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污水處理技術篇:污水處理零排放技術

污水處理技術篇:污水處理零排放技術

發布日期:2021-08-17 來源: 點擊:

國內現有實現廢水“零排放”的手段

目前國內廣泛使用的工業廢水處理技術主要包括RO(反滲透膜雙膜法)和EDR技術他們的主要材料是納米級的反滲透膜,而這種技術的作用對象是離子(重金屬離子)和分子量在幾百以上的有機物。其工作原理是在一定壓力條件下,H2o可以通過RO滲透膜,而溶解在水中的無機物,重金屬離子,大分子有機物,膠體,細菌和病毒則無法通過滲透膜。從而可以將滲透的純水與含有高濃度有害物質的廢水分離開來。但是使用這種技術我們只能得到60%左右的純水,而剩余的含高濃度有害物質的廢水最終避免不了排放到環境的結局,而這些高濃度的重金屬離子和無機物對我們的環境是極其有害的。

RCC技術

RCC技術,能真正達到工業廢水“零排放”,RCC的核心技術為“機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術”及“晶種法技術”、“混合鹽結晶技術”。

1機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術

(1)、機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術的基本原理

所謂的機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術,是根據物理學的原理,等量的物質,從液態轉變為氣態的過程中,需要吸收定量的熱能。當物質再由氣態轉為液態時,會放出等量的熱能。根據這種原理,用這種蒸發器處理廢水時,蒸發廢水所需的熱能,再蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時釋放熱能所提供。在運作過程中,沒有潛熱的流失。運作過程中所消耗的,僅是驅動蒸發器內廢水、蒸汽、和冷凝水循環和流動的水泵、蒸汽泵和控制系統所消耗的電能。為了抵抗廢水對蒸發器的腐蝕,保證設備的使用壽命蒸發器的主體和內部的換熱管,通常用鈦合金制造。其使用壽命30年或以上。

蒸發器單機廢水處理量由27噸/天起至3800噸/天。如果需要處理的廢水量大于單機處理量,可以按裝多臺蒸發器處理。蒸發器在用晶種法技術運行時,也稱為鹵水濃縮器(BrineConcentrator

(2)、鹵水濃縮器構造及工藝流程

(1)待處理鹵水進入貯存箱,在箱里把鹵水的PH值調整到5.5-6.0之間,為除氣和除碳作準備。鹵水進入換熱器把溫度升至沸點。

(2)加熱后的鹵水經過除氣器,清除水里的不溶所體,如氧所和二氧化碳。

(3)新進鹵水進入深縮器底槽,與在濃縮器內部循環的鹵水混合,然后被泵到換熱器管束頂部水箱。

(4)鹵水通過裝置,在換熱管頂部的鹵水分布件流入管內,均勻地分布在管子的內壁上,呈薄膜狀,受地引力下降至底槽。部分鹵水沿管壁下降時,吸收管外蒸汽所釋放的熱能而蒸發了,蒸汽和未蒸發的鹵水一起下降至底槽。

(5)底槽內的蒸汽經過除霧器進入壓縮機,壓縮蒸汽進入濃縮器。

(6)壓縮蒸汽的潛熱傳過換熱管壁,對沿著管內壁下降的溫度較低的鹵水膜加熱,使部分鹵水蒸發,壓縮蒸汽釋放潛熱時,在換熱管外壁上冷凝成蒸餾水。

(7)蒸餾水沿管壁下降,在濃縮器底部積聚后,被泵經換熱器,進儲存罐待用。蒸餾水流經換熱器時,對新流入的鹵水加熱。

(8)底槽內部分鹵水被排放,以控制濃縮器內鹵水的濃度。

晶種法技術:可以解決蒸發器換熱管的結垢問題,經處理后排放的濃縮廢水,通常被送往結晶器或干燥器,結晶或干燥成固體,運送堆填區埋放。上述循環過程,周而復始,繼續不斷地進行。

2 晶種法技術


如廢水里含有大量鹽分或TDS,廢水在蒸發器內蒸發時,水里的TDS很容易附著在換熱管的表面結垢,輕則影響換熱器的效率,嚴量時則會把換熱管堵塞。解決蒸發器內換熱管的結垢問題,是蒸發器能否用作處理工業廢水的關鍵。RCC成功開發了護有的“晶種法”技術,解決了蒸發器換熱管的結垢問題,使他們設計和生產的蒸發器,能成功地應用于含鹽工業廢水的處理,并被廣泛采用。應用“晶種法“技術的蒸發器,也稱作“鹵水濃縮器”(BrineConcentrator)。經鹵水濃縮器處理后排放的濃縮廢水,TDS含量可高達300,000pp,通常被送往結晶器或干燥器,結晶或干燥成固體,運送堆填區埋放。

