一篇文章弄明白“低溫蒸發(fā)器”

一篇文章弄明白“低溫蒸發(fā)器”

本文首先總結(jié)了低溫蒸發(fā)技術(shù)分類及工作原理，然后系統(tǒng)闡述了低溫蒸發(fā)技術(shù)在工業(yè)廢液濃縮、達(dá)標(biāo)排放與處理、廢液資源化利用等方面的應(yīng)用，最后對未來的技術(shù)發(fā)展方向和技術(shù)革新提出了建議。

1、低溫蒸發(fā)技術(shù)簡述

1.1 低溫蒸發(fā)技術(shù)

低溫蒸發(fā)是指運(yùn)行溫度一般介于35～50 ℃的蒸發(fā)工藝。該技術(shù)主要處理多種污染廢水、含油產(chǎn)品的水及粘著或結(jié)晶的流體，尤其是來自切削液廢水、清洗廢水、表面處理廢水、高鹽廢水、高濃廢水、探傷檢測廢水或其他生產(chǎn)過程用水等等。

1.2 低溫蒸發(fā)技術(shù)基本原理

預(yù)熱：本步驟為全自動，原水桶到中液位后，水泵運(yùn)行產(chǎn)生真空，蒸發(fā)器自動進(jìn)水，壓縮機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生熱量給蒸發(fā)罐內(nèi)廢水加熱，在真空狀態(tài)下，廢水溫度上升到30℃左右，廢水開始蒸發(fā)，預(yù)熱完成。

蒸發(fā)濃縮過程：蒸發(fā)溫度設(shè)定為35-40℃，壓縮機(jī)壓縮冷媒產(chǎn)生熱量，水分快速蒸發(fā)的同時(shí)，冷媒通過膨脹閥氣化后吸收熱量制冷，蒸氣上升遇冷液液化進(jìn)入儲水罐，冷媒吸收了熱量，通過壓縮機(jī)壓縮制熱，給廢水再加熱。如果在蒸發(fā)的過程中有氣泡上升，傳感器檢測到后，消泡劑自動加進(jìn)去消泡，一個(gè)周期完成后，開始排出濃縮液（一個(gè)周期的時(shí)間可設(shè)定）。

濃縮液排出：一個(gè)蒸發(fā)周期完成后，壓縮泵停止工作，濃縮液管路氣動閥打開，蒸發(fā)罐加壓，將濃縮液壓入濃縮桶內(nèi)。

2、低溫蒸發(fā)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)廢液處理目前常用物理化學(xué)法、膜處理法、高溫蒸餾、生化處理法、低溫蒸發(fā)法等處理方法。低溫蒸發(fā)系統(tǒng)優(yōu)勢是低溫蒸發(fā)，不易產(chǎn)生水垢，工藝鏈非常短，設(shè)備操作簡單，自動化程度高，濃縮效率更高，維護(hù)更為方便，在工業(yè)廢液達(dá)標(biāo)處理、廢液濃縮、廢液資源化、特種廢液處理等方面得到很好的應(yīng)用。

2.1 廢液濃縮

(1)垃圾滲濾液濃縮

垃圾滲濾液是一種高濃度有機(jī)廢液，具有COD濃度高、色度高、臭味大、處理難度大等特點(diǎn)。目前采用反滲透(RO)技術(shù)處理，仍會產(chǎn)生約占廢液處理量20%～50%的高鹽、高色度、高COD、難生物降解的RO濃縮液。濃縮液的處理一般采用回爐燃燒和回灌處理方法，但效果不明顯、存在處理能耗高的問題。

基于目前垃圾滲濾液濃縮液常用膜濃縮過程存在的不足，通過真空低溫蒸發(fā)的方法，對滲濾液濃縮液進(jìn)行進(jìn)一步濃縮處理，無機(jī)鹽、易揮發(fā)物進(jìn)入到蒸汽中，一些不易揮發(fā)污染物、重金屬、固體雜質(zhì)等物質(zhì)留存在濃縮液中，濃縮液經(jīng)過離心分離、壓濾等措施進(jìn)一步減量化處理，脫出液體返回到低溫蒸發(fā)器前端進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷凝液達(dá)標(biāo)排放或回用。

對低溫蒸發(fā)處理垃圾滲濾液進(jìn)行了深入研宄，研究結(jié)果表明蒸發(fā)處理技術(shù)處理后水從滲濾液中分離，揮發(fā)性有機(jī)酸、氨和揮發(fā)性烴會隨著蒸汽進(jìn)入冷凝液，無機(jī)物、重金屬和大部分有機(jī)物則會殘存在剩余濃縮液中，冷凝液中COD、TDS 與 NH3-N含量均下降，蒸發(fā)處理工藝可把滲濾液濃縮到原體積2%～10%左右。

(2)危險(xiǎn)廢液濃縮

目前工業(yè)所產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢液主要有機(jī)械加工廢液、電鍍廢液、切削液、清洗廢液、熒光廢液等廢液，其成分常含有《國家危險(xiǎn)廢物名錄》明確規(guī)定的成分。目前主要采取方式是交由外委有處置資質(zhì)的第三方企業(yè)處置，如果在外輸之前使用低溫蒸發(fā)的減量化處理后再外委處理，可以大大節(jié)省危險(xiǎn)工業(yè)廢液處置費(fèi)用，也可以大大節(jié)約能耗。

