縮蒸發(fā)處理技術(shù)，主要是根據(jù)熱泵原理完成高鹽廢水零排放的處理技術(shù)。這一技術(shù)應(yīng)用下，沸騰室中蒸汽被壓縮處理，進(jìn)入加熱時(shí)后已經(jīng)含有加高的壓力，能量加入蒸汽上，人們應(yīng)用蒸汽噴射壓縮機(jī)，按照熱泵原理進(jìn)行操作，系統(tǒng)運(yùn)行簡單有效，且有效提高高鹽廢水零排放蒸汽處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率。從設(shè)備的運(yùn)行成本角度來看，該項(xiàng)技術(shù)與機(jī)械式蒸汽壓縮處理技術(shù)的成本基本相同，需要注意的是，在該項(xiàng)技術(shù)中，需要確保整個(gè)系統(tǒng)中存在足量的蒸汽，這些蒸汽需要被傳到下一效蒸發(fā)器中或冷凝器中，在冷凝器內(nèi)可以作為殘余蒸汽使用。

2.4立管降膜式機(jī)械蒸發(fā)在壓縮循環(huán)蒸發(fā)

立管降膜蒸發(fā)是將料液自降膜蒸發(fā)器加熱室上管箱加入，經(jīng)液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內(nèi)，并沿?fù)Q熱管內(nèi)壁呈均勻膜狀流下。在流下過程中，被殼程加熱介質(zhì)加熱汽化，產(chǎn)生的蒸汽與液相共同進(jìn)入蒸發(fā)器的分離室，汽液經(jīng)充分分離，蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝（單效操作）或進(jìn)入下一效蒸發(fā)器作為加熱介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)多效操作，液相則由分離室排出。

優(yōu)點(diǎn)：換熱效率較高，能耗較低

可處理粘度較大物料、熱敏性物料

缺點(diǎn)：設(shè)備布置一般較高，維護(hù)保養(yǎng)難度較大

換熱管垂直布置，布液要求及換熱管垂直度要求高

不適合處理易結(jié)晶或結(jié)垢或粘度特大物料

3MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)處理高鹽廢水的應(yīng)用

MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)主要包含：加熱器、分離室、蒸汽壓縮機(jī)等。其原理如下：

當(dāng)原液經(jīng)過預(yù)熱后進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)分離室，然后與強(qiáng)制循環(huán)液進(jìn)行混合，經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)泵泵入加熱器管內(nèi)，流速控制在1.5m/s-3.5m/s，降低結(jié)垢概率，以免影響換熱效率。當(dāng)循環(huán)液從管子中高速流動(dòng)時(shí)，循環(huán)液被換熱管外部蒸汽冷凝所產(chǎn)生的熱量加熱升溫，控制管內(nèi)壓力大于濃水該溫度下的沸騰壓力，使其不在管內(nèi)蒸發(fā)。加熱后的循環(huán)液從加熱器流出到低壓的分離室中，高溫循環(huán)液在此發(fā)生閃蒸，濃縮液由循環(huán)泵抽出，一部分循環(huán)蒸發(fā)，一部分輸送至鹽冷卻系統(tǒng)，待鹽冷卻結(jié)晶后，流入固液分離器進(jìn)行固液分離，離心得到的母液流入進(jìn)水罐再次濃縮蒸發(fā)。

分離室產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)提溫、提壓泵入加熱器與強(qiáng)制循環(huán)泵泵人的循環(huán)液進(jìn)行換熱。蒸汽冷凝后冷凝水收集在蒸餾水罐，被蒸餾水泵泵出與原液在熱交換器中進(jìn)行換熱。

某化工廠在處理高鹽廢水時(shí)，采用MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行處理。高鹽廢水中鹽度達(dá)到8%，廢水當(dāng)前溫度為20攝氏度，該MVR系統(tǒng)每個(gè)小時(shí)可以處理5噸的廢水。與傳統(tǒng)蒸發(fā)處理技術(shù)相比，該技術(shù)能夠節(jié)省60%的費(fèi)用，對(duì)設(shè)備的投資只需要不到一年的時(shí)間就能收回全部成本。因此該化工廠在處理高鹽廢水時(shí)使用了MVR系統(tǒng)處理技術(shù)，且系統(tǒng)處理廢水的節(jié)能效果十分明顯，MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行三年以來沒有出現(xiàn)過故障，運(yùn)行狀態(tài)一直良好。

4結(jié)束語

總而言之，一直以來化工廠在處理高鹽廢水時(shí)經(jīng)常面臨技術(shù)上的困擾，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前開發(fā)出了多種廢水處理技術(shù)，包括降膜蒸發(fā)技術(shù)、機(jī)械蒸發(fā)技術(shù)和熱力蒸汽蒸發(fā)技術(shù)等，這類技術(shù)都具備相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，其中降膜蒸發(fā)技術(shù)能耗最低，今后有很好的發(fā)展前景，MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)由于技術(shù)成熟，目前的應(yīng)用頻率最高。