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三效蒸发技术处理高浓度废水
作者：周庆阔
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第05期
摘 要：随着我国经济的不断增长，生活水平的不断提升，也给我们生活的环境造成了严重的影响，各种垃圾的随意堆放，工业废水的处理等都使我们赖以生存的环境遭到了破坏。因此，针对这些废水的处理，我国提出使用三效蒸发新技术来对浓度较高的废水进行处理。此篇文章首先阐述了高效多效蒸发处理技术的原理，然后对其处理的工艺流程进行了分析和探讨，并对此项技术的具体应用进行了描述，以便于为相关人士提供参考或借鉴，为废水的 处理提供可靠的依据。
关键词：三效蒸发技术；高浓度废水；处理；分析
在我国水资源十分紧缺，尤其是在现代化的生活当中，再加上现阶段水资源的污染，无疑是给我国水资源的利用雪上加霜。仅化工行业每年产生的废水就达上百亿吨，其中染料、医药及中间体等的生产废水。因其浓度高、毒性大、难以降解而成为世界公认的难题。如何提高处理效率、降低投资对于高浓度、难降解有机工业废水十分关键。针对高浓度有机废水治理亟待解决的问题，开发出高效处理技术、设备及组合工艺，建立起高浓度难降解废水处理过程智能化和可控制化的有效方法一直是环保和水处理科技工作者关注的焦点。目前我国工业生产中产生的高浓度有机废水，主要采用厌氧与好氧相结合的方法进行处理，由于厌氧处理工艺的运行条件要求高，出水水质难以保证，水处理思路从多种工艺的组合逐渐转向单一工艺，以满足多种工艺功能的要求，力图用一种工艺能较好的降低COD＼BOD，并去除氮、磷等污染物。 1 高效多效蒸发处理技术原理
目前蒸发器的种类比较多，就其蒸发方式而言，有自然循环蒸发器，强制循环蒸发器；从蒸汽利用方式考虑，蒸发又可分为一效至五效。在第1个以直接蒸汽加热的蒸发器内，由被加热液体沸腾而产生的二次蒸汽进入第2个蒸发器作为热源，即为二效蒸发。这样依次利用前一效的二次蒸汽作为下一效的蒸发器的热源。根据能量守恒，每蒸发l t水所消耗的蒸汽量比率为：单效1.1，双效0.57，三效O.4，四效0.3，五效0.27。综合比较设备投资和运行费用，通常采用三效蒸发技术处理高浓度废水，每蒸发处理l t废水约消耗0.38 t的蒸汽。
高效三效蒸发技术在处理的工艺流程方面主要涉及到以下几方面：调节池、多效蒸发处理、冷凝以及真送系统等，其具体流程图如下所示： 2 三效蒸发技术处理设备的工艺流程分析
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首先，在进行废水处理的过程中，浓度较高的废水先进入的设备是三效加热器，目的是为了可以更好的与二效二次蒸汽进行热交换。当废水在三效加热器加热的作用下，废水中的水蒸气就会变为气化的二次蒸汽，在蒸发器内部的废水浓度被提升到一定的浓度后，就会在中间循环泵的作用下将其送入到一效蒸发器当中；进入到一效设备中的废水就会与一次蒸汽来进行热交换，此时就会将废水中的大量水分进行蒸发，对其所产生的二次蒸汽在进入到二效加热器后，就会被当做热源来处理。当第一效废水浓度继续被提高后，在真空压差状态下，废水自行进入第二效蒸发器；第二效产生的二次蒸汽进入第三效作为热源。当第二效结晶器内物料达到所需的过饱和溶液浓度后开启出料泵出料，附产品回收，浓母液进行固化处理。 3 高效三效蒸发技术处理高浓度废水的应用 3.1 医药废水处理
