簡析高含鹽廢水的處理技術與三效蒸發(fā)器應用

龐浩 陳秋艷

摘 要：由于高含鹽廢水的特征，其不能簡單地用生化處理，且物化處理過程較復雜，處理費用較高，是污水處理行業(yè)公認的高難度處理廢水。蒸發(fā)法是處理高含鹽廢水最為傳統(tǒng)的方法，運行成本很高，一般多采用多效蒸發(fā)器，優(yōu)點是結構簡單、操作容易、所得淡水水質好。基于此，本文概述了高含鹽廢水，對高含鹽廢水處理技術以及三效蒸發(fā)器在高含鹽廢水處理中的應用進行了探討分析。

關鍵詞：高含鹽廢水；處理技術；三效蒸發(fā)；應用

高含鹽廢水處理方法有物化處理技術、生物處理技術以及蒸汽處理技術。根據廢水性質的不同以及出水用途和水質要求的不同，處理方式不盡相同，一般高含鹽廢水的處理都是降低廢水的COD和含鹽量，從而達到達標排放的目的。

一、高含鹽廢水的概述

高含鹽廢水是指總含鹽量質量分數大于1%的含鹽廢水，包括高鹽生活廢水和高鹽工業(yè)廢水。其主要來源于直接利用海水的工業(yè)生產、生活污水和食品加工廠、制藥廠、化工廠等。這些廢水中除了含有有機污染物外，還含有大量的無機鹽，如Cl-、SO3 2-、SO4 2-等離子。這些高鹽、高有機物廢水，若未經處理直接排放，勢必會對水體生物、生活飲用水和工農業(yè)生產用水產生極大危害。

二、高含鹽廢水處理技術的分析

1、物化處理技術。主要有：（1）電解法。高含鹽廢水由于高鹽度的存在具有較高的導電性，從而為電化學法降解高含鹽廢水提供了可能性。在電解過程中，有機物電解質溶液可以發(fā)生一系列氧化還原反應從而降低COD。這種方法處理與有機物和無機鹽的種類也有關，Cl-存在時可在陽極放電，生成ClO-降解COD，也有實驗表明苯酚廢水通過電解法處理只改變了COD的存在形式并沒有減少TOC的存在總量。（2）膜分離工藝。目前較成熟的常用的膜分離工藝有微濾、超濾、納濾、反滲透四種，微濾和超濾所用膜的孔徑較大，對于COD和懸浮物的截留作用較好，但不能截留大部分溶解性物質，納濾可以截留大部分二價離子，反滲透能夠截留一價離子，所以根據要求的不同可以選擇不同的膜分離工藝進行處理，膜分離工藝處理效果好于一般工藝，成本較高，且膜污染問題較突出，因此受到了一定限制。目前還有一些新型膜分離工藝，如膜蒸餾工藝和清華大學研制的“NANO”膜。膜蒸餾工藝利用疏水膜的疏水性使水蒸氣通過膜而隔離其他物質，從而保證出水潔凈，膜蒸餾工藝同樣存在膜結垢問題，且疏水膜的研制還不能滿足大規(guī)模應用的要求。其結合反滲透和膜蒸餾的工藝特點，抗污染能力強，截留能力強，有良好的發(fā)展前景。（3）吸附工藝。活性炭晶格結構獨特，表面有很多含氧官能團，可吸附大量無機物和有機物在表面，同時一些有機物進入活性炭內部微孔形成螯合物，從而凈化水質。Fenton氧化工藝可產生強氧化自由基，自由基可使有機物裂解，從而提高生化活性或去除有機物。活性炭吸附-Fenton氧化工藝在Fenton試劑體系中引入了活性炭，由于活性炭的高效吸附作用，提高了氧化基附近的有機物濃度，從而提高氧化效率，并且可以避免二次污染。

2、生物處理技術。由于高含鹽廢水中的高鹽度對微生物的代謝功能有抑制，高含鹽廢水的生化處理效果不能達標，因此生物法工藝著眼于利用嗜鹽菌強化高含鹽廢水的生化處理效果。嗜鹽菌是指在高鹽環(huán)境下能夠生長的細菌，多生存在高鹽環(huán)境中。一般在含鹽度為2%-5%的水體環(huán)境下能夠良好生存的菌稱為耐鹽菌，3%-15%鹽度環(huán)境下可生存的菌為中度嗜鹽菌，一般為真菌，15%-30%可生存者成為極端嗜鹽菌，一般為古細菌。它們可以在高鹽度條件下維持體內的低水活度，保持酶活性，高含鹽廢水環(huán)境中成長成為優(yōu)勢菌種后可廢水COD進行降解，使排放水達標。目前嗜鹽菌的研究還在試驗中，隨著技術成熟，由于生物法無二次污染，成本低廉的特點，這種技術可以廣泛應用于工程實踐。生物法的目的是降解水體中的有機污染物，對于高含鹽廢水中的無機離子還需要與物化方法配合進行深度處理。

