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1、废水处理零排放中核心工艺介绍Ol机械蒸汽再压缩循环蒸发技术1.1.基本原理所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术,是根据物理学的原 理,等量的物质从液态转变为气态的过程中,需要吸收定量 的热能。当物质再由气态转为液态时,会放出等量的热能。 根据这种原理,用这种蒸发器处理废水时,蒸发废水所需的 热能,在蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中,没有潜热的流失。运作过程中所消耗的, 仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、 蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的 腐蚀,保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管, 通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。蒸发
2、器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量,可以安装多台蒸发 器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时,也称为卤水浓缩器 (Brine Concetrator)oL2、卤水浓缩器构造及工艺流程(1 )待处理卤水进入贮存箱,在箱里把卤水的PH值调整 到5.5-6.0之间,为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把 温度升至沸点。(2 )加热后的卤水经过除气器,清除水里的不溶气体, 如氧气和二氧化碳。(3)新进卤水进入深缩器底槽,与在浓缩器内部循环的 卤水混合,然后被泵输送到换热器管束顶部水箱。(4)卤水通过装置,在换热管顶部的卤水分布件流入管 内,均匀地分布在管子
3、的内壁上,呈薄膜状,受地引力下降 至底槽。部分卤水沿管壁下降时,吸收管外蒸汽所释放的热 能而蒸发了,蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。(5 )底槽内的蒸汽经过除雾器进入压缩机,压缩蒸汽进入浓缩器。(6)压缩蒸汽的潜热传过换热管壁,对沿着管内壁下降 的温度较低的卤水膜加热,使部分卤水蒸发,压缩蒸汽释放 潜热时,在换热管外壁上冷凝成蒸储水。(7 )蒸储水沿管壁下降,在浓缩器底部积聚后,被泵经 换热器,进储存罐待用。蒸储水流经换热器时,对新流入的 卤水加热。(8)底槽内部分卤水被排放,以控制浓缩器内卤水的浓 度。02晶种法技术晶种法技术:可以解决蒸发器换热管的结垢问题,经处理 后排放的浓缩废水,通常
4、被送往结晶器或干燥器,结晶或干 燥成固体,运送堆填区埋放。上述循环过程,周而复始,继 续不断地进行。如废水里含有大量盐分或TDS ,废水在蒸发器内蒸发时, 水里的TDS很容易附着在换热管的表面结垢,轻则影响换热 器的效率,严重时则会把换热管堵塞。解决蒸发器内换热管 的结垢问题,是蒸发器能否用作处理工业废水的关键。应用晶种法技术的蒸发器,也称作卤水浓缩器(Brine Concentrator),经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水,TDS 含量可高达300z000 pp ,通常被送往结晶器或干燥器,结晶 或干燥成固体,运送堆填区埋放。晶种法以硫酸钙为基础。废水里须有钙和硫化物的存 在,浓缩器开始运作
5、前,如果废水里自然存在的钙和硫化物 离子含量不足,可以人工加以补充,在废水里加添硫酸钙种 子,使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。废水开始蒸发时,水里开始结晶的钙和硫酸钙离子含量达 到适当水平。废水开始蒸发时,水里开始结晶的钙和硫酸钙 离子就附着在这些种子上,并保持悬浮在水里,不会附着在 换热管表面结垢。这种现象称为选择性结晶。卤水浓缩 器通常能持续运作长达一年或以上,才需定期清洗保养。在 一般情况下,除了在浓缩器启动时有可能添加晶种外, 正常运作时不需再添晶种。03混全盐结晶技术3.1、 混全盐结晶技术的应用卤水浓缩器可回收卤水里95%至98%的水分,剩余的浓 缩卤水残液,含有大量的可
6、溶固体。在有些地区,卤水残液 被送往蒸发池自然蒸发,或作深井压注处理。但很多地区,为了防止浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注 处理后渗出,对水源造成二次污染,必须作零排入处理。 如残液的流量很小,则可用干燥器把残液干燥成固体,收集 后送堆场填埋;如残液量较大,用结晶器把残液里的可溶固 体给晶后收集填埋,是更经济的处理方法。一般生产性化工结晶程序,如氯化钠、硫酸钠等化工商品 的生产,仅需要处理一种盐类的结晶,这类单盐卤水的结晶 工艺,比较容易掌握,但工业污水里所含的的盐分,种类繁 杂,甚至含有两种盐分组成的复盐。有多种盐类并存的卤水 会在结晶器内产生泡沫和具有极强的腐蚀性,同时多种不同 盐类的存在,
7、会造成卤水不同的沸点升高。不同程度的结垢, 对设备的换热系数产生不同程度的影响。3.2、 混全盐结晶技术的设备与工艺流程用作混合盐结晶的结晶器,可用蒸汽驱动,也可用电动蒸 汽压缩机驱动,后者是能效较高的系统。强制循压缩蒸汽结晶器:强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统,系统所需的热能,由一台电动蒸汽压缩 机提供。它的主要工作程序如下:(1 )待处理浓卤水被泵进结晶器。(2 )和正在循环中的卤水混合,然后进入壳管式换热器。 因换热器管子注满水,卤水在加压状态下不会沸腾并抑止管 内结垢。(3)循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体,产生涡旋, 小部卤水被蒸发。(4)水分被蒸发时,卤水内产生晶体。(5 )大部卤水被循环至加热器,小股水流被抽送至离心 机或过滤器,把晶体分离。(6 )蒸汽经过除雾器,把附有的颗粒清除。(7)蒸器经压缩机加压,压缩蒸汽在加热器的换热管外 壳上冷凝成蒸储水,同时释放潜热把管内的卤水加热。(8)蒸储水收集后,供厂内需要高质蒸储水的工艺流程 使用,在某些条件下,结晶器产生的晶体,是很高商业价值 的化工产品。