分析煤化工高鹽廢水排放中蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的應(yīng)用情況

對(duì)于煤化工生產(chǎn)中的高鹽廢水處理一直都是煤化工企業(yè)的難點(diǎn)所在，主要存在核心技術(shù)缺失、處理成本高以及副產(chǎn)廢鹽難以被回收利用等問題。在我國每年產(chǎn)生的廢水中此類廢水量超過了3億m3，其中副產(chǎn)高鹽危廢就超過了千萬噸，大部分因?yàn)闆]有得到有效處理所以給環(huán)境帶來了很大的破壞。鑒于此，本文將從煤化工高鹽廢水處理著手，對(duì)其中兩種重要的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)進(jìn)行分析討論，并在此基礎(chǔ)上提出多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)主要被用來處理高濃度和高含鹽量的工業(yè)廢水，具有蒸汽耗量低、蒸發(fā)溫度低、濃縮比大、更合理更節(jié)能更高效的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煤化工廢水高鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)多效蒸發(fā)結(jié)晶

1煤化工業(yè)廢水分類和高鹽廢水

煤化工業(yè)廢水按照廢水中所含主要污染物化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分類，可分成無機(jī)廢水和有機(jī)廢水，比如礦物加工廢水和電鍍廢水是無機(jī)廢水；食品或石油加工過程中的廢水是有機(jī)廢水。按照工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品和加工對(duì)象來劃分，可以分成冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、化學(xué)肥料廢水等。按照廢水中含有污染物的主要成分來劃分，可以分成酸性廢水、堿性廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含油廢水、含硫廢水等。

高鹽廢水指的是總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%以上的廢水，來源主要集中在電力生產(chǎn)、煤化工生產(chǎn)、煉油、冶金和制造生產(chǎn)等行業(yè)中。高鹽廢水有機(jī)物根據(jù)生產(chǎn)過程的不同，其有機(jī)物種類和化學(xué)性質(zhì)也有很大的差別，但是基本上含鹽類物質(zhì)都包含氯離子、硫酸根離子、鈉離子等。高鹽廢水的處理采用的是蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備來進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理，從而實(shí)現(xiàn)中水回收利用、降低能耗的目標(biāo)。

2高鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

對(duì)于高鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理，其設(shè)備包括多效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備和機(jī)械熱壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備。其中多效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備是將幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來操作，前一級(jí)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽可以作為下一級(jí)蒸發(fā)器的加熱熱源，具有進(jìn)水預(yù)處理簡單、溶劑溶質(zhì)分離徹底、應(yīng)用靈活、成本低、熱能利用率高等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械熱壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備的特點(diǎn)是利用蒸發(fā)器中的二次蒸汽，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮、壓力、溫度升高后，送到蒸發(fā)器的加熱時(shí)作為加熱蒸汽使用，使料液保持持續(xù)沸騰的狀態(tài)，加熱蒸汽成為冷凝成水。充分利用了蒸汽，也回收了潛熱，提高了熱效率，具有降低能耗和減少污染的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)該設(shè)備的占地面積較小，自動(dòng)化程度高。但是和多效結(jié)晶設(shè)備相比，機(jī)械熱壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備的總造價(jià)成本、運(yùn)行成本都高，尤其在廢水沸點(diǎn)隨著濃度上升快時(shí)，需要壓縮的溫度升高，壓縮機(jī)電功率提升，其經(jīng)濟(jì)性能會(huì)明顯降低。

3低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)具體應(yīng)用

3.1低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)已發(fā)展到成熟階段，解決了結(jié)垢嚴(yán)重的問題，該技術(shù)主要具有以下幾方面的特點(diǎn)：第一，多效蒸發(fā)傳熱過程是沸騰和冷凝換熱，屬雙側(cè)相變傳熱，所以傳熱系數(shù)較高。在相同溫度范圍內(nèi)，多效蒸發(fā)所用傳熱面積比多級(jí)閃蒸所用面積少。第二，多效蒸發(fā)和多級(jí)閃蒸相比，其產(chǎn)生淡水過程不用過多依賴含鹽水分吸收的顯熱，潛熱比顯熱要低，所以產(chǎn)生同樣多的淡水，多效蒸發(fā)所需循環(huán)量比多級(jí)閃蒸少，且不需要過多的動(dòng)力消耗。第三，多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在運(yùn)行操作時(shí)其彈性較大，負(fù)荷范圍廣泛。