三、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器應用分析

為了使高含鹽廢水達標排放，可以通過合理應用三效蒸發(fā)器達到目的，具體應用表現為：

1、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器脫鹽法。蒸發(fā)是現代化工單元操作之一，即用加熱的方法使溶液中的部分溶劑汽化并去除，以提高溶液的濃度，或為溶質析出創(chuàng)造條件。三效蒸發(fā)器脫鹽法是利用濃縮結晶系統(tǒng)將廢液中的無機鹽通過蒸發(fā)的方式加以去除的方法。三效蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的三個蒸發(fā)器組成，高溫（120℃左右）加熱蒸汽被引入第一效，加熱其中的廢液，產生的蒸氣被引入第二效作為加熱蒸氣，使第二效的廢液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)，這個過程一直重復到最后一效。第一效凝水返回熱源處，其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出。同時，高含鹽廢水經過由第一效到最末效的依次濃縮，在最末效達到過飽和而結晶析出，由此實現鹽分與廢水的固液分離。含鹽廢水進入三效濃縮結晶裝置，經過三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結晶過程，分離為淡化水和濃縮晶漿廢液，無機鹽和部分有機物可結晶分離出來進行焚燒處理，淡化水可返回生產系統(tǒng)替代軟化水加以利用。

2、高含鹽廢水處理中的三效蒸發(fā)器應用分析。主要表現為：（1）三效蒸發(fā)器組成。三效蒸發(fā)器主要由相互串聯(lián)的三組蒸發(fā)器、冷凝器、鹽分離器和輔助設備等組成。三組蒸發(fā)器以串聯(lián)的形式運行，組成三效蒸發(fā)器。（2）三效蒸發(fā)器應用范圍。三效蒸發(fā)器可應用于處理化工生產、醫(yī)藥生產等企業(yè)在工藝生產過程中產生的高含鹽廢水，適宜處理的廢水含鹽量為3.5 %～25 %（質量百分比），COD濃度為2000 ppm～10000 ppm。（3）三效蒸發(fā)器的應用原理。三效蒸發(fā)器蒸發(fā)系統(tǒng)采用連續(xù)進料、連續(xù)出料的生產方式。高含鹽廢水首先進入一效強制循環(huán)結晶蒸發(fā)器，結晶蒸發(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，外接蒸氣液化產生汽化潛熱，對廢水進行加熱。由于蒸發(fā)換熱室內壓力較大，廢水在蒸發(fā)換熱室中在高于正常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結晶蒸發(fā)室后，廢水的壓力迅速下降導致部分廢水閃蒸，或迅速沸騰。廢水蒸發(fā)后的蒸氣進入二效強制循環(huán)蒸發(fā)器作為動力蒸氣對二效蒸發(fā)器進行加熱。一效、二效、三效強制循環(huán)蒸發(fā)器之間通過平衡管相通，在負壓的作用下，高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷地被蒸發(fā)，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀態(tài)時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發(fā)結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，固態(tài)的鹽被分離進入儲鹽池，分離后的廢水進入二效強制循環(huán)蒸發(fā)器加熱，整個過程周而復始，實現水與鹽的最終分離。并且冷凝器連接有真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)抽掉蒸發(fā)系統(tǒng)內產生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發(fā)器保持負壓狀態(tài)，提高蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)效率。在負壓的作用下，三效強制循環(huán)蒸發(fā)器中的廢水產生的二次蒸氣自動進入冷凝器，在循環(huán)冷卻水的冷卻下，廢水產生的二次蒸氣迅速轉變成冷凝水。冷凝水可采用連續(xù)出水的方式，回收至回用水池。

結束語

綜上所述，雖然三效蒸發(fā)器存在著處理成本高、設備使用壽命短、需要蒸氣量大等缺點，但是高含鹽廢水處理技術中的三效蒸發(fā)器脫鹽法應用，具有技術成熟、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，因此對其進行分析具有重要意義。

參考文獻：

[1]李柄緣，劉光全.高含鹽廢水處理技術技術研究進展[J].化工進展，2014（2）

[2]趙國勇等.高含鹽廢水的處理研究[J].中國井礦鹽，2016（09）

[3]張熙等.三效蒸發(fā)器實現高含鹽廢水優(yōu)化處理[J].化工管理，2015（11）