煙氣洗滌廢水具有雜鹽含量較高的特點(diǎn)，且含有較高的有機(jī)污染物，pH偏堿性。該高鹽廢水不適合采用物化或生物處理技術(shù)，反滲透技術(shù)雖可以解決高鹽廢水的減量，但反滲透產(chǎn)生的高含鹽濃縮液的出路更為棘手。近年來，隨著環(huán)評(píng)對(duì)污染物排放總量控制日益嚴(yán)格，絕大多數(shù)危險(xiǎn)廢物綜合處理廠執(zhí)行廢水處理達(dá)標(biāo)后“零”排放，為此，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的高效減量與達(dá)標(biāo)處理迫在眉睫。本研究結(jié)合某危廢處理廠的高鹽工業(yè)廢水處理工程，探索多效蒸發(fā)工藝在高鹽廢水處理工藝設(shè)計(jì)中相關(guān)重要工藝流程的選取與關(guān)鍵參數(shù)的取值，以期為類似工程提供參考與借鑒。

多效蒸發(fā)是一個(gè)多級(jí)串聯(lián)濃縮過程，其中各效操作參數(shù)與單效蒸發(fā)相同，但各效過程參數(shù)相互制約。一般而言，增加效數(shù)可以提高蒸發(fā)處理的經(jīng)濟(jì)性，但由于存在溫度差損失，效數(shù)不可能無限制地增加。針對(duì)無機(jī)鹽溶液的蒸發(fā)，目前一般選擇二~四效蒸發(fā)。

根據(jù)多效蒸發(fā)中物料與二次蒸汽的流向不同，多效蒸發(fā)細(xì)分為平流、順流和逆流等多種蒸發(fā)工藝。

危廢焚燒系統(tǒng)產(chǎn)生的高鹽廢水總?cè)芙夤腆w（Total Dissolved Solids，TDS）含量較高，且含有一定的雜質(zhì)、懸浮物（Suspended Solids，SS）和CODCr，黏度較大，適合選用逆流式三效蒸發(fā)工藝。

１、工藝流程

１.１ 高鹽廢水設(shè)計(jì)水量與進(jìn)水水質(zhì)

某危廢處置中心高鹽廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理量為100t/d，折合4.2t/h，整個(gè)工藝過程中預(yù)計(jì)可產(chǎn)雜鹽（干基）約210kg/h，該高鹽廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表1。

１.２ 設(shè)計(jì)工藝流程

高鹽廢水經(jīng)預(yù)熱、三效蒸發(fā)濃縮、二效蒸發(fā)濃縮、一效蒸發(fā)濃縮后，進(jìn)入離心機(jī)出鹽，總體工藝流程見圖1。一效加熱器為強(qiáng)制循環(huán)式，二效、三效加熱器均為降膜循環(huán)式。蒸發(fā)得到的冷凝液經(jīng)后續(xù)生化系統(tǒng)處理后回用。

1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)取值

根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)，本項(xiàng)目三效蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

本項(xiàng)目3個(gè)加熱器均為管殼式換熱器，其結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。

1.4 設(shè)計(jì)冷凝水排放指標(biāo)

三效蒸發(fā)冷凝液進(jìn)后續(xù)污水處理站，采用生化處理+膜深度處理的工藝技術(shù)路線進(jìn)行深度處理。經(jīng)污水處理站處理后的廢水達(dá)到GB/T18920—2002城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)調(diào)試期間，冷凝水指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

2、測(cè)試指標(biāo)與分析方法

2.1 原料組分指標(biāo)

經(jīng)取樣分析，高鹽廢水原料實(shí)際組分較設(shè)計(jì)值差異較大，主要體現(xiàn)在原料TDS、CODCr和氯離子含量均遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，具體見表3。一方面由于前端焚燒來料種類繁雜，組分差別較大；另一方面為減少高鹽廢水的產(chǎn)生，實(shí)際增大了焚燒系統(tǒng)洗滌循環(huán)水的循環(huán)次數(shù)，各組分逐漸累積至較高值。

由表3可知，焚燒系統(tǒng)洗滌高鹽廢水實(shí)際水質(zhì)中TDS和CODCr都超過設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)，特別是CODCr分別超過設(shè)計(jì)值15.5倍和11.6倍，因此需要對(duì)高鹽廢水進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)后的進(jìn)水水質(zhì)見表4。

調(diào)質(zhì)后的高鹽廢水作為三效蒸發(fā)裝置的進(jìn)料。

2.2 其他指標(biāo)

本項(xiàng)目調(diào)試期間其他測(cè)試指標(biāo)還包括：①進(jìn)料流量；②生蒸汽冷凝水、二次蒸汽冷凝水、機(jī)封水、真空系統(tǒng)循環(huán)水中TDS指標(biāo)；③二次蒸汽冷凝水溫度。

