蒸发结晶技术在高含盐废水零排放领域的应用.pdf

技术应用与研究 20180129 Chenmical Intermediate 当代化工研究 蒸发结晶技术在高含盐废水零排放领域的应用 ＊段金凤 （神华榆林能源化工有限公司 陕西 719300） 摘要水污染的重要源头之一是工业废水，制约废水零排放的主要因素是废水中的高含盐量。随着社会各界对水资源污染问题的重视 度越来越高，怎么才能够把具有含盐高的有机废水有效进行处理，使废水与盐隔离开来，从而得到固体盐及回用水，使废水的零排放 （ZLD）得以实现，是目前该领域的从业人员非常关注的话题之一，并且这对于社会持续性发展也具有非常重要的现实意义。 关键词零排放；高盐废水；蒸发结晶；蒸汽压缩机；技术路线 中图分类号T 文献标识码A Application of Evaporative Crystallization Technology in Zero Discharge Area of High Salinity Liquid-waste Duan Jinfeng Shenhua Yulin Energy Chemical CO., LTD, Shaanxi, 719300 AbstractOne of the important sources of water pollution is industrial liquid-waste, and the main factor restricting zero liquid-waste discharge is the high salt content in liquid-waste. With the more and more attention to the water pollution problem by society from all walks of life, how to effectively treat organic liquid-waste with high salt content, make the liquid-waste and salt isolation, so as to obtain solid salt and recycled water, and realize the zero liquid -waste discharge ZLD, is one of the topics of great concern to practitioners in this field at present, and it also has very important practical significance for the sustainable development of society. Key wordszero discharge；high salt liquid-waste；evaporative crystallization；steam compressor；technical route 4计算 本方法的计算公式与快速密闭催化消解法相同。 2.结果与讨论 1精密度与准确度试验 使用本方法对国家环保部标准样品编号为200191[63.9 4.3mg/L]、2001105[（1428）mg/L]以及200199[（260 9）mg/L]分别平行测定6次，测定结果见表1。表1结果表明， 检测结果均在其标准值不确定度范围内，测定结果的相对标准 偏差在1.27～5.12之间，相对误差均在标准物质允许误差范 围内，表明该方法具有良好的精密度和较高的准确度。 样品编号 标准值/ （mgL-1） CODcr标准值/ （mgL-1） RSDRE 200191 2001105 200199 63.94.3 1428 2609 65.2 137 266 5.12 3.04 1.27 2.03 3.52 2.31 表1 标准物质测试结果（n6） 2加标回收试验 为了进一步验证方法的适用性与准确性，选取了日常监 测地表水和企业的实际水样（含氯），然后按照本方法测定 加标前后实际水样的CODcr值并计算回收率，试验结果见表2。 