高含鹽廢水含有大量溶解度很低的無機鹽,若未經處理直接排入江河湖海,會危害水體的自然生態(tài)平衡,使水質惡化,導致漁業(yè)生產、水產養(yǎng)殖、農業(yè)灌溉和工業(yè)生產的破壞,嚴重時還會污染地下水和飲用水源,甚至危害耕地,致使土壤發(fā)生鹽堿化,阻礙植物生長。高含鹽廢水由于含有高濃度的鹽離子,它具有很強的腐蝕性(氯離子)、較易的結垢性(鈣鎂離子)和較大的溶解性(鈉鹽),同時對微生物還有抑制和毒害作用,因此不能簡單地用常規(guī)工業(yè)廢水處理技術來處理高含鹽廢水,需利用蒸發(fā)結晶技術將水中的溶解鹽進行固液分離,冷凝清潔水回收循環(huán)利用,固化結晶鹽填埋處理或回收利用,最終實現(xiàn)零排放。下面,江蘇銘盛環(huán)境設備為您介紹高鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術。
1、高含鹽廢水的蒸發(fā)工藝及技術特點
蒸發(fā)技術被廣泛應用于化工、輕工、制藥和食品等行業(yè),近幾年正逐步用于高含鹽廢水的零排放處理過程中,具有較大的發(fā)展?jié)摿?。按照蒸發(fā)方式,其可以分為自然蒸發(fā)(溶液在低于沸點溫度下蒸發(fā))和沸騰蒸發(fā)(將溶液加熱至沸點,在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā))兩類。其中,沸騰蒸發(fā)目前國內外最為常用,主要有多效蒸發(fā)、熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)、機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)以及降膜式機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)等。
1.1 自然蒸發(fā)——蒸發(fā)塘
蒸發(fā)塘是利用太陽能、風能等自然力量蒸發(fā)廢水的一種處理方法,是最早用于處理化工高濃鹽水的一種典型自然蒸發(fā)技術:將高濃鹽水排入蒸發(fā)塘,通過自然蒸發(fā)結晶,實現(xiàn)固液分離或濃鹽水減量,以便后續(xù)處理利用,減少設備投資和能量消耗,從而大幅度減少廢水處理投資和運行費用。
蒸發(fā)塘場址必須選在地域遼闊、氣候干燥、降雨量小、蒸發(fā)量大、太陽能充足,且當地多年平均蒸發(fā)量為降雨量3~5倍的地區(qū),受到嚴格的自然條件限制。同時,蒸發(fā)塘周邊還必須設置雨水阻斷設施,塘底和塘壁必須做防腐和防滲處理。排入蒸發(fā)塘的水質必須滿足國家規(guī)范要求,包括含鹽量、有機物、重金屬以及有毒有害物質。
1.2 沸騰蒸發(fā)——多效蒸發(fā)
多效蒸發(fā),是采用強制加熱實現(xiàn)沸騰蒸發(fā)的一種方式:將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)起來,前一級蒸發(fā)器產生的二次蒸汽作為后一級蒸發(fā)器的熱源,如此循環(huán)利用蒸汽,以提高熱能利用效率。每一級蒸發(fā)器稱作“一效”,通常多效蒸發(fā)的循環(huán)蒸發(fā)器串聯(lián)效數在3~4個,少數多達6效。當蒸發(fā)器的效數增加時,一次蒸汽的用量呈減少趨勢,即可實現(xiàn)節(jié)約能源的作用,但蒸發(fā)器的效數并不是無限的,也不是越多越好,這取決于二次蒸汽的品質及經濟性能。
1.3 沸騰蒸發(fā)——熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)
熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)是針對多效蒸發(fā)消耗大量一次蒸汽的缺點發(fā)展起來的,是改進一次蒸汽經濟性的一種經濟實惠技術。其利用熱泵原理,在一效蒸發(fā)器前面增設蒸汽噴射壓縮裝置,將一次蒸汽和一效產生的部分二次蒸汽引入蒸汽噴射壓縮裝置。當一次蒸汽經過此蒸汽噴射壓縮裝置時,產生相對的負壓環(huán)境,利用此負壓抽吸來自一效加熱室產生的部分二次蒸汽,經蒸汽噴射壓縮裝置混合增壓,提升溫度后再作為一效的加熱蒸汽,以提高熱能利用率,達到減少一次蒸汽消耗的目的。
從結構上看,熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)較多效蒸發(fā)系統(tǒng)只增加了蒸汽噴射壓縮裝置,設計簡單,沒有活動部件,操作可靠穩(wěn)定。但從效能上看,使用一臺熱力蒸汽壓縮裝置所節(jié)約的能源與增加一效蒸發(fā)器所節(jié)約的能源相當,即熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)比單純的多效蒸發(fā)更節(jié)能,消耗的一次蒸汽更少。據研究,熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)的能耗僅為單效蒸發(fā)能耗的78%。在運行過程中,熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)仍然需連續(xù)供給一定數量的鮮蒸汽。
1.4 沸騰蒸發(fā)——機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)
機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)是采用機械壓縮機將蒸發(fā)器產生的二次蒸氣強制壓縮,人為提高二次蒸汽的壓力和溫度,增加二次蒸汽的熱焓,然后全部再次回送到蒸發(fā)器的加熱室作為加熱料液的熱源,使料液始終維持在沸騰狀態(tài),并不斷蒸發(fā)濃縮。加熱蒸汽本身經換熱后冷凝成水排出,作為合格產水使用。料液蒸發(fā)的蒸汽再次作為二次蒸汽進入機械壓縮機,提高熱焓品質,再次作為蒸發(fā)器的熱源,如此循環(huán)往復,周而復始。補充的新蒸汽僅在裝置啟動和運行過程中用于彌補熱損失、進出料的溫差熱焓,正常運行后通常不再需要新蒸氣的供給,其節(jié)能效果相當于許多常規(guī)蒸發(fā)系統(tǒng)。
機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)技術最大程度地利用了自身產生的二次蒸汽能量,能源利用率幾乎接近100%,大幅度地降低了新蒸汽的消耗。據研究,能耗僅為單效蒸發(fā)能耗的23.8%。
2、結論
當前,高含鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術還存在運行成本高、易結垢、腐蝕性大等難點,尤其是固化混鹽必須作為危廢處置,這無形中給企業(yè)又增加了巨大的負擔。因此,高含鹽廢水的蒸發(fā)零排放技術還需進一步深化,繼續(xù)朝分鹽處理方向發(fā)展,實現(xiàn)一價鹽和二價鹽的獨立分離固化回收,進而實現(xiàn)真正意義上的無害化和資源化。