蒸發(fā)技術(shù)在濃鹽水零排放處理中的應(yīng)用概述

摘要：隨著水處理工業(yè)的高速發(fā)展，副產(chǎn)物濃鹽水產(chǎn)生量日益增長。濃鹽水零排放技術(shù)成為解決水回收率低濃鹽水污染環(huán)境兩難問題的一把利劍。本文介紹了蒸發(fā)技術(shù)在濃鹽水零排放處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：濃鹽水;蒸發(fā)技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.046

Abstract：With the rapid development of water treatment industry，the output of the byproduct concentrated brine is increasing day by day.The zero discharge technology of concentrated brine has become a sword to solve the environmental dilemma of low water recovery rate of low concentrated brine pollution.This paper introduces the application of evaporation technology in the treatment of zero liquid of concentrated brine.

Keywords：Concentrated brine;Evaporation technology;Application

隨著我國水處理工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工業(yè)水處理過程產(chǎn)生的濃鹽水和海水淡化產(chǎn)生的濃海水總量日益增長[1-2]

根據(jù)國際脫鹽協(xié)會(huì)（IDA），2010年全球運(yùn)行的脫鹽裝置總淡水生產(chǎn)能力5990×104m3/d，在建裝置產(chǎn)能約180×104 m3/d[3]。濃鹽水作為副產(chǎn)品，面臨處理量大，成本高等問題。隨著我國環(huán)保要求的嚴(yán)格，濃鹽水直接外排或傾倒大海的措施已無法滿足要求。濃鹽水零排放技術(shù)成為解決水回收率低濃鹽水污染環(huán)境兩難問題的一把利劍。

1 濃鹽水特點(diǎn)

濃鹽水中的鹽、溫度、金屬污染物和化學(xué)藥劑等會(huì)對環(huán)境與生物造成嚴(yán)重的危害。例如濃鹽水排入海中，造成海水局部鹽度的增加，影響耐鹽性較差的生物，甚至造成其滅亡[4-5]。濃鹽水排入納污水體使其水溫升高，溶解氧降低，危害水中生物。濃鹽水中含有許多化學(xué)藥劑及高濃度的金屬離子。對環(huán)境造成很大危害。

綜上所述，濃鹽水直接排放會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的濃鹽水處理技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外濃鹽水零處理領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。

2 濃鹽水零排放技術(shù)概況

濃鹽水的零排放是指將濃鹽水濃縮至含鹽量達(dá)20000mg/L以上，淡水的回收率達(dá)到80%以上[6]，再對少量剩余的濃縮液或結(jié)晶產(chǎn)物進(jìn)行資源化利用。其中蒸發(fā)技術(shù)在濃鹽水零排放中應(yīng)用最廣，按照工藝分為蒸發(fā)塘技術(shù)、膜蒸餾結(jié)晶技術(shù)、噴霧蒸發(fā)技術(shù)、熱法蒸發(fā)技術(shù)。

2.1 蒸發(fā)塘技術(shù)

蒸發(fā)塘技術(shù)是將濃鹽水輸送到蒸發(fā)塘，通過自然蒸發(fā)，使鹽分結(jié)晶，在進(jìn)行固液分離脫鹽。為提高蒸發(fā)塘蒸發(fā)效率，發(fā)展了帶有強(qiáng)制循環(huán)的蒸發(fā)塘技術(shù)。通過改變氣液界面流速、溫度等措施來增加蒸發(fā)的作用。蒸發(fā)塘技術(shù)的缺點(diǎn)是，受地域限制較大，適合建設(shè)于年平均蒸發(fā)量為降雨量 3～5 倍以上的區(qū)域。不適用于冬季氣溫低自然蒸發(fā)量極小的西北地區(qū)蒸[7]。目前國電赤峰“3052”項(xiàng)目、大唐阜新項(xiàng)目、新疆慶華項(xiàng)目、大唐克旗項(xiàng)目等化工濃鹽水零排放處理應(yīng)用該技術(shù) [8]。

2.2 膜蒸餾結(jié)晶技術(shù)

