廢水零排放是指工業(yè)水經(jīng)過(guò)重復(fù)使用后,將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水全部(99%以上)回收再利用,無(wú)任何廢液排出工廠。水中的鹽類和污染物經(jīng)過(guò)濃縮結(jié)晶以固體形式排出廠送垃圾處理廠填埋或?qū)⑵浠厥兆鳛橛杏玫幕ぴ?。今天,給大家?guī)?lái)的內(nèi)容是
廢水零排放工藝的講解,有哪些精彩內(nèi)容呢?
1、什么是RCC技術(shù)?它的核心是什么?
2、什么是HERO技術(shù)?
3、什么是特種RO膜技術(shù)濃水再濃縮零排放工藝?
4、什么是電滲析技術(shù)?
01 什么是RCC技術(shù)?
RCC的核心技術(shù)為“機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”、“晶種法技術(shù)”、“混合鹽結(jié)晶技術(shù)”。
機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)
所謂的機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù),是根據(jù)物理學(xué)的原理,等量的物質(zhì),從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中,需要吸收定量的熱能。當(dāng)物質(zhì)再由氣態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),會(huì)放出等量的熱能。
根據(jù)這種原理,用這種蒸發(fā)器處理廢水時(shí),蒸發(fā)廢水所需的熱能,再蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時(shí)釋放熱能所提供。在運(yùn)作過(guò)程中,沒(méi)有潛熱的流失。
運(yùn)作過(guò)程中所消耗的,僅是驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)器內(nèi)廢水、蒸汽、和冷凝水循環(huán)和流動(dòng)的水泵、蒸汽泵和控制系統(tǒng)所消耗的電能。為了抵抗廢水對(duì)蒸發(fā)器的腐蝕,保證設(shè)備的使用壽命蒸發(fā)器的主體和內(nèi)部的換熱管,通常用鈦合金制造。其使用壽命30年或以上。
鹵水濃縮器構(gòu)造及工藝流程
如果廢水里含有大量鹽分或 TDS,廢水在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)時(shí),水里的 TDS很容易附著在換熱管的表面結(jié)垢,輕則影響換熱器的效率,嚴(yán)量時(shí)則會(huì)把換熱管堵塞。
解決蒸發(fā)器內(nèi)換熱管的結(jié)垢問(wèn)題,是蒸發(fā)器能否用作處理工業(yè)廢水的關(guān)鍵。RCC成功開(kāi)發(fā)了“晶種法”技術(shù),解決了蒸發(fā)器換熱管的結(jié)垢問(wèn)題,使他們?cè)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)的蒸發(fā)器,能成功地應(yīng)用于含鹽工業(yè)廢水的處理,并被廣泛采用。
晶種法技術(shù)
晶種法技術(shù):可以解決蒸發(fā)器換熱管的結(jié)垢問(wèn)題,經(jīng)處理后排放的濃縮廢水,通常被送往結(jié)晶器或干燥器,結(jié)晶或干燥成固體,運(yùn)送堆填區(qū)埋放。上述循環(huán)過(guò)程,周而復(fù)始,繼續(xù)不斷地進(jìn)行。
“晶種法”以硫酸鈣為基礎(chǔ)。廢水里須有鈣和硫化物的存在,濃縮器開(kāi)始運(yùn)作前,如果廢水里自然存在的鈣和硫化物離子含量不足,可以人工加以補(bǔ)充,在廢水里加添硫酸鈣種子,使廢水里鈣和硫化物離子含量達(dá)到適當(dāng)?shù)乃健?br />
廢水開(kāi)始蒸發(fā)時(shí),水里開(kāi)始結(jié)晶的鈣和硫酸鈣離子就附著在這些種子上,并保持懸浮在水里,不會(huì)附著在換執(zhí)管表面結(jié)垢。這種現(xiàn)象稱為“選擇性結(jié)晶”。
鹵水濃縮器通常能持續(xù)運(yùn)作長(zhǎng)達(dá)一年或以上,才需定期清洗保養(yǎng)。在一般情況下,除了在濃縮器啟動(dòng)時(shí)有可能添加“晶種外”,正常運(yùn)作時(shí)不需再添晶種。
混全鹽結(jié)晶技術(shù)
用作混合鹽結(jié)晶的結(jié)晶器,可用蒸汽驅(qū)動(dòng),也可用電動(dòng)蒸汽壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng),后者是能效較高的系統(tǒng)。
這種結(jié)晶器的主要優(yōu)點(diǎn)有: 設(shè)備體積小,占地面積也小;設(shè)備能耗低,鹽鹵濃縮器處理一噸廢水耗電僅16KW/H?;厥章矢哌_(dá)98%,而且回收的是蒸餾水,所含TDS小于10PPM,稍做處理即可作高壓鍋爐補(bǔ)給水,用鈦合金制造,壽命長(zhǎng)達(dá)30年。
02 什么是HERO技術(shù)?
HERO是High Efficiency Reverse Osmosis的簡(jiǎn)稱。HERO工藝的預(yù)處理步驟要根據(jù)水化學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)的專門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)定制的。有一個(gè)步驟是不變的,這就是RO是在高pH條件下運(yùn)行的。為了使RO能在高pH條件下運(yùn)行,所有會(huì)引起膜結(jié)垢的硬度和其它陽(yáng)離子成分必須除去。
懸浮固體物應(yīng)降至接近零以避免膜的堵塞,二氧化碳要除到一定程度以減少水的緩沖性。硅在高pH條件下是可以高度溶解的,所以不會(huì)限制RO的回收率。理論上說(shuō),經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,回收的比例只會(huì)受到濃液滲透壓的限制。此工藝可實(shí)現(xiàn)95%的回收率。而在大多數(shù)電子超純水的應(yīng)用上,回收率會(huì)更高。
HERO的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):
在HERO工藝條件下,高PH運(yùn)行也是膜供應(yīng)商接受的。給水是排污水或含鹽量較高時(shí),可以達(dá)到的水回收率90%或更高,同時(shí)減少清洗頻率。
對(duì)于高硅水質(zhì),在高PH條件下硅是溶解態(tài)(離子態(tài)),可以到達(dá)高回收率。兩級(jí)反滲透運(yùn)行在高PH條件下,離子去除率可以達(dá)到:硼>99.4%,硅>99.97%,有機(jī)物(TOC)>99%。
03 什么是特種RO膜技術(shù)濃水再濃縮零排放工藝?
