三效蒸發(fā)器應(yīng)用于高含鹽廢水處理

1 緒論

高含鹽廢水是指含至少總?cè)芙夤腆wTDS（Total Dissolved Solid）和有機(jī)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于3.5%的廢 水，包括高鹽生活廢水和高鹽工業(yè)廢水。主要來源于 直接利用海水的工業(yè)生產(chǎn)、生活污水和食品加工廠、 制藥廠、化工廠及石油和天然氣的采集加工等。這些 廢水中除了含有有機(jī)污染物外，還含有大量的無機(jī)鹽， 如Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等離子。這些高鹽、高有機(jī)物 廢水，若未經(jīng)處理直接排放，勢必會(huì)對(duì)水體生物、生活 飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大危害。該類濃廢水的 共同特點(diǎn)是：不能簡單地用生化處理，且物化處理過程 較復(fù)雜，處理費(fèi)用較高，是污水處理行業(yè)公認(rèn)的高難度 處理廢水[1]。

2 高含鹽廢水處理技術(shù)

關(guān)于高含鹽廢水的處理技術(shù)，國內(nèi)外已經(jīng)研究了幾 十年，目前通常采用的方法主要包括：生物法、SBR工 藝法和三效蒸發(fā)器脫鹽法等。我們這里著重介紹三效蒸發(fā)器脫鹽法。

3 三效蒸發(fā)器

3.1 三效蒸發(fā)器應(yīng)用范圍

三效蒸發(fā)器可應(yīng)用于處理化工生產(chǎn)、食品加工廠、 醫(yī)藥生產(chǎn)、石油和天然氣采集加工等企業(yè)在工藝生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5% ～25%（質(zhì)量百分比），COD濃度為2000～10,000ppm。

3.2 三效蒸發(fā)器組成及原理

三效蒸發(fā)器主要由相互串聯(lián)的三組蒸發(fā)器、冷凝 器、鹽分離器和輔助設(shè)備等組成（如圖所示）。 三組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運(yùn)行，組成三效蒸發(fā)器。 整套蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的生產(chǎn)方式。高 含鹽廢水首先進(jìn)入一效強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶蒸發(fā)器，結(jié)晶蒸發(fā) 器配有循環(huán)泵，將廢水打入蒸發(fā)換熱室，在蒸發(fā)換熱室內(nèi)，外接蒸氣液化產(chǎn)生汽化潛熱，對(duì)廢水進(jìn)行加熱。由 于蒸發(fā)換熱室內(nèi)壓力較大，廢水在蒸發(fā)換熱室中在高于 正常液體沸點(diǎn)壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進(jìn)入結(jié) 晶蒸發(fā)室后，廢水的壓力迅速下降導(dǎo)致部分廢水閃蒸， 或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā) 器作為動(dòng)力蒸氣對(duì)二效蒸發(fā)器進(jìn)行加熱，未蒸發(fā)廢水和 鹽分暫存在結(jié)晶蒸發(fā)室。一效、二效、三效強(qiáng)制循環(huán)蒸 發(fā)器之間通過平衡管相通，在負(fù)壓的作用下，高含鹽廢 水由一效向二效、三效依次流動(dòng)，廢水不斷地被蒸發(fā)， 廢水中鹽的濃度越來越高，當(dāng)廢水中的鹽分超過飽和狀 態(tài)時(shí)，水中鹽分就會(huì)不斷地析出，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶室的下 部的集鹽室。吸鹽泵不斷將含鹽的廢水送至旋渦鹽分離 器，在旋渦鹽分離器內(nèi)，固態(tài)的鹽被分離進(jìn)入儲(chǔ)鹽池， 分離后的廢水進(jìn)入二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱，整個(gè)過程 周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)水與鹽的最終分離。具體參見www.wzbeinuo.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

冷凝器連接有真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)抽掉蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi) 產(chǎn)生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發(fā)器保持負(fù)壓狀態(tài)， 提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負(fù)壓的作用下，三效強(qiáng)制 循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產(chǎn)生的二次蒸氣自動(dòng)進(jìn)入冷凝器， 在循環(huán)冷卻水的冷卻下，廢水產(chǎn)生的二次蒸氣迅速轉(zhuǎn)變 成冷凝水。冷凝水可采用連續(xù)出水的方式，回收至回用 水池。