膜蒸餾是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的脫鹽技術(shù)，是膜技術(shù)與傳統(tǒng)蒸發(fā)技術(shù)結(jié)合的新型脫鹽技術(shù)，具有產(chǎn)水品質(zhì)好，濃縮倍數(shù)高等特點(diǎn)。

它以疏水膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸汽壓差的作用下，使熱側(cè)蒸汽分子穿過膜孔后在冷側(cè)冷凝富集，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。根據(jù)冷側(cè)冷凝方式不同，膜蒸餾可以分為：直接接觸式膜蒸餾（DCMD）、空氣隙式膜蒸（AGMD）、氣掃式膜蒸餾（SGMD）和真空膜蒸餾（VMD）。根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者研究表面，膜蒸餾技術(shù)已在海水淡化、苦咸水治理及反滲透濃鹽水零排放領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[9-10]。

2.3 噴霧蒸發(fā)技術(shù)

噴霧干燥鹽水技術(shù)，濃鹽水零排放的技術(shù)之一。濃鹽水首先被霧化器分散成25 μm 的微小粒子，進(jìn)入到干燥塔內(nèi)，并與熱空氣進(jìn)行熱量質(zhì)量交換，汽化效率達(dá)100%[11]。其進(jìn)料可以是乳液、懸濁液和乳濁液，提高濃鹽水的鹽度可大大降低能耗。噴霧干燥技術(shù)由于耗能較高，在濃鹽水回收領(lǐng)域，沒有得到廣泛應(yīng)用。

2.4 熱法蒸發(fā)技術(shù)

在處理水質(zhì)較差、水溫高、易造成膜污染的濃鹽水時(shí)，適合采用熱法濃縮技術(shù)。該技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)要求低、產(chǎn)生率可90%左右，主要缺點(diǎn)是啟動(dòng)階段的能耗較高。熱蒸發(fā)濃縮技術(shù)包括多效蒸發(fā)技術(shù)（MED）、機(jī)械壓縮蒸發(fā)技術(shù)（MVR）、多級閃蒸技術(shù)（MSF）技術(shù)。MED的為多個(gè)蒸發(fā)器的串聯(lián)，前一級蒸發(fā)器蒸出蒸汽作為下一級蒸發(fā)器熱源，進(jìn)行水蒸氣的蒸發(fā)從而實(shí)現(xiàn)鹽水濃縮的目的。MVR是目前廣泛應(yīng)用的最先進(jìn)的熱蒸發(fā)技術(shù)，通過機(jī)械壓縮機(jī)產(chǎn)生二次蒸汽，補(bǔ)充循環(huán)蒸汽的熱損失。屬于高效節(jié)能蒸發(fā)器，其節(jié)能效果與十效蒸發(fā)系統(tǒng)相當(dāng)。MSF將高溫濃鹽水引入閃蒸室，由于閃蒸室壓力小于進(jìn)水飽和蒸氣壓，水迅速汽化，水蒸氣冷凝產(chǎn)生淡水，濃鹽水不斷濃縮的過程。該技術(shù)不會(huì)析出溶質(zhì)，可有效規(guī)避蒸發(fā)器結(jié)垢的問題。

其中MED及MVR技術(shù)在煤化工濃鹽水零排放處理系統(tǒng)應(yīng)用交廣泛，MSF普遍應(yīng)用于海水淡化處理[12]。

3 結(jié)語

蒸發(fā)結(jié)晶是濃鹽水零排放的最終解決方案，但占地大、能耗高、處理費(fèi)用高，制約其發(fā)展。因此在今后提高效率、降低費(fèi)用，是濃鹽水零排放技術(shù)關(guān)注點(diǎn)。

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收稿日期：2019-03-12

基金項(xiàng)目：中煤科工集團(tuán)企業(yè)創(chuàng)新基金（2016XAYZD08）

作者簡介：王玉（1985-），女，漢族，工學(xué)碩士，工程師，研究方向?yàn)榈V井水處理技術(shù)、污水的再生利用。