“晶種法”以硫酸鈣為基礎。廢水里須有鈣和硫化物的存在,濃縮器開始運作前,如果廢水里自然存在的鈣和硫化物離子含量不足,可以人工加以補充,在廢水里加添硫酸鈣種子,使廢水里鈣和硫化物離子含量達到適當的水平。廢水開始蒸發時,水里開始結晶的鈣和硫酸鈣離子含量達到適當水平。廢水開始蒸發時,水里開始結晶的鈣和硫酸鈣離子就附著在這些種子上,并保持懸浮在水里,不會附著在換執管表面結垢。這種現象稱為“選擇性結晶”。鹵水濃縮器通常能持續運作長達一年或以上,不才需定期清洗保養。在一般情況下,除了在濃縮器啟動時有可能添加“晶種外”,正常運作時不需再添晶種。

3 混全鹽結晶技術

(1)、混全鹽結晶技術的應用

鹵水濃縮器可回收鹵水里95%至98%的水份,剩余的濃縮鹵水殘液,含有大量的可溶固體。在有些地區,鹵水殘液被送往蒸發池自然蒸發,或作深井壓注處理。但很多地區,如美國西南部的科羅拉多河流域,為了防止濃縮鹵水排放蒸發池或作深井壓注處理后滲出,對水源造成二次污染,沿岸的工礦企業產生的廢水,必須作“零排入”處理。如殘液的流量很小,則可用干燥器把殘淮干燥成固體,收集后送堆場填埋;如殘液量較大,用結晶器把殘液里的可溶固體給晶后收集填埋,是更經濟的處理方法。

一般生產性化工結晶程序,如氯化鈉、硫酸鈉等化工商品的生產,僅需要處理一種鹽類的結晶,這類單鹽鹵水的結晶工藝,比較容易掌握,但工業污水里所含的的鹽份,種類繁雜,甚至含有兩種鹽份組成的復鹽。有多種鹽類并存的鹵水會在結晶器內產生泡沫和具有極強的腐蝕性,同時多種不同鹽類的存在,會造成鹵水不同的沸點升高。不同成度的結垢,對設備的換熱系數產生不同程度的影響。通過數十年的研究和實踐我們掌握了一套混合鹽類結晶技術,累積了豐富的經驗。驗室對混通過實合鹽鹵的分析,準確檢定鹵水里各種鹽類的成份和溶量,準確判斷各種鹽類對設備的影響,采用不同的設計參數,并在這基礎上進行系統設計,為用戶提供適合的,經濟和可靠的設計,制定可行的操作和維修方案。

(2)、混全鹽結晶技術的設備與工藝流程

用作混合鹽結晶的結晶器,可用蒸汽驅動,也可用電動蒸汽壓縮機驅動,后者是能效較高的系統。

強制循壓縮蒸汽結晶器:強制循環壓縮蒸汽結晶器是熱效率高的結晶系統,系統所需的熱能,由一臺電動蒸汽壓縮機提供。它的主要工作程序如下:

(1)待處理濃鹵水被泵進結晶器。

(2)和正在循環中的鹵水混合,然后進入殼管式換熱器。因換熱器管子注滿水,鹵水在加壓狀態下不會沸騰并抑止管內結垢。

(3)循環中的鹵水以特定角度進入蒸汽體,產生渦旋,小部鹵水被蒸發。

(4)水分被蒸發時,鹵水內產生晶體。

(5)大部鹵水被循環至加熱器,小股水流被抽送至離心機或過濾器,把晶體分離。

(6)蒸汽經過除霧器,把附有的顆粒清除。

(7)蒸器經壓縮機加壓,壓縮蒸汽在加熱器的換熱管外殼上冷凝成蒸餾水,同時釋放潛熱把管內的鹵水加熱。

(8)蒸餾水收集后,供廠內需要高質蒸餾水的工藝流程使用,在某些條件下,結晶器產生的晶體,是很高商業價值的化工產品。這種高效結晶器的主要優點有:

a設備體積小,占地面積也小。b設備能耗低,鹽鹵濃縮器處理一噸廢水耗電最低僅16KW/H。回收率高達98%,而且回收的是優質蒸餾水,所含TDS小于10PPM,稍做處理即可作高壓鍋爐補給水,用鈦合金制造,壽命長達30年。

零排放技術只是在人能力范圍內的理想狀態,并且在某一行業或領域的孤立的零排放是不可能的,它涉及到許多學科和領域,只有不同的領域間相互合作共同努力我們才能去實現“零排放”最終造福人類。



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