刮板蒸發(fā)減量化經(jīng)濟(jì)效益分析

張 榮

（蘇州依斯倍環(huán)保裝備科技有限公司，江蘇 蘇州 215000）

引言

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，高鹽廢水日益增加，對水體的污染也日漸嚴(yán)重，如果這部分廢水不進(jìn)一步的利用或妥善處置，直接排放至環(huán)境中，勢必會產(chǎn)生諸多不利影響。如何將工業(yè)廢水處理達(dá)標(biāo)或減量排放，并最大限度地實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，成為困擾工業(yè)企業(yè)的一大難題。因此，在大力提倡水資源節(jié)約利用和環(huán)境保護(hù)的大環(huán)境下，工業(yè)廢水零排放應(yīng)運(yùn)而生。

零排放，并不是只要水達(dá)到循環(huán)利用，在整個廢水處理工程中，如果不對最終的濃縮液或結(jié)晶鹽進(jìn)行處理，勢必又產(chǎn)生了新的污染物。在很多環(huán)評報告中雖然描述為廢水零排放，但實(shí)際應(yīng)用中，只有少數(shù)企業(yè)能真正實(shí)現(xiàn)零排放。比如，部分行業(yè)的含鹽廢水組分比較單一，無其他雜鹽，只要通過常規(guī)的反滲透膜濃縮、蒸發(fā)濃縮等工藝，便可以做到真正的零排放，因為通過此工藝可以得到比較純的固體結(jié)晶鹽，該鹽可以作為副產(chǎn)品外銷，另外，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸餾水水質(zhì)較好，也能夠全部再回收利用[1]。但對大多數(shù)企業(yè)，生產(chǎn)線上產(chǎn)生的廢水成分都比較復(fù)雜，不但含有多種鹽和其他雜物，而且COD含量也很高，這種廢水僅僅依靠單純的蒸發(fā)工藝實(shí)現(xiàn)零排放是很困難的，最終產(chǎn)生的雜鹽及部分母液也都被當(dāng)做固體廢物進(jìn)行處置。當(dāng)今國內(nèi)處理固體危廢的成本普遍在四五千元/噸左右，這個處置成本是非常昂貴的。因此，零排放只是理想的工藝，現(xiàn)實(shí)中企業(yè)要講成本，污水處理必須做到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面都可行，相對而言，更實(shí)際的操作應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)最大限度的“污染物減量化”。

例如，某汽車公司現(xiàn)有廢水處理裝置，每年排放大量廢水，因大環(huán)境影響，新建廢水站需在原有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)部分廢水零排放，最終實(shí)現(xiàn)污染物減量化。

1 廢水的水質(zhì)水量及現(xiàn)狀

廢水水量、水質(zhì)如表1、表2所示。

表1 廢水水量一覽表

表2 廢水水質(zhì)一覽表

該廠原有廢水系統(tǒng)，所有廢水全部達(dá)標(biāo)排放，現(xiàn)生產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)，廢水量增加，為滿足國家環(huán)保控制要求，該廠新建廢水站含鎳及含鉻廢水需實(shí)行零排放，即廢水回用量為43.5噸/天，年回用量達(dá)287 100噸，采用反滲透對廢水進(jìn)行回用的同時產(chǎn)生濃水，濃水經(jīng)蒸發(fā)器濃縮后產(chǎn)生濃縮液。企業(yè)回收利用這部分廢水并做經(jīng)濟(jì)效益分析，做到最終污染物減量化的同時經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著。

2 廢水處理工藝

（1）含鎳廢水預(yù)處理工藝流程如圖1所示。

圖1 含鎳廢水預(yù)處理工藝流程

經(jīng)收集的廢水通過提升泵輸送至反應(yīng)槽，調(diào)節(jié)pH值，投加NaClO進(jìn)行破絡(luò)反應(yīng)，再調(diào)節(jié)pH值，同時投加PAC、PAM進(jìn)行混凝絮凝反應(yīng)，通過重力沉降實(shí)現(xiàn)泥水分離，將金屬離子、SS、COD等污染物轉(zhuǎn)移到沉淀污泥內(nèi)，最終沉淀池出水至生化系統(tǒng)。

（2）含鉻廢水預(yù)處理工藝流程如圖2所示。

圖2 含鉻廢水預(yù)處理工藝流程

收集池中廢水通過提升泵輸送至pH值調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH值，投加還原劑將Cr6+還原成Cr3+，然后再調(diào)節(jié)pH值，同時投加PAC、PAM進(jìn)行混凝絮凝反應(yīng)，通過重力沉降實(shí)現(xiàn)泥水分離，將金屬離子、SS、COD等污染物轉(zhuǎn)移到沉淀污泥內(nèi)，最終沉淀池出水至生化系統(tǒng)。

