含盐废水零排放关健技术的研究与实践-北极星水处理网

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何为复杂体系废水零排放技术？

1复杂体系废水零排放技术

复杂体系废水：含有高浓度多元无机盐离子，生化性能差，难降解的废水。关健是要据废水组成、当地条件选择合适的处理工艺。

复杂体系废水零排放技术是指以废水为原料，通过物理、化学手段进行分质提取，以达到变废为宝、高值化利用、废水回用或近零排放的目的。

技术方法：生化、氧化、膜法、电渗析；

主要工艺：预处理、蒸发浓缩、结晶（单效、多效、MVR）

2目前复杂体系废水处理存在的主要问题

❖缺乏废水自身规律性的研究——物性数据不全、不准；

❖不注重整体工艺优化——面面具到，追求大而全；

❖各处理系统间缺乏有机衔接——各自为政；

❖关健技术应用及设计针对性较差——细节决定成败。

3工业废水零排放技术选择

工业废水零排放技术可应用于煤化工、石油化工、电力、钢铁、海水淡化等领域。

如何选择零排放工艺过程？

❖物性数据研究

❖蒸发结晶规律——混盐溶液在相图中理论路线

❖实验验证工艺路线及设计参数

❖工艺路线和参数的确定

蒸发结晶零排放技术是怎么回事？

1蒸发的基本原理

❖蒸发：通常称借助加热作用使溶液中一部分溶剂汽化，从而使料液浓缩的过程称为蒸发。

❖蒸发能顺利进行的条件：是热量的不断供给和二次蒸汽（蒸发过程产生的蒸汽）的不断排除。

❖蒸发操作按操作压力不同可分为常压、加压和真空蒸发。真空蒸发可以降低料液的沸点，因此可以利用温度（或压力）较低的蒸汽作为热源。

2多效蒸发技术

❖根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽机械压缩蒸发（MVR）等。

❖多效蒸发是最常用的蒸发方式，在MVR成熟应用以前一直是蒸发、结晶的主导工艺。

❖原理：多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽，并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水，如此依次进行。

❖原料水进入系统方式：有逆流、平流（分别进入各效）、顺流（从第1效进入）和逆流预热并流进料等。

3MVR蒸发结晶工艺

（1）典型的蒸发浓缩（结晶）工艺

蒸发浓缩过程而言，介质发生“相变”：液相→汽相

（2）蒸发能耗分析

Ø新鲜蒸汽大量热量→二次蒸汽→冷却水→大气

Ø冷却塔消耗大量循环水以及电能（泵）运行，造成三重浪费

图中的红色数据为蒸发能耗分析（以单效1kg水为例）

（3）MVR多效蒸发流程工艺

MVR系统多效蒸发方式适合于处理热敏较敏感，不宜进行大温差传热的溶液蒸发，同时其也可用于蒸发量较大的工艺场合。

（4）MVR系统

蒸发结晶工艺如何选择？

1MVR与多效蒸发技术能耗成本对比

MVR蒸发技术蒸发1吨水需要耗电为通常20-50度电（具体数值与所处理物料的物性有关）。

2蒸发结晶装置选择

黄埔盐化目前已针对无机盐生产及含无机盐废水处理，针对物料的性质进行研究及工程设计。开发应用成熟的蒸发结晶装置，可以分为：MVR降膜蒸发装置；MVR-FC蒸发结晶装置；MVR-OSLO结晶装置；MVR-DTB结晶装置；多效蒸发结晶装置等。装置可以采用PLC或DCS自动控制系统，自动化程度高。

蒸发结晶有哪些应用基础及实践经验？

1蒸发结晶的应用

❖无机盐类物质的生产；

❖含无机盐废水处理（废水回用、提取盐类）。

2理论基础——水盐体系相图研究

由于含盐废水通常是由各种化工反应单元处理得到的，溶液中含有反应物、中间产物、副产物、最终产物，另外还含有少量的低沸点有机组分、高粘度组分、高沸点组分等。为了从源头上保证工程的质量，需首先对物料进行分析研究，并通过实验得到复杂体系的相平衡数据。