3.2多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的應(yīng)用原理

多效蒸發(fā)器的種類也有很多，從蒸汽利用角度出發(fā)可分成一效到五效。在工業(yè)生產(chǎn)中，一般為了降低加熱蒸汽消耗的量主要采用二效及其以上的多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)將多組蒸發(fā)器結(jié)合起來，第一效蒸發(fā)采用廠區(qū)蒸汽作為熱源，之后其余效組蒸發(fā)都利用前一級(jí)產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源，可明顯降低加熱蒸汽的消耗量。此外，除了最后一效蒸發(fā)器，其余每一級(jí)蒸發(fā)所產(chǎn)生的二次蒸汽在后一級(jí)的加熱室中作為熱源利用后最后成為冷凝水排出，從而降低了冷卻水的消耗量。在設(shè)計(jì)多效蒸發(fā)器時(shí)，要考慮系統(tǒng)能耗的整體降低，另外還要考慮到設(shè)備投資和溫差限制等因素。在實(shí)際廢水處理中，三效蒸發(fā)器應(yīng)用最多。

3.3高鹽廢水多效蒸發(fā)工藝流程

含鹽水首先進(jìn)入到冷凝器中預(yù)熱和脫氣，然后分成冷卻水和蒸餾進(jìn)料兩股物流，冷卻水直接排入到河流，另一股則作為蒸餾中的物料。進(jìn)料含鹽水在加入阻垢劑后進(jìn)入到蒸發(fā)器后幾效中，料液被均勻分布到蒸發(fā)器的頂排管上，沿著頂排管以薄膜狀態(tài)向下流動(dòng)，部分料液吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而被蒸發(fā)。作為二次蒸汽，在下一效中被冷卻成產(chǎn)品稅，然后進(jìn)入到蒸發(fā)器的下一個(gè)效組中，該效組操作運(yùn)行溫度比上一效組溫度高，再經(jīng)過噴淋、蒸發(fā)和冷凝過程，然后將剩余的料液再輸送到下一高溫效組中，在溫度最高的效組中蒸發(fā)結(jié)晶。

3.4多效蒸發(fā)在高鹽廢水處理中具體應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)可通過濃縮工業(yè)廢水回收有價(jià)值的部分，但在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)槔淠袔в械头悬c(diǎn)成分的有機(jī)污染物，所以還需要通過優(yōu)化設(shè)計(jì)處理工藝來進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物。第一步，在高鹽廢水預(yù)處理中的應(yīng)用。由于微生物難以在高鹽環(huán)境下生長，所以可將蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)和生化處理技術(shù)結(jié)合起來，蒸發(fā)后所有鹽分基本會(huì)留在蒸發(fā)濃液中，大部分冷凝水排出蒸發(fā)系統(tǒng)作進(jìn)一步回收處理。在設(shè)計(jì)時(shí)采用經(jīng)濟(jì)節(jié)能的三效蒸發(fā)處理原水，一效和二效采用的是降膜換熱器，可獲得較高的換熱效率，第三效采用強(qiáng)制性循環(huán)換熱器，可解決因?yàn)榧訜峤橘|(zhì)高濃度引起的設(shè)備結(jié)垢問題。在冷凝液經(jīng)過換熱后排入到MBR池中進(jìn)一步生化降解，因?yàn)檫M(jìn)入到降解池的冷凝液中的有機(jī)物大部分是低分子、小分子的易降解有機(jī)物，所以最后出水在經(jīng)過消毒后滿足城市雜用水回收的標(biāo)準(zhǔn)。

第二在無機(jī)鹽分離、濃縮和回收中的應(yīng)用。比如在高鹽高硬度的含油廢水處理中，可采用四效蒸發(fā)器，根據(jù)含油廢水的特點(diǎn)，在預(yù)處理環(huán)節(jié)中國去除污水中的油和懸浮物，避免多效蒸發(fā)器和換熱器被污染或堵塞；對(duì)于羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水中氯化鈉和的回收，可采用兩效蒸發(fā)器，采用分步蒸發(fā)，在兩次蒸發(fā)中回收氯化鈉和氰基乙酸鈉。

4結(jié)語

綜上所述，相比較于兩種蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，不但其操作溫度低，所以可減緩設(shè)備腐蝕和結(jié)垢速度，可充分利用化工廠的低溫廢熱，而且系統(tǒng)運(yùn)行操作的彈性較大、動(dòng)力消耗量小、系統(tǒng)熱效率高且能保證操作的安全可靠。所以將低溫多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用到煤化工企業(yè)高鹽廢水的處理中，從造價(jià)、水質(zhì)處理效果方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)，可將低溫余熱利用和煉化污水深度處理結(jié)合起來，解決高鹽污水脫鹽難度高、能耗高等問題。