水样类型 本底值/ （mgL-1） 加标量/ （mgL-1） 回收量/ （mgL-1） 回收率 地表水 污水厂排水 印染废水 18.8 32.5 57.3 20.4 25.6 100 19.9 26.5 98.7 97.5 103.5 98.7 表2 实际水样CODcr加标测定结果 由表2可以看出，实际废水样品加标的回收率在97.5～ 103.5之间，说明该方法具有较高的准确度。因此实际操 作过程中，可以通过先测定废水的氯离子浓度，同时预判 样品的CODcr值，通过稀释、减少取样体积或者加标的方 法来获取更高的检测准确度，该法能被有效应用于大多数 CODcr≤350mg/L水样的检查中。 3.结论 本方法测定大多数实际水样具有操作简单快捷，所需试 剂用量小、种类少，尤其是精密度和准确度较高，重铬酸钾 试剂造成的铬污染小等特点，可适用于大多数CODcr≤350mg/L 的水样，提高工作效率，综合效益显著。 【参考文献】 [1]GB18918-2002,城镇污水处理厂污染物排放标准[S]. 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[7]田桂芝,张颖,肇薇等.测定化学需氧量（COD）的影响因素 及改进方法[J].广州化工,2007,35560-63. 【作者简介】 袁敏婷（1986-），女，佛山市南海区环境保护监测站；研究 方向环境监测与分析。 上接第28页 下转第30页 技术应用与研究 20180130 Chenmical Intermediate 当代化工研究 随着我国的工业技术跳跃式的发展，人们的生活质量也有 了非常大的提升，很多行业对水质也有了更高的要求。目前， 各个国家也越来越重视对环境的保护工作，对能源方面的消耗 规定要求也更高。由于我国水资源短缺问题越来越严重,所以废 水综合利用和“零排放”成为环保领域中最为关注的课题之一。 1.高含盐废水 高含盐废水指的就是总含盐质量分数超过百分之一的废 水，而且高含盐废水的来源非常广泛，无论是化工还是农药 以及电力行业都会产生高含盐废水。而高含盐废水有机物会根 据不同的生产过程，包含的有机物类型以及性质有非常大的差 距，但是盐类中的物质通常情况下都是Cl-、SO42-、Na等一些 盐类物质。上述的物质都是微生物生长的必须品，微生物会在 生长期间加快酶反应，对渗透压进行有效调节。但是，当离子 浓度超过一定值的时候，就会使微生物产生一定的毒害作用。 2.蒸发结晶技术简介 1多效蒸发技术。多效强制循环蒸发器的组成主要有两 部分，分别是换热器与结晶蒸发器。液体在一台循环泵中的列 管中不断循环，在超过液体的沸点下进行加热，这样就会不断 产生蒸汽，蒸汽就会进入冷凝器进行冷凝。最终送到盐分离 器，使盐水得以分离。2机械热压缩技术。机械热蒸汽就是 通过蒸发器当中的二次蒸汽，进行再一步的压缩，从而增加 压力，使得温度提升，增加热焓，之后再传送到加热室中加 热使用。在加热的过程中，必须要确保料液始终保持沸腾的 状态。相比较MED的换热以及蒸发来说，利用两个设备来开 展在效率方面会更高一些，并且可以有效降低造成的能耗。 3对比MEE和MVR。MVR相比较MEE来说，可以使二次蒸汽得 到最大程度的，并且有非常好的节能效果。但是，因为MVR 技术在第一次启动时必须要海量的蒸汽支持，所以在无蒸汽 来源的区域就需要建设备用锅炉，这就在一定程度上增加了 投入成本。另外，MVR技术在电能需求上有非常高的要求， 在电力不充盈的区域不适合使用。对设备来说，MVR对蒸汽 压缩机的能力有非常高的要求，因为国内的机械加工以及制 造水平相比较国外还存在很大的差距，所以实际在应用的时 候，经常会出现一些漏洞。目前我国使用的蒸汽压缩机大部 分都是国外进口的设备，价格方面就比较高。 3.应用蒸汽压缩机技术高含盐废水零排放 1工作原理及流程 蒸汽压缩机技术工作原理为蒸发器产生的二次蒸汽通 过压缩机进一步的压缩之后，提高了压力以及温度。