刮板蒸發減量化經濟效益分析

張 榮

（蘇州依斯倍環保裝備科技有限公司，江蘇 蘇州 215000）

引言

隨著工業的快速發展，高鹽廢水日益增加，對水體的污染也日漸嚴重，如果這部分廢水不進一步的利用或妥善處置，直接排放至環境中，勢必會產生諸多不利影響。如何將工業廢水處理達標或減量排放，并最大限度地實現水資源的循環利用，成為困擾工業企業的一大難題。因此，在大力提倡水資源節約利用和環境保護的大環境下，工業廢水零排放應運而生。

零排放，并不是只要水達到循環利用，在整個廢水處理工程中，如果不對最終的濃縮液或結晶鹽進行處理，勢必又產生了新的污染物。在很多環評報告中雖然描述為廢水零排放，但實際應用中，只有少數企業能真正實現零排放。比如，部分行業的含鹽廢水組分比較單一，無其他雜鹽，只要通過常規的反滲透膜濃縮、蒸發濃縮等工藝，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晶鹽，該鹽可以作為副產品外銷，另外，蒸發產生的蒸餾水水質較好，也能夠全部再回收利用[1]。但對大多數企業，生產線上產生的廢水成分都比較復雜，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工藝實現零排放是很困難的，最終產生的雜鹽及部分母液也都被當做固體廢物進行處置。當今國內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，現實中企業要講成本，污水處理必須做到技術和經濟兩方面都可行，相對而言，更實際的操作應該是實現最大限度的“污染物減量化”。

例如，某汽車公司現有廢水處理裝置，每年排放大量廢水，因大環境影響，新建廢水站需在原有工藝基礎上進行改造實現部分廢水零排放，最終實現污染物減量化。

1 廢水的水質水量及現狀

廢水水量、水質如表1、表2所示。

表1 廢水水量一覽表

表2 廢水水質一覽表

該廠原有廢水系統，所有廢水全部達標排放，現生產線擴產，廢水量增加，為滿足國家環保控制要求，該廠新建廢水站含鎳及含鉻廢水需實行零排放，即廢水回用量為43.5噸/天，年回用量達287 100噸，采用反滲透對廢水進行回用的同時產生濃水，濃水經蒸發器濃縮后產生濃縮液。企業回收利用這部分廢水并做經濟效益分析，做到最終污染物減量化的同時經濟和環境效益顯著。

2 廢水處理工藝

（1）含鎳廢水預處理工藝流程如圖1所示。

圖1 含鎳廢水預處理工藝流程

經收集的廢水通過提升泵輸送至反應槽，調節pH值，投加NaClO進行破絡反應，再調節pH值，同時投加PAC、PAM進行混凝絮凝反應，通過重力沉降實現泥水分離，將金屬離子、SS、COD等污染物轉移到沉淀污泥內，最終沉淀池出水至生化系統。

（2）含鉻廢水預處理工藝流程如圖2所示。

圖2 含鉻廢水預處理工藝流程

收集池中廢水通過提升泵輸送至pH值調節池，調節pH值，投加還原劑將Cr6+還原成Cr3+，然后再調節pH值，同時投加PAC、PAM進行混凝絮凝反應，通過重力沉降實現泥水分離，將金屬離子、SS、COD等污染物轉移到沉淀污泥內，最終沉淀池出水至生化系統。

（3）含鉻含鎳廢水經預處理后進入生化系統，生化處理系統工藝流程如圖3所示。

圖3 生化處理系統工藝流程

生化系統由水解酸化池、好氧池和MBR池組成，進一步降解廢水中的有機污染物。

（4）生化處理系統出水進入回用系統，回用系統工藝流程如圖4所示。

圖4 回用系統工藝流程

回用系統主要由碳濾、RO系統、蒸發系統組成，碳濾主要去除水中余氯及部分有機物，RO系統的主要作用是脫鹽，去除原水中約98%的鹽類和有機物，RO濃水通過蒸發系統進一步脫鹽，RO產水直接回用，蒸發系統產生的鹽泥委外處置，蒸餾水去生化池進一步處理。

（5）物化污泥及生化污泥通過泵泵入污泥濃縮池，污泥系統工藝流程如圖5所示。

圖5 污泥系統工藝流程

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。污泥進入板框壓濾機進行壓濾處理，壓濾機出來的污泥委外處置。

3 回用標準

根據業主要求，本項目綜合廢水處理后達標排放，含鉻、含鎳廢水處理后回用，回用水標準限值：電導率：≤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行相關分析，企業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，還有蒸發濃縮液。

4 蒸發器運行成本分析

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

表3 刮板蒸發器運行成本分表

5 盈虧分析

本項目針對反滲透濃水直接采用MVR蒸發器蒸發，蒸發器濃縮液委外處置，并在MVR蒸發器的基礎上再配置一套刮板蒸發器，兩者結合使用，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器后，設備運行第三年左右可回刮板蒸發器設備投資成本。

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蒸發器進行濃縮后的濃縮液年委外量及采用MVR蒸發器配套刮板蒸發器，對MVR產生的濃縮液進一步的干化，最終以鹽泥形式委外的年委外量進行對比分析。

表5 減量化分析

從表5可見，增加一套刮板設備后，已經實現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 結論

通過刮板蒸發器這套設備的實施，不僅降低了整個系統的運行成本，而且提高了整個廢水處理系統水資源的利用效率，減少了固廢的委外量，有效實現固廢的減量化，若該系統運行狀況穩定，各項運行參數正常，對企業來說有效地實現了經濟效益與社會效益。隨著國家和環保行業對節能減排的日益重視，傳統的水處理工藝的節水經濟型逐漸受到挑戰，所以要不斷的應用新工藝及新技術，才能進一步降低運行成本，同時提高水資源利用效率，減少環境污染。