3仪器设备基础

❖天津科大黄埔盐化研究室、中试工程技术中心和分析检测中心，拥有ICP—MS，LAMAN光谱仪、高效液相色谱仪、气象色谱仪、XRD衍射仪、扫描电镜、倒置显微镜、红外光谱等一批先进的分析检测仪器，测试手段先进可靠；

❖同时还建有小型蒸发器、OSLO结晶器、DTB结晶器、膜分离、高压反应釜等成套中试装置，完全能够完成物性测定、工艺研究、中试工程试验。

❖通过对原料进行组分检测及物性分析，针对陌生物料还需进行蒸发实验和结晶实验，考察物料在蒸发结晶过程中的性质变化，为工艺路线选择、防垢技术、系统配置、蒸发器和结晶器形式的确定提供依据。

4工程设计基础及工程实践经验

黄埔盐化公司拥有ASPENPLUS、PROⅡ工艺流程模拟软件，蒸汽性能模拟软件，CFD流体力学模拟软件以及HTRI换热器设计软件，CAD工程制图、三维制图软件等。可以完成从系统流程模拟、到设备设计、系统出图的全流程设计，更好的完成工艺优化设计，为工程设计和装置建设提供可靠的技术保证。

黄埔盐化分质结晶废水处理零放排有哪些案例？

山东文登热电厂（氯碱）AC发泡剂废水处理改造及分盐处理工程

蒸发结晶及废水处理中试装置

应用实例——纤维素含盐废水处理

直接排料的粒度及固液比－－节能的重要环节之一

黄埔盐化已完成哪些零排放技术？

❖直接蒸发分盐工艺

根据析盐规律，直接通过蒸发结晶方式做到无机盐的分离提取。如：硫酸钠和氯化钠，硫酸钙和氯化钠、氯化钙和氯化钠等

❖纳滤分盐工艺

通过纳滤装置调整浓盐水中氯离子和硫酸根离子的比例，再通过不同的蒸发结晶系统分别产出硫酸钠和氯化钠，提高硫酸钠和氯化钠产品的产出量，减少了混盐的产量。

❖蒸发-冷冻分盐工艺

将蒸发结晶和冷冻结晶技术有效结合，通过冷冻系统将浓盐水中的物质分离，提高产品盐的质量及提取率。

1电厂脱硫废水零排放新工艺

电厂脱硫废水零排放新工艺特点：1、利用晶种法解决了蒸发过程中设备结垢问题，可将钙法脱硫废水不经化学预处理，直接进入蒸发结晶系统，即可分离提取出硫酸钙、硫酸镁产品。2、其主要产品MgSO4˙H2O可直接做为农肥出售。3、与其它零排方法相比，具有投资少、运行成本低，可实现资源的高值化利用等优点。4、经多年室内及MVR中试生产线（0.5m3/h）现场运行研究，已能保证装置连续稳定运行60天以上不结垢、不堵管，已具备工业化应用条件。

2燃煤锅炉烟气脱硫新技术及装置

❖利用镁法（氧化镁轻烧粉或氢氧化镁）对锅炉烟气进行脱硫，并可直接生产一水硫酸镁产品。

❖该方法在使锅炉烟气处理达标排放的同时，在不需任何外来热量补充的情况下，即可直接生产出干燥一水硫酸镁粉体产品。

❖该方法与其它脱硫方法相比，具有操作简单、投资少，经济效益高等特点，在锅炉烟气处理中具有广阔的应用前景。

3钙法脱硫废水处理中试研究

根据试验前后换热管的对比可以看出，针对高钙高镁的脱硫废水，换热管光洁如初，无结垢现象。

运行前换热管运行15天换热管运行33天换热管

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