之后压 缩蒸汽就会释放大量的潜热，经过冷凝之后形成冷凝水，而物 料会不断的吸收热量，继续产生蒸汽,这就是二次蒸汽。二次 蒸汽就通过不断的反复进行，物料就会继续蒸发,一直循环下 去。在启动蒸汽压缩机装置之后，蒸发器的真空度如果是在 80kPa的情况下，那么蒸发产生的二次蒸汽压力就是20kPa，温 度可以达到60℃。通过蒸发器当中的二次蒸汽，进行再一步 的压缩，从而增加压力，使得温度提升，增加热焓，蒸汽压 缩机就会增加2kPa左右的压力。 2蒸发结晶流程 热法结晶的蒸发工艺可以划分成两大部分，分别是蒸发 浓缩与蒸发结晶。原水是从原水箱中抽取的，通过原水泵， 之后在利用热交换器输送到蒸发器中。如果蒸发器中的真空 度是80kPa、温度达到60℃的情况下，原水就会沸腾蒸发， 这样就会产生二次蒸汽，利用蒸汽压缩机再次进行加压之 后，通过薄膜换热器形成冷凝水，流入到冷凝水箱内，最终 通过水泵输送到净水箱内。蒸发器当中的原水在蒸发的过程 当中，会产生浓缩液，有些浓缩液会直接排放到收集箱，进 行下一道工序的处理；还有些浓缩液就会依照原水流量的比 例，抽回到进水池。操作人员能够对浓缩液回流的流量比率 进行适当的调节。蒸发器内的原液是薄膜换热器蒸发侧的冷 却水，在循环水泵泵入作用下，原液从薄膜换热器顶部喷淋 下来，然后，再进入蒸发器底部。通过这种循环来维持系统 压力。对于蒸发器来说，其内部需要保持真空状态，通过外 部真空泵可以实现这一目的。 系统的真空度保持在80kPa，温度是60℃，进水流量是 500L/h的情况下，对脱硫废水处理的试验进行模拟，最后得 出的结果是冷凝水以及浓缩液的电导率、Cl-、SO42-、Ca2， 这些物质会随着原水含盐量的增加，不断提升。并且水回收 率也会随着原水含的盐量增加而不断下降，水的回收率最高 达到了40.0；对1吨的模拟脱硫废水进行处理的时候，实 际产生的平均能耗是23.5kWh，相比较三效蒸发器要低很 多；水的回收率低，并且能耗也非常高。 随着原水含盐量不断的提升，水的回收率会呈现缓慢减 少的现象。如果原水含盐量是2.8的时候，那么水的平均回 收率是40.0；如果原水的含盐废水含盐量达到了3.5的情 况下，那么水的回收率只有20.0左右，相比较单污染物的 原水含盐量为0.5-0.6时的水回收率有非常大的差距。 3蒸汽压缩机技术不足之处 在进行系统运行管理的过程中，对得出的实验结果分析 就能够发现，如果原水的钙含量过高的时候，那么蒸发器的 内部就会产生结垢情况，从而对出水的水质以及水的实际回 收率产生非常大的影响。下次对设备进行之前，就必须要通 过人工对污垢进行处理。所以，对设备中的污垢加强防腐的 措施，是目前该领域人员非常关注的一个话题。实际在进行 试验的过程当中，如果设备装置的运行状态不是特别稳定的 情况下，蒸汽压缩机的实际效率也不会太高，这就对最终的 蒸发效果以及得出数据的准确性带来非常大的影响。蒸发器 利用密封圈来密封罐体，实际在进行操作的时候压力会比较 低，蒸发罐器的内部就无法实现真空状态，所以在选择密封 方法上面必须要加强改进。 结语 综上所述，想要使废水零排放得以实现，就必须要加强 重视高含盐水的处理技术。现阶段，蒸发结晶技术主要是在 化工、制药等领域有广泛的应用，能够有效处理废水，使废水 零排放得以实现。而且能够对化工原料中的有用部分再次收回 应用，对环境有很大的保护效果，从而增加企业的经济收益。 【参考文献】 [1]耿翠玉,乔瑞平,任同伟,甄珍,乔丽丽,俞彬,陈广升.煤化 工浓盐水“零排放”处理技术进展[J].煤炭加工与综合利用,2014, 1034-428. [2]张海燕,汪岚.电厂高含盐废水零排放技术路线的探讨[J]. 广州化工,2015,19155-157. [3]吴正雷,袁文兵,杜青青.零排放技术在高盐有机废水处理 中的应用与展望[J].水处理技术,2016,081-510. 【作者简介】 段金凤（1988-），女，神华榆林能源化工有限公司；研究方 向污水处理。