發(fā)布時(shí)間:2024-06-24
目前在工程應用中,高鹽廢水處理工藝主要使用MVR技術(shù)與其他一些如去COD、降SS、除硬、脫鹽等工藝方法共同協(xié)作,如微生物法、超濾反滲透膜法及ED(或EDI/EDR等)處理等。
傳統污水處理的方法有很多,目前工程實(shí)際應用效果比較好的方法有機械加速調節池法、微生物法、RO膜法、蒸發(fā)結晶法、電除鹽法等。其中處理效果相對較好、運行穩定的是膜處理方法,但是由于膜產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口,產(chǎn)品自身價(jià)格較高,而且與傳統水處理技術(shù)相比,其能夠處理的廢水量較少,進(jìn)行綜合經(jīng)濟分析后可以看出該法處理成本較高;電除鹽主要針對離子本身進(jìn)行分類(lèi),對有機物COD的去除效果并不理想;微生物水處理方法可處理的水量較大,使用場(chǎng)景較為寬泛,但處理效果受環(huán)境因素、水質(zhì)波動(dòng)、季節性等因素影響,實(shí)際效果一般。
因此,很多高含鹽廢水的處理常使用蒸發(fā)結晶技術(shù),常用的MVR技術(shù)有多效蒸發(fā)(常用二效、三效、四效)、機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)(即MVR技術(shù))、降膜式蒸發(fā)等。由于MVR技術(shù)耗能較低,且經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展,結合PLC控制系統及電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥的配合,目前自動(dòng)化程度較高,因此有著(zhù)眾多優(yōu)點(diǎn)的MVR工藝已經(jīng)被廣泛應用于高含鹽廢水的處理。
1.生化處理技術(shù)與MVR技術(shù)協(xié)作
首先,傳統式預處理作為前端方法可去除高含鹽廢水中的SS,接著(zhù)使用MVR蒸發(fā)結晶技術(shù)進(jìn)行鹽分固化,再對蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行曝氣,實(shí)現催化氧化,同時(shí)利用菌類(lèi)微生物,如采用一些特殊菌類(lèi)微生物“吃掉”冷凝液中的有機物,通過(guò)離心機或板框壓濾實(shí)現固液分離的目的。
2.酸堿法與MVR技術(shù)協(xié)作
部分高含鹽廢水來(lái)水并非中性,為了滿(mǎn)足后續工藝系統的進(jìn)水條件,常常設調節池,并采用加酸、加堿法調節來(lái)水的pH值,然后再采用MVR技術(shù)進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生冷凝水和留在蒸發(fā)器中的濃縮母液,后續針對濃縮母液部分,采取旋液分離器的方法進(jìn)一步濃縮,剩下無(wú)法再濃縮的母液通過(guò)離心機等方式提純后形成鹽產(chǎn)品。使用該類(lèi)方法處理高含鹽廢水可以轉化出具有經(jīng)濟價(jià)值的鹽產(chǎn)品(一般售賣(mài)純度要求較高),且根據后續要求還可進(jìn)一步降低含水率。
3.STRO高壓反滲透膜與MVR技術(shù)協(xié)作
環(huán)保領(lǐng)域水處理公司研發(fā)出了一套高壓反滲透膜STRO配合MVR蒸發(fā)結晶技術(shù)的水處理工藝。前端對廢水進(jìn)行簡(jiǎn)單預處理后,再經(jīng)過(guò)加藥、過(guò)濾、吸附等方法去除SS和硬度,然后采用多級反滲透膜,常見(jiàn)工藝是一級反滲透加二級反滲透,產(chǎn)水直接回用。二級反滲透后的濃水濃縮倍率一般在16倍左右,普通反滲透膜已無(wú)法進(jìn)一步濃縮,這時(shí)分別用高壓和高壓STRO膜繼續濃縮,無(wú)法再濃縮的廢水進(jìn)入MVR系統進(jìn)行蒸發(fā)結晶。該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)入MVR系統的鹽分達到較高,MVR的造價(jià)和運營(yíng)費用降到了較低,但多級膜裝置投資費用非常高,這種工藝只適合處理少量廢水。
4.“電除鹽技術(shù)+生化處理技術(shù)”與MVR技術(shù)協(xié)作
由于后續蒸發(fā)結晶系統中有機物含量不能太高,因此首先要將有機物與鹽類(lèi)物質(zhì)做分離處理。廢水經(jīng)過(guò)調節池后通過(guò)粗、細格柵除去大部分的SS,再用電滲析陰陽(yáng)電極板及選擇性膜片分離水中不同的鹽類(lèi)物質(zhì)。電滲析的濃水進(jìn)入MVR蒸發(fā)結晶單元,冷凝水回用,濃縮母液使用微生物法后再進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離。這樣的工藝組合可以大大減少外部生蒸汽的消耗量,降低日常運行費用。如果只使用常規微生物法,雖然投資和運行費用相對較低,但處理水量不多且處理效率較低,因為高含鹽水中的鹽分對微生物處理有機物的影響非常大。
