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廢水處理零排放中常用核心工藝介紹

作者:環保水處理hbscl01

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RCC的核心技術為“機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術”、“晶種法技術”、“混合鹽結晶技術”。

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機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術

1.1、基本原理

所謂的機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術,是根據實體學的原理,等量的物質從液态轉變為氣态的過程中,需要吸收定量的熱能。當物質再由氣态轉為液态時,會放出等量的熱能。根據這種原理,用這種蒸發器處理廢水時,蒸發廢水所需的熱能,在蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時釋放熱能所提供。

在運作過程中,沒有潛熱的流失。運作過程中所消耗的,僅是驅動蒸發器内廢水、蒸汽、和冷凝水循環和流動的水泵、蒸汽泵和控制系統所消耗的電能。為了抵抗廢水對蒸發器的腐蝕,保證裝置的使用壽命蒸發器的主體和内部的換熱管,通常用進階钛合金制造。其使用壽命30年或以上。

蒸發器單機廢水處理量由27噸/天起至3800噸/天。如果需要處理的廢水量大于單機最大處理量,可以安裝多台蒸發器處理。蒸發器在用晶種法技術運作時,也稱為鹵水濃縮器(Brine Concentrator)。

1.2、 鹵水濃縮器構造及工藝流程

廢水處理零排放中常用核心工藝介紹

(1)待處理鹵水進入貯存箱,在箱裡把鹵水的PH值調整到5.5-6.0之間,為除氣和除碳作準備。鹵水進入換熱器把溫度升至沸點。

(2)加熱後的鹵水經過除氣器,清除水裡的不溶氣體,如氧氣和二氧化碳。

(3)新進鹵水進入深縮器底槽,與在濃縮器内部循環的鹵水混合,然後被泵輸送到換熱器管束頂部水箱。

(4)鹵水通過裝置,在換熱管頂部的鹵水分布件流入管内,均勻地分布在管子的内壁上,呈薄膜狀,受地引力下降至底槽。部分鹵水沿管壁下降時,吸收管外蒸汽所釋放的熱能而蒸發了,蒸汽和未蒸發的鹵水一起下降至底槽。

(5)底槽内的蒸汽經過除霧器進入壓縮機,壓縮蒸汽進入濃縮器。

(6)壓縮蒸汽的潛熱傳過換熱管壁,對沿着管内壁下降的溫度較低的鹵水膜加熱,使部分鹵水蒸發,壓縮蒸汽釋放潛熱時,在換熱管外壁上冷凝成蒸餾水。

(7)蒸餾水沿管壁下降,在濃縮器底部積聚後,被泵經換熱器,進儲存罐待用。蒸餾水流經換熱器時,對新流入的鹵水加熱。

(8)底槽内部分鹵水被排放,以控制濃縮器内鹵水的濃度。

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晶種法技術

晶種法技術:可以解決蒸發器換熱管的結垢問題,經處理後排放的濃縮廢水,通常被送往結晶器或幹燥器,結晶或幹燥成固體,運送堆填區埋放。上述循環過程,周而複始,繼續不斷地進行。

如廢水裡含有大量鹽分或 TDS,廢水在蒸發器内蒸發時,水裡的 TDS很容易附着在換熱管的表面結垢,輕則影響換熱器的效率,嚴重時則會把換熱管堵塞。解決蒸發器内換熱管的結垢問題,是蒸發器能否用作處理工業廢水的關鍵。應用“晶種法“技術的蒸發器,也稱作“鹵水濃縮器” (Brine Concentrator)。經鹵水濃縮器處理後排放的濃縮廢水,TDS含量可高達300,000 pp,通常被送往結晶器或幹燥器,結晶或幹燥成固體,運送堆填區埋放。

“晶種法”以硫酸鈣為基礎。廢水裡須有鈣和硫化物的存在,濃縮器開始運作前,如果廢水裡自然存在的鈣和硫化物離子含量不足,可以人工加以補充,在廢水裡加添硫酸鈣種子,使廢水裡鈣和硫化物離子含量達到适當的水準。

廢水開始蒸發時,水裡開始結晶的鈣和硫酸鈣離子含量達到适當水準。廢水開始蒸發時,水裡開始結晶的鈣和硫酸鈣離子就附着在這些種子上,并保持懸浮在水裡,不會附着在換熱管表面結垢。這種現象稱為“選擇性結晶”。鹵水濃縮器通常能持續運作長達一年或以上,才需定期清洗保養。在一般情況下,除了在濃縮器啟動時有可能添加“晶種外”,正常運作時不需再添晶種。

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混全鹽結晶技術

3.1 、混全鹽結晶技術的應用

鹵水濃縮器可回收鹵水裡95%至98%的水分,剩餘的濃縮鹵水殘液,含有大量的可溶固體。在有些地區,鹵水殘液被送往蒸發池自然蒸發,或作深井壓注處理。

但很多地區,為了防止濃縮鹵水排放蒸發池或作深井壓注處理後滲出,對水源造成二次污染,必須作“零排入”處理。如殘液的流量很小,則可用幹燥器把殘液幹燥成固體,收集後送堆場填埋;如殘液量較大,用結晶器把殘液裡的可溶固體給晶後收集填埋,是更經濟的處理方法。

廢水處理零排放中常用核心工藝介紹

一般生産性化工結晶程式,如氯化鈉、硫酸鈉等化工商品的生産,僅需要處理一種鹽類的結晶,這類單鹽鹵水的結晶工藝,比較容易掌握,但工業污水裡所含的的鹽分,種類繁雜,甚至含有兩種鹽分組成的複鹽。有多種鹽類并存的鹵水會在結晶器内産生泡沫和具有極強的腐蝕性,同時多種不同鹽類的存在,會造成鹵水不同的沸點升高。不同程度的結垢,對裝置的換熱系數産生不同程度的影響。

3.2 、混全鹽結晶技術的裝置與工藝流程

用作混合鹽結晶的結晶器,可用蒸汽驅動,也可用電動蒸汽壓縮機驅動,後者是能效較高的系統。

廢水處理零排放中常用核心工藝介紹

強制循壓縮蒸汽結晶器:強制循環壓縮蒸汽結晶器是熱效率最高的結晶系統,系統所需的熱能,由一台電動蒸汽壓縮機提供。它的主要工作程式如下:

(1)待處理濃鹵水被泵進結晶器。

(2)和正在循環中的鹵水混合,然後進入殼管式換熱器。因換熱器管子注滿水,鹵水在加壓狀态下不會沸騰并抑止管内結垢。

(3)循環中的鹵水以特定角度進入蒸汽體,産生渦旋,小部鹵水被蒸發。

(4)水分被蒸發時,鹵水内産生晶體。

(5)大部鹵水被循環至加熱器,小股水流被抽送至離心機或過濾器,把晶體分離。

(6)蒸汽經過除霧器,把附有的顆粒清除。

(7)蒸器經壓縮機加壓,壓縮蒸汽在加熱器的換熱管外殼上冷凝成蒸餾水,同時釋放潛熱把管内的鹵水加熱。

(8)蒸餾水收集後,供廠内需要高質蒸餾水的工藝流程使用,在某些條件下,結晶器産生的晶體,是很高商業價值的化工産品。

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