（3）含鉻含鎳廢水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入生化系統(tǒng)，生化處理系統(tǒng)工藝流程如圖3所示。

圖3 生化處理系統(tǒng)工藝流程

生化系統(tǒng)由水解酸化池、好氧池和MBR池組成，進(jìn)一步降解廢水中的有機(jī)污染物。

（4）生化處理系統(tǒng)出水進(jìn)入回用系統(tǒng)，回用系統(tǒng)工藝流程如圖4所示。

圖4 回用系統(tǒng)工藝流程

回用系統(tǒng)主要由碳濾、RO系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)組成，碳濾主要去除水中余氯及部分有機(jī)物，RO系統(tǒng)的主要作用是脫鹽，去除原水中約98%的鹽類和有機(jī)物，RO濃水通過蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)一步脫鹽，RO產(chǎn)水直接回用，蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的鹽泥委外處置，蒸餾水去生化池進(jìn)一步處理。

（5）物化污泥及生化污泥通過泵泵入污泥濃縮池，污泥系統(tǒng)工藝流程如圖5所示。

圖5 污泥系統(tǒng)工藝流程

沉淀池底部沉淀的污泥和生化污泥由污泥泵提升至污泥處理系統(tǒng)。污泥進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾處理，壓濾機(jī)出來的污泥委外處置。

3 回用標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)業(yè)主要求，本項目綜合廢水處理后達(dá)標(biāo)排放，含鉻、含鎳廢水處理后回用，回用水標(biāo)準(zhǔn)限值：電導(dǎo)率：≤20 uS/cm，pH值：6.5～8.5，回用水量：42.5 m3/d

本文僅對含鉻及含鎳廢水零排放進(jìn)行相關(guān)分析，企業(yè)在做到部分廢水回用的同時，也考慮最終固廢的委外處置量的問題，委外固廢除了污泥之外，還有蒸發(fā)濃縮液。

4 蒸發(fā)器運(yùn)行成本分析

本項目含鎳和含鉻分別單獨(dú)處理后進(jìn)入生化系統(tǒng)、回用系統(tǒng)。回用系統(tǒng)主要采用反滲透膜進(jìn)行濃縮，反滲透濃液進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)器，考慮減量化，蒸發(fā)器采取MVR蒸發(fā)器及刮板蒸發(fā)器結(jié)合的形式，最終以鹽泥的形式委外處置[2]。針對配套的刮板蒸發(fā)器做以下運(yùn)行成本分析，如表3所示。

表3 刮板蒸發(fā)器運(yùn)行成本分表

5 盈虧分析

本項目針對反滲透濃水直接采用MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸發(fā)器濃縮液委外處置，并在MVR蒸發(fā)器的基礎(chǔ)上再配置一套刮板蒸發(fā)器，兩者結(jié)合使用，鹽泥委外處置，做了以下盈虧分析表，如表4所示。

表4 盈虧分析表

從表4可知，即投入一套刮板蒸發(fā)器后，設(shè)備運(yùn)行第三年左右可回刮板蒸發(fā)器設(shè)備投資成本。

6 減量化分析

如表5所示為減量化分析表，即反滲透濃水直接使用MVR蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮后的濃縮液年委外量及采用MVR蒸發(fā)器配套刮板蒸發(fā)器，對MVR產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)一步的干化，最終以鹽泥形式委外的年委外量進(jìn)行對比分析。

表5 減量化分析

從表5可見，增加一套刮板設(shè)備后，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最大限度的污染物減量化，隨著年份的遞增，固廢呈減量趨勢[3]。

7 結(jié)論

通過刮板蒸發(fā)器這套設(shè)備的實(shí)施，不僅降低了整個系統(tǒng)的運(yùn)行成本，而且提高了整個廢水處理系統(tǒng)水資源的利用效率，減少了固廢的委外量，有效實(shí)現(xiàn)固廢的減量化，若該系統(tǒng)運(yùn)行狀況穩(wěn)定，各項運(yùn)行參數(shù)正常，對企業(yè)來說有效地實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。隨著國家和環(huán)保行業(yè)對節(jié)能減排的日益重視，傳統(tǒng)的水處理工藝的節(jié)水經(jīng)濟(jì)型逐漸受到挑戰(zhàn)，所以要不斷的應(yīng)用新工藝及新技術(shù)，才能進(jìn)一步降低運(yùn)行成本，同時提高水資源利用效率，減少環(huán)境污染。