5.反滲透膜法與MVR技術(shù)協(xié)作
首先在調節池中調節高含鹽廢水的pH值,再通過(guò)加藥、過(guò)濾、吸附等方法去除硬度、SS,接著(zhù)采用膜濃縮的方式脫鹽,產(chǎn)出的清水達到一般回用標準,然后再集中排放產(chǎn)生的不凝性氣體。反滲透濃水進(jìn)入MVR系統進(jìn)行蒸發(fā)結晶,達到出料標準的濃縮液(過(guò)飽和,已經(jīng)含有部分結晶物)通過(guò)雙級推料離心機產(chǎn)生固體雜質(zhì)。蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生冷凝水,該部分水質(zhì)較好,可滿(mǎn)足一般回用要求。
6.纖維過(guò)濾技術(shù)與MVR技術(shù)協(xié)作
目前國內幾大電廠(chǎng)對高含鹽脫硫廢水的處理流程是:首先將石灰、碳酸鈉等藥劑加入脫硫后的高含鹽廢水中進(jìn)行化學(xué)加藥沉淀,經(jīng)過(guò)化學(xué)反應后,廢水經(jīng)過(guò)纖維過(guò)濾器被深度過(guò)濾,再經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器后進(jìn)入倒極電脫鹽(即EDR裝置),EDR裝置產(chǎn)水進(jìn)入回用水箱,濃水送入MVR裝置中蒸發(fā)結晶。通過(guò)MVR技術(shù)實(shí)現產(chǎn)品固化,MVR的產(chǎn)品水質(zhì)較好,可直接進(jìn)入產(chǎn)水箱,作為廠(chǎng)區回用補水。
泵的選擇在整套MVR系統中是比較重要的,泵就是起到物料不斷循環(huán)流動(dòng)作用的強制循環(huán)泵,該泵不僅需要較大的流量,同時(shí)需考慮到內部會(huì )有結晶物存在的可能性,故一般會(huì )選擇軸流泵或混流泵。
這類(lèi)泵的特點(diǎn)就是流量大,揚程低(一般控制在5~10 m就可滿(mǎn)足需求),而且在不斷蒸發(fā)溶液形成晶粒的過(guò)程中,該泵可以大程度減少對晶體的破壞,這將促進(jìn)蒸發(fā)結晶晶粒的形成并不斷擴大,以快速達到出料條件。
冷凝水泵的選擇需滿(mǎn)足冷凝液快速排出的揚程要求,同時(shí)在流量設計時(shí),冷凝液一般停留時(shí)間在半小時(shí)左右,以保證蒸發(fā)冷凝出的冷凝水能夠快速排出,否則將會(huì )導致冷凝水在罐體中停留時(shí)間過(guò)長(cháng),并使蒸發(fā)器傳熱發(fā)生嚴重的抑制作用,導致蒸汽加熱變成了熱水加熱。
換熱介質(zhì)的本質(zhì)區別,導致?lián)Q熱器的設計選型完全錯誤。其他如出料泵、事故泵、噴淋泵等常規水泵一般選擇化工離心泵,需要注意的是事故泵需要根據事故池地下或地上結構選擇離心泵或自吸泵,過(guò)流部件要求具有抗腐蝕功能,葉輪有一定的強度能夠抵抗細小晶粒。
蒸發(fā)器蒸發(fā)器一般采用列管式換熱器,大管徑換熱可以有效避免結垢堵塞問(wèn)題,分為臥式和立式兩種。蒸發(fā)器主要作用是使熱源生蒸汽或壓縮機中出來(lái)的二次蒸汽對冷源物料進(jìn)行加熱。列管式換熱器相比板式換熱器換熱系數較小,但換熱面積遠大于板式換熱器。工程實(shí)際應用中常常使用2套立式列管式換熱器,既降低了換熱管堵塞的風(fēng)險,同時(shí)代替了循環(huán)大管道,節約了工程造價(jià)。由于蒸發(fā)器換熱管完全接觸鹽分較高的母液,因此材質(zhì)選擇要求抗腐蝕能力強,一般較多選用雙相鋼或鈦材。
分離器分離器的主要作用是進(jìn)行汽液分離(二次蒸汽與濃縮母液),在有真空裝置的系統中同時(shí)兼有閃蒸罐的作用。分離器直徑選擇應考慮蒸發(fā)蒸汽上升流速問(wèn)題,在滿(mǎn)足二次蒸汽流速的前提下根據實(shí)際蒸汽體積核算分離器的直徑,同時(shí)上升高度不僅要滿(mǎn)足蒸汽體積要求,同時(shí)需考慮蒸汽帶出的大液珠利用自重掉落的需要,故而分離器的高度分為直筒段高度和錐體高度。為了更好地快速形成晶種,避免對晶粒造成破壞,常常在分離器的錐底設置鹽腳,保證鹽晶體顆粒形成后不被循環(huán)作用破壞。
高含鹽廢水的處置,目前仍是一個(gè)難處理的課題,既要在理論上實(shí)現零排放而不造成更加難處理的危廢,又要考慮實(shí)際工程應用的經(jīng)濟合理性。這就要求處理過(guò)程中的每一段工藝都要精益求精,力求做到較好。前端預處理系統將硬度降到最低,能夠擴寬后續膜處理等濃縮方式的進(jìn)水承受系數[10],提高濃縮倍率,減少采用MVR蒸發(fā)結晶技術(shù)時(shí)的投資費用。另外,工作人員還需要在來(lái)水時(shí)就對各股廢水鹽分進(jìn)行分析,采用不同的工藝處置而不能混為一談,以更好地實(shí)現分鹽,這樣不僅可以降低后續納濾或冷凍結晶分離鹽的造價(jià)成本,甚至可以帶來(lái)經(jīng)濟效益,實(shí)現“變廢為寶”。
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