4 三效蒸發(fā)器應(yīng)用實(shí)例

4.1 處理對(duì)象及處理工藝

高含鹽廢水的主要成分為15%氯化鈉溶液，廢水pH 值為6～8，廢水COD為50,000ppm。處理量為3t/h。 根據(jù)高含鹽廢水的特性，工藝設(shè)計(jì)按照三效蒸發(fā)器 進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算，確定的三效蒸發(fā)器的主要技術(shù)參 數(shù)如下：

蒸發(fā)量Q=30 0 0kg / h（每小時(shí)蒸發(fā)水分30 0 0kg）； 實(shí)際蒸氣耗量Q=120 0kg/h（進(jìn)氣壓力0.3～0.4MPa）； 一效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.03MPa； 二效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.06MPa； 三效蒸發(fā)器換熱面積S=80m2，真空度P=-0.085MPa；循 環(huán)冷卻水耗量Q=40t/h；冷凝冷卻面積A=240m2；機(jī)組總 功率P=25kW；機(jī)組占地面積為長10m×寬5m×高4m。 根據(jù)工藝，充分考慮廢水對(duì)設(shè)備的腐蝕性，且本著 在滿足使用性的前提下盡量節(jié)約成本的原則，系統(tǒng)設(shè)備 選材如下：

1）蒸發(fā)器本體選擇碳鋼重防腐，可耐120℃以內(nèi) 酸、堿、鹽溶液的腐蝕；2）加熱器選擇Ta1鈦管；3） 冷凝冷卻器列管選用316L不銹鋼；4）出料螺桿泵選用 316L不銹鋼材質(zhì)；5）回收水罐及閃蒸罐選用碳鋼噴涂 防腐涂料；6）工藝管道、管件、閥門選用316L不銹鋼 +PPR材質(zhì)；7）結(jié)晶罐選用碳鋼重防腐。

4.2 處理結(jié)果及存在的問題

高含鹽廢水經(jīng)三效蒸發(fā)器處理后，產(chǎn)生了結(jié)晶鹽、 有機(jī)物濃縮廢液和淡化水，結(jié)晶鹽和有機(jī)物濃縮廢液送 到危險(xiǎn)廢物處置中心集中焚燒處置，淡化水回用到生產(chǎn) 中進(jìn)一步利用。

通過本系統(tǒng)的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，盡管三效蒸 發(fā)器可以有效處理高含鹽廢水，但是還存 在一些問題需要進(jìn)一步克服，主要表現(xiàn) 在：

（1）廢水處理成本高。由于被處理的 廢水多有腐蝕性，所以設(shè)備的選材需要考 慮抗腐蝕性，成本較高。

（2）整套設(shè)備運(yùn)行過程中腐蝕嚴(yán)重， 壽命短。在三效蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)中，雖然盡 量選用抗腐蝕的材料，但是并不能避免腐 蝕，尚存在設(shè)備使用壽命較短的問題，需要及時(shí)更換。

（3）三效蒸發(fā)器處理高含鹽廢水需要大量的蒸氣， 很多地方不具備條件。

（4）通過三效蒸發(fā)器處理后的高含鹽廢水還需要送 人危險(xiǎn)廢物處置中心做進(jìn)一步處理。

5 結(jié)論

高含鹽廢水必須經(jīng)過適當(dāng)處理后才能回歸環(huán)境。實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的廢水處理方法并不適宜處理高含鹽廢 水。在眾多的高含鹽廢水處理技術(shù)中，三效蒸發(fā)器脫鹽 法具有技術(shù)成熟、可處理廢水范圍廣、占地面積小、處 理速度快、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)具有較大的發(fā)展前景。 雖然，三效蒸發(fā)器存在著處理成本高、設(shè)備使用壽命 短、需要蒸氣量大等缺點(diǎn)，但是隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā) 展，該技術(shù)在高含鹽廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步 擴(kuò)大。