3、運(yùn)行效果分析

3.1 二效物料循環(huán)及轉(zhuǎn)料

二效循環(huán)泵兼具物料循環(huán)和轉(zhuǎn)料的功能，出口壓力控制在0.15~0.18MPa，可以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)向一效分離器轉(zhuǎn)料。

但二效循環(huán)泵出口壓力低于0.15MPa或高于0.18MPa時(shí)，一效進(jìn)料量均會(huì)有不同程度地下降，一效分離器液位會(huì)逐步降低，直至低液位報(bào)警，需要人工干預(yù)調(diào)節(jié)。這主要是因?yàn)樵诙аh(huán)泵出口壓力太低時(shí)，二效無法正常向一效迅速補(bǔ)料；出口壓力太高時(shí)，二效加熱器循環(huán)量變小，一效進(jìn)料量也相應(yīng)減小。

因此，調(diào)節(jié)并控制二效循環(huán)泵出口壓力在0.15~0.18MPa，既能穩(wěn)定向一效分離器轉(zhuǎn)料，又不影響二效物料的循環(huán)。

3.2 三效分離器壓力

二次蒸汽冷凝水溫度一般不超過40℃，其隨時(shí)間變化趨勢(shì)見圖3。

由圖3可知，在實(shí)際調(diào)試過程中，二次蒸汽冷凝水溫度集中在31~39℃，此時(shí)三效分離器壓力為12.3kPa（絕對(duì)壓力）。

3.3 分離器操作液位

調(diào)試過程中，分離器液位隨時(shí)間變化趨勢(shì)見圖4~圖6。由于3個(gè)分離器液位量程有差異，因此均以實(shí)際液位所占分離器液位計(jì)總高度的比例來表示實(shí)際操作液位。

可以看出，調(diào)試期間正常運(yùn)行工況下，3個(gè)分離器液位均穩(wěn)定在45%~55%（出鹽工況除外，此時(shí)一效分離器液位會(huì)明顯下降）。此時(shí)二次蒸汽冷凝水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

分離器液位達(dá)到65%~70%左右時(shí)，二次蒸汽冷凝水中TDS就可能會(huì)超標(biāo)，主要是因?yàn)榇藭r(shí)分離器液面上部氣相空間相對(duì)縮短，蒸發(fā)出的二次蒸汽在分離器內(nèi)停留時(shí)間縮短，二次蒸汽與鹽分未能完全分離，導(dǎo)致從分離器頂部出去的氣相物料夾帶部分鹽分。

綜合考慮分離器與加熱器的豎向布置，3個(gè)分離器液位控制值為50%時(shí)系統(tǒng)可正常運(yùn)行。

3.4 出鹽時(shí)間與出鹽量

系統(tǒng)設(shè)計(jì)出鹽量約為210kg/h，實(shí)際調(diào)試期間為間歇出鹽，即先根據(jù)一效分離器底部視鏡觀察分離器內(nèi)物料濃度，如果視鏡中鹽分低于1/3視鏡位置，則說明暫時(shí)還未濃縮到出料濃度；若視鏡中鹽分達(dá)到1/3位置，則說明可能達(dá)到出料濃度，需要再進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)確定，具體實(shí)驗(yàn)方法為：取1只500mL燒杯，至出料泵出口取樣管取樣，冷卻約10min后觀察鹽分含量，若鹽分含量超過40%，即具備出鹽條件。調(diào)試期間，每隔約4~6h出鹽1次，每次出鹽約1.0~1.2t。

4、結(jié)論

1）由于高鹽廢水成分復(fù)雜，且含鹽量可能會(huì)有較大波動(dòng)，尤其是含鹽量高于8%時(shí)，二效加熱器即會(huì)有少量結(jié)晶鹽析出，降膜式加熱器由于循環(huán)量較小，存在結(jié)晶鹽堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，因此針對(duì)危廢焚燒系統(tǒng)高鹽廢水處理三效蒸發(fā)系統(tǒng)，一效、二效和三效加熱器均選擇強(qiáng)制循環(huán)型。

2）本系統(tǒng)二效循環(huán)泵出口壓力需控制在0.15~0.18MPa；分別設(shè)置單獨(dú)的二效轉(zhuǎn)料泵與二效循環(huán)泵，確保進(jìn)料量穩(wěn)定，系統(tǒng)蒸發(fā)過程平穩(wěn)。

3）為確保在進(jìn)水CODCr較高（＞1500mg/L）且水質(zhì)波動(dòng)較大的情況下，三效蒸發(fā)系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運(yùn)行，母液不宜回流至三效系統(tǒng)。

4）為控制三效分離器壓力穩(wěn)定在12.3kPa（絕對(duì)壓力），宜設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，以保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。