低溫蒸發(fā)技術(shù)用于危險(xiǎn)廢物廢液的濃縮減量處理中，廢液濃縮率達(dá)到75%,濃縮液中含雜濃度80%,廢液中的污染物得到了很好的去除。

2.2 廢液減量化及達(dá)標(biāo)處理

(1)煤化工高含鹽難降解有機(jī)廢液

煤化工廢液一般具有COD高、含鹽量高、難降解和含毒性物質(zhì)等特點(diǎn)，部分表面活性劑的特點(diǎn)是親油性特別強(qiáng)，乳化分散能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定且不易降解。目前一般使用采用格柵、高密度澄清池和多介質(zhì)過濾器進(jìn)行除雜處理，利用離子交換裝置和螯床樹脂裝置除去結(jié)垢離子，將水解酸化、活性炭、MBR膜生物反應(yīng)器、臭氧催化氧化串聯(lián)去除有機(jī)污染物，運(yùn)行超濾和二級反滲透雙膜法進(jìn)行過濾和濃縮，濃縮的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生混鹽。蒸發(fā)系統(tǒng)采用的高溫蒸發(fā)器串聯(lián)蒸發(fā)，能耗較大，基于煤化工廢液成分和反滲透濃縮母液特點(diǎn)，開發(fā)和使用低成本的深度處理技術(shù)至關(guān)重要。末端引入低溫蒸發(fā)系統(tǒng)對母液進(jìn)行結(jié)晶干化，可實(shí)現(xiàn)煤化工高鹽廢水零排放。

(2)油田廢液處理

稠油廢液具有含油量高、懸浮物高、礦化度高等特點(diǎn)，一般通過盤管加熱辦法進(jìn)行油水分離，所需熱量一般由鍋爐供給，鍋爐燃燒需要大量高品質(zhì)的水源供給，加熱到一定溫度的水進(jìn)入盤管進(jìn)行換熱，現(xiàn)場取水比較困難，一般采用蒸發(fā)工藝將油田廢液蒸發(fā)處理為高品質(zhì)鍋爐給水，這樣既實(shí)現(xiàn)了油田水的處理，還為鍋爐提供了優(yōu)質(zhì)水源，形成一個(gè)良好的資源再循環(huán)、再利用模式。

用低溫蒸發(fā)處理油氣田污水站、高含鹽高硬度稠油污水、高含硫氣田廢液處理。稠油廢液處理后的二氧化硅濃度≤ 50 mg/L,油含量≤2.0 mg/L,蒸發(fā)得到的蒸餾水電導(dǎo)率只有17 μS/cm, 均滿足對鍋爐給水要求。含硫廢液通過添加復(fù)合堿、混凝劑、絮凝劑進(jìn)行軟化，深度處理回用熱采鍋爐，通過合理規(guī)劃結(jié)合其它水處理工藝實(shí)現(xiàn)零排放。另外，采用低溫蒸發(fā)技術(shù)處理鉆井過程產(chǎn)生的高含鹽廢液、廢棄鉆井液、壓裂返排液等廢液，處理后水能達(dá)到的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 特種廢液處理

低溫蒸發(fā)在噴漆廢液、切削液、廢乳化液、精細(xì)化工廢液、電鍍廢液等特種廢液處理方面也有應(yīng)用。這些廢液由于產(chǎn)生量小、難降解有機(jī)污染物含量高、成分復(fù)雜、處理難度大的特點(diǎn)，使用物理化學(xué)方法、膜處理方法工藝流程冗長，維護(hù)維修頻繁，處理成本較大。

噴漆廢液按照來源可分為脫脂廢液、磷化鈍化廢液、電泳廢液、噴漆循環(huán)水及噴涂車間其他廢液，成分含有大量漆物顆粒、懸浮物、表面活性劑、乳化油及有機(jī)溶劑等，污水成分復(fù)雜，色度變化較大，這些污染物如果不經(jīng)過妥善處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，采用“鹽析-蒸發(fā)法”處理噴漆廢液，在最佳處理工藝條件下，出水COD大幅度降低，COD去除率為 89.3%。

使用低溫蒸發(fā)對切削液進(jìn)行處理，處理后總懸浮物的平均去除率超過99.38%,對油脂類、COD、總氮、總磷、銅和鋅的平均去除率分別為99.07%,98.64%,81.28%,99.33%,98.69%和99.79%,結(jié)合臭氧處理可以進(jìn)一步提高對有機(jī)污染物的去除率，處理后懸浮物、含油指標(biāo)、有機(jī)物含量、總氮總磷、重金屬的含量均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 廢液資源化利用

低溫蒸發(fā)在廢液資源化利用方面主要用于廢酸提純、重金屬回收，一定程度上降低環(huán)境污染和實(shí)現(xiàn)資源回收利用，符合國家對于環(huán)保處理的要求。

含銅硝酸廢酸和含鈦硝酸氫氟酸廢酸，采用低溫加熱使廢酸中硝酸或氫氟酸和水揮發(fā)成氣體，蒸發(fā)出的酸氣冷卻凝結(jié)，形成硝酸或氫氟酸再生酸。

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