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2.2蒸发浓缩-结晶工艺技术
2.2.1 蒸发浓缩-冷却结晶工艺技术
蒸发浓缩-冷却结晶工艺技术是通过蒸发,将反渗透处理的浓盐废水进行再浓缩,最后对浓缩液进行冷却,从而使高盐废水中可溶性盐类物质结晶分离出来的工艺技术。
该工艺能使部分盐类物质分离出来,得到结晶盐类化合物,而结晶母液则需要返回至前面蒸发工段进行再循环蒸发浓缩处理,其工艺流程如图3
该工艺技术适用于高盐废水中COD相对较低、所含盐类的溶解度相对温度变化敏感的高盐废水,通过控制结晶温度,可能得到比较纯净的结晶盐。其缺点也是显而易见的,当废水中盐类相对的温度变化不敏感时,例如,废水中所含主要盐类为氯化物时,采用冷却结晶方式进行盐的分离,效率很低。
此外,在冷却结晶工艺中,会有大量冷却母液需要返回到前段工艺流程再次加热蒸发、浓缩处理。这样,会导致整个工艺流程长、能耗高,处理效率较低。所以,迫切需要开发一种能高效分离高盐废水中盐类物质的工艺方法。
2.2.1 蒸发浓缩-热结晶工艺技术
蒸发-热结晶工艺流程如图4。
在蒸发-热结晶工艺流程中,首先将高盐废水进行蒸发、浓缩,随后利用旋转薄膜蒸发器,对高盐废水浓缩液进行继续加热,使其进一步蒸发、浓缩,形成过饱和盐液。最后,通过冷却,使过饱和盐液温度降低至 40 ℃以下,得到盐泥,从而实现高盐废水中可溶性盐类物质的彻底分离。其中,关键设备是旋转薄膜蒸发器,其结构原理示意图如图5所示。
由图5 可见,在旋转薄膜蒸发器的内部,装有一个带旋转轴的受液盘和刮板,高温的高盐浓缩液由进料口进入受液盘后,随着旋转抛散至蒸发器四壁并受热蒸发,形成盐泥。其中,蒸汽由蒸发器上端的蒸汽出口排出。在此进程中,旋转轴上的刮板将盐泥刮下来,从蒸发器下端出口排出。为确保旋转薄膜蒸发器的防腐性能,可选用 316L不锈钢、石墨或钛合金等优良防腐、耐温、传热性能好的材料进行加工。
蒸发-热结晶工艺技术的创新在于:采用薄膜蒸发方式,处理含盐的黏稠浓缩液,其蒸发效率高,容易使含盐浓缩液达到过饱和,有利于盐类物质持续不断地从黏稠液中分离出来,从而实现了盐类物质分离的连续化,并且无母液返回再次循环加热,能耗较低。由此,该工艺技术对高盐废水中所含盐类物质无特殊要求,能实现对所有高黏度、高盐度废水的高效、连续处理,并能够实现盐类物质的100%分离。目前,该工艺技术已成功用于酸性高盐废水的回收处理。
3结语
为充分回收、循环利用水资源,减少各种高盐废水对水资源的“盐化”污染和对土壤造成的盐碱化危害,利用高新碟管式反渗透技术+蒸发结晶工艺进行高盐废水的有效处置,实现盐与水的高效分离达到资源回收与零排放目标,具有十分重要的意义。
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