江陰大中小型實驗室污水處理設(shè)備

　　在廢水零排放中，尤其以高含鹽廢水的零排放常見、難度也大，屬于當前急需解決和推廣的熱門技術(shù)。

　　1、高含鹽廢水的來源及組分特點

　　眾所周知，自然界存在很多礦物鹽，其以晶體或固體形式分布于地表下，受長年累月的雨水沖刷和侵蝕等作用，不斷溶解于水體中，隨著江川河流、地下水，被帶入化工生產(chǎn)過程中。高含鹽廢水主要來源于化工生產(chǎn)用水的不斷濃縮排污和廢水零排放的預處過程，如純水制備系統(tǒng)的再生沖洗水、循環(huán)水站蒸發(fā)濃縮的排放水、廢水零排放超濾(UF)、電滲析(EDR)、反滲透(RO)等預處理的排放濃水。

　　化工系統(tǒng)產(chǎn)生的高含鹽廢水源于上述工藝中富集排出的一小部分水或根據(jù)生產(chǎn)需要添加使用的各種藥劑，通常具有污染物濃度高(污染物的濃度是原水的4～10倍)、含可溶性的無機鹽種類多(如典型的鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等)、成分復雜、腐蝕性強、處理難度大、危害程度高等特點。

　　2、高含鹽廢水的危害和處理難點

　　高含鹽廢水含有大量溶解度很低的無機鹽，若未經(jīng)處理直接排入江河湖海，勢必會危害水體的自然生態(tài)平衡，使水質(zhì)惡化，導致漁業(yè)生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)的破壞，嚴重時還會污染地下水和飲用水源，甚至危害耕地，致使土壤發(fā)生鹽堿化，阻礙植物生長，因此國家專門制定了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB)，明確要求全鹽含量必須小于1000mg/L(非鹽堿土地區(qū))和2000mg/L(鹽堿土地區(qū))。

　　高含鹽廢水是廢水處理行業(yè)公認的高難度處理廢水，由于含有高濃度的鹽離子，它具有很強的腐蝕性(氯離子)、較易的結(jié)垢性(鈣鎂離子)和較大的溶解性(鈉鹽)，同時對微生物還有抑制和毒害作用，因此人們不能簡單地用常規(guī)處理技術(shù)來處理高含鹽廢水，需利用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)將水中的溶解鹽進行固液分離，冷凝清潔水回收循環(huán)利用，固化結(jié)晶鹽填埋處理或回收利用，終實現(xiàn)零排放。

　　3、高含鹽廢水的蒸發(fā)工藝及技術(shù)特點

　　蒸發(fā)技術(shù)被廣泛應用于化工、輕工、制藥和食品等行業(yè)，近幾年正逐步用于高含鹽廢水的零排放處理過程中，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。按照蒸發(fā)方式，其可以分為自然蒸發(fā)(溶液在低于沸點溫度下蒸發(fā))和沸騰蒸發(fā)(將溶液加熱至沸點，在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā))兩類。其中，沸騰蒸發(fā)目前國內(nèi)外為常用，主要有多效蒸發(fā)、熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)、機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)以及降膜式機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)等。

　　3.1 自然蒸發(fā)——蒸發(fā)塘

　　蒸發(fā)塘是利用太陽能、風能等自然力量蒸發(fā)廢水的一種處理方法，是早用于處理化工高濃鹽水的一種典型自然蒸發(fā)技術(shù)：將高濃鹽水排入蒸發(fā)塘，通過自然蒸發(fā)結(jié)晶，實現(xiàn)固液分離或濃鹽水減量，以便后續(xù)處理利用，減少設(shè)備投資和能量消耗，從而大幅度減少廢水處理投資和運行費用。

　　蒸發(fā)塘場址必須選在地域遼闊、氣候干燥、降雨量小、蒸發(fā)量大、太陽能充足，且當?shù)囟嗄昶骄舭l(fā)量為降雨量3～5倍的地區(qū)，受到嚴格的自然條件限制。同時，蒸發(fā)塘周邊還必須設(shè)置雨水阻斷設(shè)施，塘底和塘壁必須做防腐和防滲處理。排入蒸發(fā)塘的水質(zhì)必須滿足國家規(guī)范要求，包括含鹽量、有機物、重金屬以及有毒有害物質(zhì)。