安徽淮河之滨某医药原料厂生产合成原料药对乙酰氨基酚等医药原料，其排放的废水浓度高、色度高、毒性大、污染物成分复杂、水质波动大。根据现场连续采样监测：cODc，日均值为300 g/L；pH 2-3；色度5万倍；对乙酰氨基酚含量15-30 g/L。废水中含有大量的有毒难降解物质，常规处理方法处理后难以达到国家排放标准。
为保护淮河，在淮河流域实施以工业污染源达标排放验收为主要内容的“零点行动”，全流域工业污染源必须达标排放，保证2000年淮河水体变清。因此，该厂采用杭州升蓝环保设备科技有限公司开发的高效多效蒸发技术处理上述废水，取得了令人满意的结果：废水的cODcr去除率达到99.95%，对乙酰氨基酚回收率也达到了98.6%。 3.2 化工废水处理
内蒙古自治区某化工工业区主要是生产活性染料及中间体。主要产品有H一酸（包括H一酸母液、T一酸母液及7卜酸洗水）、对位脂及活性染料。其废水水质和水量如表2。 该工业区废水处理厂的废水最终排人城市污水处理厂，废水经处理后达到GB 78—1996污水综合排放标准中的三级标准。
在废水中因其物质较多且含量浓度相对较高，所以会对废水的处理造成严重的影响。如：氯化铵、氯化钠、硫酸、硫酸钠等多种物质，尤其是酸根氯离子的存在会使废水产生一定的腐蚀性，所以就需要对工艺所使用设备进行强化和完善，以摆脱氯根离子的腐蚀。因此，三效蒸发器加热管采用2205双金相不锈钢耐腐蚀材料制作，分离器采用不锈钢suS316L制造，以确保设备使用寿命。同时，由于废水中硫酸钠浓度较高，其溶液在蒸发浓缩时会在传热设备的表面形成一层致密的硫酸钠硬垢。因此，采用强化浓缩搅拌和强制循环浓缩方式，以提高传热效率和蒸发速度，避免管道被固盐堵塞，确保系统处理效果。经本工艺处理后废水中的盐分去除率达到98%-99%，出水CODc，平均降至1 000 mg/L以下，为后续处理创造了有利条件。
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主要工艺参数：①水分蒸发量10 500 kg/h；②耗汽量3 600，4 000 kg/h，生蒸汽压力≤0.4 MPa；③蒸发温度第一效95℃、第二效75℃、第三效55℃；④耗水量160 t/h（循环使用），水温低于25℃；⑤真空度0.030—0.085 MPa；⑥总功率26.4 kw（进料泵、中间循环泵、强制循环泵、搅拌机、出料泵、冷凝水泵）；⑦设备材质为加热管2205双金相不锈钢，其他sus316L置进行长期运行及检测是非常必要的。 4 结论
①浓缩液中TOC、Hs浓度均随CF升高而明显增加，TOc由415 mg/L升高到3 810 mg/L，HS浓度由218 mg/L升高到3 665 mg/L；TOC和Hs均实现了较高的截留率，cF=21时，两者的截留率分别为51.6%和80%；②FDS随CF小幅增加。当CF的取值为21时，FDS的值为10.02g/L，相比于MBR的出水程度来说，仅是其1.5倍；各无机盐离子的浓度与进料液相比均有升高，但截留率均随着CF增加而显著下降。cF=21时，Fe的截留率为60%，其余无机盐离子均降低到10%，FDS的截留率仅为7%，实验过程对盐分基本不截留，实现了有机物与盐分的分离；③各个重金属离子的截留率是与CF正反比的，当CF增加时，各个重金属离子的截留率就会显著的下降，在CF值=21时，只有CO的截留率还保持在90%以上，其他的重金属离子全部都降到了50%之下。 参考文献：
[1]朱月琪，郭俊.多效蒸发技术在废水治理领域的应用研究[J].化工管理，2013（24）：104-106.
[2]张绍坤.三效蒸发器在高含盐废水处理中的应用[J].中国环保产业，2011（11）：37-40.
