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高盐工业污水处理的热浓缩技术

标签:工业污水处理

高盐工业污水处理的热浓缩是采用加热的方式进行浓缩,主要包括多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和机械式蒸汽再压缩(MVR)技术等。热浓缩主要适于处理高TDS和高COD的废水,这类废水的COD通常高达数万到数十万毫克每升。

高盐废水处理的MSF技术起步于20世纪50年代,是较早应用的蒸馏技术。加热至一定温度的高盐废水依次在一系列压力逐渐降低的容器中实现闪蒸气化,然后将蒸汽冷凝后得到淡水。MSF技术应用于海水淡化领域,由于其工艺成熟,运行可靠,现已发展应用于多种工业废水的处理与回用中。但硫酸盐结垢问题限制了MSF的首效蒸汽温度,从而影响了运行成本,同时MSF技术还存在产品水易受污染、设备投资大等缺点。在实际使用中常将MSF与RO或UF相结合,使得这些缺点得以弥补。

高盐废水处理的MED技术以单效蒸发为基础,利用前效产生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽,同时后一效的操作压力和溶液的沸点相应降低,后一效的加热室成为前一效的冷凝器,将多个蒸发器串联起来一起运行,组成多效蒸发过程。

MED的优点是:便于分离晶体,可将废水中的不挥发性溶质和溶剂彻底分离;残余浓缩液少,热解作用后易处理;灵活应用,能根据实际情况处理高浓度废水和低浓度废水,既能单独使用,也能与其他方法一起使用。但不可避免的是,MED效数增加,相应地设备投资也增加,同时每一效的传热温差损失增加,设备生产强度降低。工业上为优化MED系统,常将其与其他脱盐技术耦合使用,如利用NF膜对MED进水进行预处理,首效温度能从65 ℃升到125 ℃,且没有结垢危险。

高盐废水处理的MVR技术又称机械热压缩技术,与传统的蒸发技术相比,显著的区别在于传统蒸发的能源来自蒸汽,蒸发过程中损失的能量都来自蒸汽,而MVR技术的能源来自电力,通过蒸汽压缩机做功,将物料蒸发产生的低温低压蒸汽压缩成高温高压的蒸汽,再次作为热源对原料液进行加热,大程度地回收了蒸汽潜能。因此,相比于传统蒸发技术,MVR更加节能,并且具有热效率高、运行成本低、设备简单可靠、自动化程度高、占地面积小、蒸发温度低的特点。采用MVR技术处理氯化铵废水时发现,与三效、四效蒸发技术相比,从废水中蒸发出1t水,MVR技术可比三效蒸发技术节省69.45%的标准煤,比四效蒸发技术节省60.72%,MVR技术将全部二次蒸汽压缩回用,回收了潜热。

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