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導(dǎo)讀

      高鹽污水產(chǎn)生途徑廣泛，水量也逐年增加。最小化高鹽廢水排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響要求去除含鹽污水中的污染物。常用的高鹽廢水處理方式包括以下幾種：耐鹽細(xì)菌生化處理、傳統(tǒng)蒸發(fā)濃縮設(shè)備蒸發(fā)、膜技術(shù)除鹽、電解除鹽。

      但是由于高鹽的毒害和抑制作用，生化處理技術(shù)實(shí)施遇到極大阻礙；傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高、能效低；膜技術(shù)處理設(shè)備價(jià)格昂貴，易堵塞、易污染、最后產(chǎn)生的濃液無(wú)法處理；電解方式通常會(huì)因?yàn)橛袡C(jī)物的問(wèn)題而無(wú)法電解。

      以人類(lèi)目前的技術(shù)，高鹽廢水處理最理想的方式可能就是用MVR蒸發(fā)器，MVR蒸發(fā)設(shè)備可以將鹽類(lèi)以固體的形式分離處理，甚至達(dá)到近零排放的效果，而得到的固體結(jié)晶還可以再回收利用。其對(duì)于沒(méi)有蒸汽來(lái)源的廠家采用更具優(yōu)勢(shì)。

      MVR蒸發(fā)器正常運(yùn)行過(guò)程中，物料蒸發(fā)產(chǎn)生低溫的二次蒸汽，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的壓縮，壓力和溫度得以升高，熱焓隨之增加，被送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽即生蒸汽使用，使料液維持蒸發(fā)狀態(tài)，而加熱蒸汽本 身將熱量傳遞給物料本身冷凝成水。這樣，原來(lái)要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率。

      其工作過(guò)程是低溫位的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，溫度、壓力提高，熱焓增加，然后進(jìn)入換熱器冷凝，以充分利用蒸汽的潛熱。除開(kāi)車(chē)啟動(dòng)外，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中無(wú)需生蒸汽。

      MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器，MVR為單體蒸發(fā)器，集多效降膜蒸發(fā)器于一身。1. 原液首先經(jīng)進(jìn)料泵通過(guò)冷凝水換熱器進(jìn)行熱交換。2. 經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的料液進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)，對(duì)其進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，直至濃縮到預(yù)設(shè)濃度，出料，當(dāng)蒸發(fā)過(guò)程出現(xiàn)泡沫時(shí)，加入消泡劑進(jìn)行消泡。3. 經(jīng)過(guò)濃縮的晶漿增濃后再進(jìn)入離心機(jī)中，在離心力作用下母液被分離出來(lái)，母液再回到原液罐，結(jié)晶鹽出。4. 分離器產(chǎn)生的二次蒸汽，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后的高溫蒸汽再進(jìn)入到強(qiáng)制循環(huán)換熱器，在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器殼程內(nèi)蒸汽被冷凝為冷凝水，排入冷凝水罐，通過(guò)冷凝水泵，泵入板式換熱器中，對(duì)料液進(jìn)行預(yù)熱。5. 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器殼程內(nèi)的不凝氣進(jìn)入不凝氣換熱器內(nèi)對(duì)物料進(jìn)一步預(yù)熱。6. 工藝流程中各工藝條件均有現(xiàn)場(chǎng)顯示和參數(shù)變送器，由PLC集中控制，通過(guò)工控機(jī)的組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)視、報(bào)警和自動(dòng)控制。

高鹽廢水零排放蒸發(fā)器的穩(wěn)定運(yùn)行分析

01、 影響高鹽廢水蒸發(fā)器穩(wěn)定運(yùn)行的因素

      目前在危廢行業(yè)以及廢水行業(yè)使用的高鹽廢水蒸發(fā)器的存在的普遍問(wèn)題是設(shè)備的結(jié)垢堵塞、運(yùn)行能耗高、清洗頻繁以及裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行差。

      因?yàn)檫@些行業(yè)的特殊性，其需要去蒸發(fā)結(jié)晶的廢水具有成分復(fù)雜、預(yù)處理不到位、腐蝕性強(qiáng)、有機(jī)物濃度高、波動(dòng)性大、鹽濃度高等特點(diǎn)，這些因素對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶裝置的運(yùn)行造成很多困難。

      高鹽廢水除了含有有機(jī)污染物，還含有大量可溶性的無(wú)機(jī)鹽，如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等，蒸發(fā)結(jié)晶裝置不僅要降低其COD的含量，提高蒸餾水的水質(zhì)，而且更為重要的是要把可溶解鹽類(lèi)物質(zhì)從廢水中進(jìn)行高效的分離。

      COD對(duì)沸點(diǎn)升高的影響，硬度對(duì)傳熱系數(shù)的影響，氨氮對(duì)冷凝水實(shí)質(zhì)的影響，PH對(duì)設(shè)備材質(zhì)的影響，TDS對(duì)蒸發(fā)模式的影響等。

      大多數(shù)設(shè)計(jì)人員和使用單位對(duì)于蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備存在重治理、輕保持，重應(yīng)急、輕長(zhǎng)效。

      蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備看起來(lái)雖然簡(jiǎn)單，但是它涉及傳熱、流體動(dòng)力、沸騰、結(jié)晶、結(jié)構(gòu)、化學(xué)、自動(dòng)化等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，是一個(gè)系統(tǒng)工程，是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)。

      雖然不提倡過(guò)度設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)中如果遺漏或忽視某個(gè)環(huán)節(jié)，很可能對(duì)于今后的穩(wěn)定運(yùn)行造成不利的影響。

