高鹽廢水零排放蒸發處理技術的分析及應用研究

羅潔榮

摘要：國民經濟發展態勢下，我國化工行業發展進程逐步加快，高鹽廢水對環境污染日益嚴重，影響到人類的生活起居。基于我國蒸發處理研究現狀，總結當前蒸發處理技術的實際應用，發掘這一技術的應用意義，在此基礎上提出這一技術的應用方案。

關鍵詞：高鹽廢水;零排放;蒸發處理

隨著化工行業的發展，各個領域生產時排放的高鹽廢水越來越多，對環境的影響日漸惡劣，目前已經影響到地球生態環境與人類的健康安全。高鹽廢水是指總含鹽質量分數至少1%的廢水，我國已經建成針對這一污染物的新型處理標準，所以應用先進的蒸發處理系統進行高鹽廢水的處理已經成為當前人們關注的重點。

1高鹽廢水零排放蒸發處理技術現狀分析

當前人們處理高鹽廢水時，采用的工藝方法時生物法與非生物法。其中，生物法中包含普通活性污泥與生物膜方法，可以將高鹽廢水中有機物去除，但是生物法處理系統與化工廠內環境條件、高鹽廢水的水質有關系，微生物在高鹽廢水中生物代謝功能可能喪失，因此生物法的效果可能無法達到預期目標。非生物法中主要包含蒸發、膜分離以及電解法等，這些高鹽廢水處理技術成本較高，污水處理周期比較長，在高鹽廢水處理時存在一定局限性。人們將蒸發處理技術加以優化和改進，將其變為蒸發結晶技術。該技術是當前化工廠高鹽廢水零排放的主要方式，蒸發需要通過加熱裝置將高鹽廢水加熱，讓廢水中部分溶劑汽化后變為蒸汽，增加高鹽廢水的鹽濃度，為溶質的析出提供便利條件。

2高鹽廢水零排放蒸發處理技術的應用

2.1多效蒸發

多效蒸發是高鹽廢水零排放蒸發處理技術的一種，簡稱為MED。這種處理技術主要是將多個蒸發器連接操作，高鹽廢水通過前一個蒸發器后形成二次蒸汽，這些二次蒸汽可以作為后一個蒸發器的重要熱源，有效提高蒸發處理技術中熱能利用效率。多效蒸發處理技術的優勢在于進水預處理十分便利，應用起來也很靈活，蒸發器可以單獨使用，也可以與其他蒸發處理方法同時使用，系統操作簡單，且安全可靠。

2.2機械蒸汽再壓縮蒸發

機械蒸汽再壓縮系統（簡稱：MVR）是現有蒸汽系統中耗能最低的蒸發工藝，其利用蒸汽壓縮機對二次蒸汽做功，提高二次蒸汽的壓力和溫度，升溫后的蒸汽可重新作為蒸發熱源蒸汽，不斷重復，保持蒸發過程連續。排出系統的蒸餾水和濃液經換熱器將其能量傳遞給進液，能量得到充分回收。

2.3熱力蒸汽再壓縮蒸發

蒸汽再壓縮蒸發處理技術，主要是根據熱泵原理完成高鹽廢水零排放的處理技術。這一技術應用下，沸騰室中蒸汽被壓縮處理，進入加熱時后已經含有加高的壓力，能量加入蒸汽上，人們應用蒸汽噴射壓縮機，按照熱泵原理進行操作，系統運行簡單有效，且有效提高高鹽廢水零排放蒸汽處理系統的運行效率。從設備的運行成本角度來看，該項技術與機械式蒸汽壓縮處理技術的成本基本相同，需要注意的是，在該項技術中，需要確保整個系統中存在足量的蒸汽，這些蒸汽需要被傳到下一效蒸發器中或冷凝器中，在冷凝器內可以作為殘余蒸汽使用。

2.4立管降膜式機械蒸發在壓縮循環蒸發

立管降膜蒸發是將料液自降膜蒸發器加熱室上管箱加入，經液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內，并沿換熱管內壁呈均勻膜狀流下。在流下過程中，被殼程加熱介質加熱汽化，產生的蒸汽與液相共同進入蒸發器的分離室，汽液經充分分離，蒸汽進入冷凝器冷凝（單效操作）或進入下一效蒸發器作為加熱介質，從而實現多效操作，液相則由分離室排出。

優點：換熱效率較高，能耗較低

可處理粘度較大物料、熱敏性物料

缺點：設備布置一般較高，維護保養難度較大

換熱管垂直布置，布液要求及換熱管垂直度要求高

不適合處理易結晶或結垢或粘度特大物料

3MVR強制循環蒸發系統處理高鹽廢水的應用

MVR強制循環蒸發系統主要包含：加熱器、分離室、蒸汽壓縮機等。其原理如下：

當原液經過預熱后進入強制循環分離室，然后與強制循環液進行混合，經強制循環泵泵入加熱器管內，流速控制在1.5m/s-3.5m/s，降低結垢概率，以免影響換熱效率。當循環液從管子中高速流動時，循環液被換熱管外部蒸汽冷凝所產生的熱量加熱升溫，控制管內壓力大于濃水該溫度下的沸騰壓力，使其不在管內蒸發。加熱后的循環液從加熱器流出到低壓的分離室中，高溫循環液在此發生閃蒸，濃縮液由循環泵抽出，一部分循環蒸發，一部分輸送至鹽冷卻系統，待鹽冷卻結晶后，流入固液分離器進行固液分離，離心得到的母液流入進水罐再次濃縮蒸發。

分離室產生的二次蒸汽經壓縮機提溫、提壓泵入加熱器與強制循環泵泵人的循環液進行換熱。蒸汽冷凝后冷凝水收集在蒸餾水罐，被蒸餾水泵泵出與原液在熱交換器中進行換熱。

某化工廠在處理高鹽廢水時，采用MVR強制循環蒸發系統進行處理。高鹽廢水中鹽度達到8%，廢水當前溫度為20攝氏度，該MVR系統每個小時可以處理5噸的廢水。與傳統蒸發處理技術相比，該技術能夠節省60%的費用，對設備的投資只需要不到一年的時間就能收回全部成本。因此該化工廠在處理高鹽廢水時使用了MVR系統處理技術，且系統處理廢水的節能效果十分明顯，MVR強制循環蒸發系統運行三年以來沒有出現過故障，運行狀態一直良好。

4結束語

總而言之，一直以來化工廠在處理高鹽廢水時經常面臨技術上的困擾，隨著技術的發展，目前開發出了多種廢水處理技術，包括降膜蒸發技術、機械蒸發技術和熱力蒸汽蒸發技術等，這類技術都具備相應的優勢，其中降膜蒸發技術能耗最低，今后有很好的發展前景，MVR強制循環蒸發由于技術成熟，目前的應用頻率最高。