　　3.2 沸騰蒸發(fā)——多效蒸發(fā)

　　多效蒸發(fā)，是采用強制加熱實現(xiàn)沸騰蒸發(fā)的一種方式：將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)起來，前一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一級蒸發(fā)器的熱源，如此循環(huán)利用蒸汽，以提高熱能利用效率。每一級蒸發(fā)器稱作“一效”，通常多效蒸發(fā)的循環(huán)蒸發(fā)器串聯(lián)效數(shù)在3～4個，少數(shù)多達6效。當蒸發(fā)器的效數(shù)增加時，一次蒸汽的用量呈減少趨勢，即可實現(xiàn)節(jié)約能源的作用，但蒸發(fā)器的效數(shù)并不是無限的，也不是越多越好，這取決于二次蒸汽的品質(zhì)及經(jīng)濟性能。

　　3.3 沸騰蒸發(fā)——熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)

　　熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)是針對多效蒸發(fā)消耗大量一次蒸汽的缺點發(fā)展起來的，是改進一次蒸汽經(jīng)濟性的一種經(jīng)濟實惠技術(shù)。其利用熱泵原理，在一效蒸發(fā)器前面增設(shè)蒸汽噴射壓縮裝置，將一次蒸汽和一效產(chǎn)生的部分二次蒸汽引入蒸汽噴射壓縮裝置。當一次蒸汽經(jīng)過此蒸汽噴射壓縮裝置時，產(chǎn)生相對的負壓環(huán)境，利用此負壓抽吸來自一效加熱室產(chǎn)生的部分二次蒸汽，經(jīng)蒸汽噴射壓縮裝置混合增壓，提升溫度后再作為一效的加熱蒸汽，以提高熱能利用率，達到減少一次蒸汽消耗的目的。

　　從結(jié)構(gòu)上看，熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)較多效蒸發(fā)系統(tǒng)只增加了蒸汽噴射壓縮裝置，設(shè)計簡單，沒有活動部件，操作可靠穩(wěn)定。但從效能上看，使用一臺熱力蒸汽壓縮裝置所節(jié)約的能源與增加一效蒸發(fā)器所節(jié)約的能源相當，即熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)比單純的多效蒸發(fā)更節(jié)能，消耗的一次蒸汽更少。據(jù)研究，熱力蒸氣再壓縮蒸發(fā)的能耗僅為單效蒸發(fā)能耗的78%。在運行過程中，熱力蒸汽再壓縮蒸發(fā)仍然需連續(xù)供給一定數(shù)量的鮮蒸汽。

　　3.4 沸騰蒸發(fā)——機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)

　　機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)是采用機械壓縮機將蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸氣強制壓縮，人為提高二次蒸汽的壓力和溫度，增加二次蒸汽的熱焓，然后全部再次回送到蒸發(fā)器的加熱室作為加熱料液的熱源，使料液始終維持在沸騰狀態(tài)，并不斷蒸發(fā)濃縮。加熱蒸汽本身經(jīng)換熱后冷凝成水排出，作為合格產(chǎn)水使用。料液蒸發(fā)的蒸汽再次作為二次蒸汽進入機械壓縮機，提高熱焓品質(zhì)，再次作為蒸發(fā)器的熱源，如此循環(huán)往復，周而復始。補充的新蒸汽僅在裝置啟動和運行過程中用于彌補熱損失、進出料的溫差熱焓，正常運行后通常不再需要新蒸氣的供給，其節(jié)能效果相當于許多常規(guī)蒸發(fā)系統(tǒng)。

　　機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)技術(shù)大程度地利用了自身產(chǎn)生的二次蒸汽能量，能源利用率幾乎接近，大幅度地降低了新蒸汽的消耗。據(jù)研究，能耗僅為單效蒸發(fā)能耗的23.8%。