02、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢的原因

      （1）憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，前期技術(shù)準(zhǔn)備不足

      前期成分的技術(shù)準(zhǔn)備，對(duì)原液、各種恒算、小試或者中試對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整。

      首先是裝置能功能性要求，其次才是如何節(jié)能的問(wèn)題，有很多裝置，把節(jié)能放在前面，迎合商務(wù)的需要和數(shù)據(jù)的漂亮，把最基本的功能性問(wèn)題放到后面，這樣往往容易出問(wèn)題。

      （2）逆溶解度的鹽存在

      如溶液中的鈣、鎂離子，當(dāng)達(dá)到飽和溫度時(shí)，鈣、鎂離子形成晶核附于加熱壁面并成為污垢。

      蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備所產(chǎn)生的問(wèn)題主要是在蒸發(fā)液面附近的結(jié)垢和在換熱面上出現(xiàn)局部高度過(guò)飽和而生成過(guò)剩晶體。

      預(yù)處理盡量去除，如果不具備條件進(jìn)行預(yù)處理，可以添加晶種法，使得晶種懸浮在蒸發(fā)面上，通過(guò)晶體生長(zhǎng)來(lái)降低溶液的過(guò)飽和度，以避免逆溶解度鹽在換熱面上的結(jié)垢。

      （3）有機(jī)物的影響

      很多大分子有機(jī)物在高溫、真空下濃縮后，其黏度、沸點(diǎn)升高很大，對(duì)于廢水中的無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶造成很大的影響，同時(shí)會(huì)在管壁、罐壁、泵、設(shè)備及管道的轉(zhuǎn)角處黏附，造成結(jié)垢和堵塞。

預(yù)處理盡量去除，如果不具備條件進(jìn)行預(yù)處理，可以通過(guò)優(yōu)化蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備工藝把有機(jī)物的影響減少到最小。

03、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行措施

      （1）選擇合理的蒸發(fā)工藝到底是選MVR蒸發(fā)器還是多效蒸發(fā)器？選擇合理的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式；選擇合理的材質(zhì)；根據(jù)介質(zhì)及蒸發(fā)形式的不同選擇合理的流速；控制好系統(tǒng)內(nèi)不同部位的固液比；改善設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝管線的設(shè)計(jì)。

      （2）為了盡量避免換熱器的結(jié)垢及延緩換熱器的結(jié)垢，先從設(shè)計(jì)方面采取必要的措施設(shè)計(jì)時(shí)換熱器內(nèi)流速分布均勻，以避免較大的速度梯度，確保溫度分布均勻（如折流板區(qū)），在保證合理的壓力降和不造成腐蝕的前提下，提高流速有助于減少污垢（在真空狀態(tài)下蒸發(fā)，提高料液的流速及降低蒸發(fā)時(shí)的溫度）。設(shè)計(jì)時(shí)采用最少的死區(qū)和低流速區(qū)，與物料接觸部位光潔度高，阻力?。ㄌ岣吖鼙诤凸薇诘墓鉂嵍龋?，采用特殊加熱器結(jié)構(gòu)，使得加熱蒸汽在加熱器內(nèi)分布均勻，加熱器內(nèi)各部分的加熱管與蒸汽充分接觸，并合理排除不凝氣體，相對(duì)于傳統(tǒng)加熱器，提高了蒸汽對(duì)加熱管壁的給熱系數(shù)以及提高總的傳熱效率，提供了蒸汽利用率，強(qiáng)化了傳熱。同時(shí)還設(shè)置防止蒸汽過(guò)熱裝置，避免換熱管壁面形成局部高溫，避免鹽垢的形成。

      （3）加熱器蓋為易拆卸結(jié)構(gòu)，方便以后正常的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)清洗在設(shè)備的運(yùn)行中嚴(yán)格按照出廠的操作、維護(hù)、清洗等規(guī)程來(lái)進(jìn)行，也可大大延緩加熱器的結(jié)垢。

      （4）采用列管強(qiáng)制循環(huán)形式控制強(qiáng)制循環(huán)管內(nèi)流速不小于1.75m/s，使得溶液在管內(nèi)流速加快，使得垢層不易形成，并對(duì)垢層有強(qiáng)烈的沖刷作用。

      （5）分離器采用大直徑、高徑深的獨(dú)特設(shè)計(jì)分離空間大，分離效果好，同時(shí)設(shè)計(jì)鹽腿的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)出料鹽漿進(jìn)行淘洗。每臺(tái)分離器采用高效除沬器，可有效防止霧沫夾帶，確保二次蒸汽的純潔性，進(jìn)一步提高蒸餾水水質(zhì)。

      （6）蒸發(fā)產(chǎn)生的不凝氣統(tǒng)一收集，并留有接口可與廠區(qū)除臭系統(tǒng)管網(wǎng)連接，避免對(duì)周邊環(huán)境造成影響。

      （7）出料管道采用分段安裝，即可以分段拆解，如果結(jié)晶堵塞可快速分段進(jìn)行清理，大大降低了堵塞后的清理工作。

      （8）設(shè)置高效合理的排空系統(tǒng)管道的最低點(diǎn)、泵進(jìn)口、換熱器、分離器等設(shè)備都設(shè)置了排空口，若出現(xiàn)緊急狀況時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的高濃度物料可通過(guò)這些排空口迅速排空，確保蒸發(fā)系統(tǒng)不堵塞。

      （9）采用鹽腿設(shè)計(jì)，使得鹽晶體在鹽腿中富集，使大的晶體不再進(jìn)入加熱列管進(jìn)行再循環(huán)蒸發(fā)，這樣一方面減少了晶體與加熱列管的摩擦所產(chǎn)生的磨損，大大地提高了設(shè)備的使用壽命和晶漿的收率，降低了消耗。

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