多效蒸发技术在煤化工废水工程领域的应用.docxVIP

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多效蒸发技术在煤化工废水工程领域的应用

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摘要：科学技术在不断的发展，社会在不断的进步，我国的综合国力在不断的增强，本文通过分析国内外煤化工废水处理技术，结合某工厂加压气化废水的水质情况，在其末端膜浓缩废水采用了三效真空强制循环蒸发结晶技术，即多效蒸发技术，该技术从国内制盐行业第一次应用到碎煤加压气化炉污水“零排放”项目上，该项目在国内是首创。通过调试运行100m3/h多效蒸发装置，对装置运行存在问题及整改措施、优化运行工况等方面进行了应用和研究，对煤化工行业类似废水处理工程提供了极具参考价值的借鉴。

关键词：煤化工；高浓度含盐污水；多效蒸发；应用

引言

为使燃烧污染进一步降低，减少对进口石油的依赖程度，近些年来，我国煤化工行业都选择在煤炭富集的地区发展，但是这些发展地区同时也面临着水资源匮乏、生态环境脆弱的情况，煤化工企业对水资源的需求以及污染物的排放严重影响着这些地区的发展，为减少污染物排放，保护当地水体，就需要对废水进行零排放，并实现水资源的循环利用。

1高盐废水处理现状及特点

目前，虽然高盐废水的处理方法多样，但其对于废水原料要求严格，很多工艺都不能满足处理较高盐度废水的条件。以生物法除高盐废水中的有机物为例，COD和总氮去除率随着盐度的增大会明显降低，而经驯化后的活性污泥耐盐度最高也只能达到5%。超滤、反渗透等膜技术或离子交换树脂处理高浓盐废水虽然能得到较高的水回收率，但废水中高浓度的盐类离子会对膜或树脂造成严重腐蚀，且随着浓缩液浓度、黏度的不断增大，废水中有机物和Ca2+、Mg2+等易结垢离子极易堵塞膜孔或树脂，并对膜或树脂造成不可再生的污染和损害。目前，膜技术大多应用于有机物含量少的含盐废水初级浓缩过程，例如，针对有机物虽已达到排放标准的煤化工含盐废水，采用预处理、膜过滤等操作将其COD质量浓度降低至20mg/L以下，脱色后的废水经过多级逆流倒极电渗析装置进行脱盐处理，废水回收率超过85%。淡水和浓水在膜堆中形成逆流有效抑制了浓水室和淡水室之间的浓差扩散，也减缓了膜表面污染、结垢的速度。废水中Cl-的去除率随浓水盐度的增大而明显下降，膜面浓差极化现象加重。利用电渗析技术处理高浓盐废水所面临的问题仍集中在膜污染、腐蚀及清洗等与膜材料密切相关的技术层面。

2存在问题和优化建议

2.1来水水质成分复杂

蒸发装置来水为前端膜处理系统的浓水，当前系统处理水质不能满足设计值时，会使系统受到冲击。另外因膜装置加药种类数量较多，增加了蒸发系统含盐量；当膜污堵严重时，化学清洗时还需添加表面活性剂，对蒸发系统影响较大。建议前端处理系统严控水质指标，减少加药量、COD、碱度等。有研究表明膜处理段投加阻垢剂是蒸发系统运行不稳定的主要因素。

2.2蒸发母液排放

多效蒸发装置运行过程中，将会造成系统COD累积，使多效蒸发产水、系统浓盐水及产品盐COD含量增高，虽然现在还不能确定多效蒸发系统可以承受多高的COD含量，但蒸发母液累计经常出现“飞料”现象，而且蒸发器雾沫夹带及结垢也比较严重，产水进入浊循环系统造成系统含盐量、氯根、浊度及COD升高，产能严重下降等，母液杂质富集也是导致多效蒸发装置负荷不能提升的关键因素。故浓缩富集到一定程度后，母液又必须有有效的外排途径。

2.3煤化工高浓盐废水处理方法

高浓盐废水的处理方法有冲灰法、焚烧法、深井灌注法、蒸发结晶法等。冲灰法是用浓盐废水以喷雾的形式喷洒在厂区内以达降尘除灰的目的。该法由于区域所需量有限，且废水中有机物的挥发易造成二次污染，所以其应用一直受限。焚烧法是利用焚烧炉将高浓盐废水进行高温碳化和固化，最终排出废气和以盐为主的废渣的过程。该法燃料能源消耗巨大，热能利用率低，且约有1/3的热量从烟气中散失，一般用于处理有机成分超过10%的高盐废水较为经济。水下焚烧蒸发装置利用管道燃烧器将废水汽化，余热传至外部水体进行预热，热能利用率可提高至99%以上。但该法仍存在设备腐蚀严重、运行不稳定等问题，并未应用到煤化工废水处理中。深井灌注法在美国、墨西哥等国家均有应用实例，但由于地质条件、生态环境等方面的限制，该法在国内并未获准实施。目前，高浓盐水分质分盐技术成为攻克煤化工废水“零排放”瓶颈的关键技术，而工业中对高浓盐废水主要采用蒸发结晶法。蒸发结晶技术又分为多效蒸发和机械蒸发。

2.3.1多效蒸发

多效蒸发（MED）串联多个蒸发器，加热废水浓缩得到固相盐，下一个蒸发器所需的加热蒸汽来自上一个蒸发器的二次蒸汽，蒸发效数就是蒸汽利用次数。从节约成本和降低能耗两方面综合考虑，多效蒸发的常用的效数一般为3~4级。MED技术成熟、占地面积小、原料要求低，已广泛应用于高盐废水处理。伊犁新天煤制天然气项目、中电投伊南煤制天然气项