該特種膜主要由過(guò)濾膜片、導(dǎo)流盤(pán)、中心拉桿、高壓容器、兩端法蘭、各種密封件及聯(lián)接螺栓等組成。過(guò)濾膜片和導(dǎo)流盤(pán)交替疊放,中心拉桿串成膜芯置入高壓容器后兩端法蘭進(jìn)行固定,再用拉桿結(jié)合形成。
原水通過(guò)膜芯與高壓容器的間隙到達(dá)膜元件底部,均勻布流進(jìn)入導(dǎo)流盤(pán),在導(dǎo)流盤(pán)表面以雷達(dá)掃描方式流動(dòng),從投幣式切口進(jìn)入下一組導(dǎo)流盤(pán)和膜片,在整個(gè)膜柱內(nèi)呈渦流狀流動(dòng),產(chǎn)水通過(guò)中心管排出膜元件。
特種RO膜特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
低程度的膜結(jié)垢和污染現(xiàn)象
采用開(kāi)放式寬流道及獨(dú)特的水力學(xué)設(shè)計(jì),具有更寬的流體通道,更優(yōu)異的流體湍流效果,導(dǎo)流盤(pán)專利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),渦流式流動(dòng)狀態(tài),很大程度上減少了膜表面結(jié)垢、污染及濃差極化現(xiàn)象的產(chǎn)生。
膜使用壽命長(zhǎng)
RO特種膜采用了新型改性膜片,更適用于廢水膜分離。膜片抗壓力能力更強(qiáng),高可以達(dá)到160bar。且該組件能夠有效避免膜的結(jié)垢,膜污染減輕,使反滲透膜的壽命延長(zhǎng)。
組件易于維護(hù)
采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),組件易于拆卸維護(hù),可以輕松檢查維護(hù)任何一片過(guò)濾膜片及其它單元,維修簡(jiǎn)單這是其它形式膜組件所無(wú)法達(dá)到的。
過(guò)濾膜片更換費(fèi)用低
當(dāng)過(guò)濾膜片需更換時(shí)可進(jìn)行單個(gè)更換,這很大程度減少了換膜成本,當(dāng)卷式膜出現(xiàn)補(bǔ)丁、局部泄漏等質(zhì)量問(wèn)題或需更換新膜時(shí)只能整個(gè)膜組件更換。
出水水質(zhì)好
對(duì)各項(xiàng)污染物都具有極高的去除率,出水水質(zhì)好。
04 什么是電滲析技術(shù)?
在外加直流電場(chǎng)作用下,利用離子交換膜的透過(guò)性(即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò),陰膜只允許陰離子透過(guò)),使水中的陰、陽(yáng)離子作定向遷移,從而達(dá)到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。
電滲析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種廢水的回收處理,其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大 ,并已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的單元操作 。
電滲析處理含醛乙酸廢水,再將電滲析濃水萃取、精餾,可以制得99%工業(yè)乙酸,電滲析淡水含酸量小于0.02%,可安全排放。
電滲析處理銅鐵廢水,對(duì)含HNO3和HF的廢水進(jìn)行了有效的處理,不但回收利用了水和有用資源,而且保護(hù)了環(huán)境 。
電滲析實(shí)驗(yàn)處理鋁制品漂洗廢水,處理含堿廢水,回收了NaOH 和Na2CO3;處理后淡水可回用或排放,效益顯著。
電滲析在反滲透濃水回用中的應(yīng)用
隨著膜技術(shù)的快速發(fā)展,反滲透得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,但是反滲透制純水生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的濃水,如果濃水得不到妥善處理而直接排放,必然會(huì)造成資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。采用電滲析工藝對(duì)反滲透濃水進(jìn)行回收再利用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本系統(tǒng)工藝主要采用原反滲透濃水進(jìn)入倒極電驅(qū)動(dòng)膜分離器系統(tǒng)+二級(jí)反滲透+EDI系統(tǒng)?;赜盟档诫妼?dǎo)率1000μS/cm后,進(jìn)入反滲透系統(tǒng),達(dá)到電導(dǎo)率5μS/cm以內(nèi),反滲透產(chǎn)出淡水進(jìn)入EDI系統(tǒng),反滲透產(chǎn)出濃水進(jìn)入倒極電滲析系統(tǒng)。電滲析產(chǎn)出的濃水進(jìn)入濃縮水箱。EDI產(chǎn)出濃水進(jìn)入二級(jí)反滲透系統(tǒng),EDI產(chǎn)出淡水達(dá)到15MΩ,進(jìn)入產(chǎn)水罐。
電滲析技術(shù)在高鹽高COD污水中的應(yīng)用
在醫(yī)藥中間體及化工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出大量含有機(jī)物的高鹽污水,該污水由于含鹽量太高,很難進(jìn)行生化處理達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。
使用電滲析可以使鹽分下降至可生化標(biāo)準(zhǔn),淡水進(jìn)入生化。電滲析產(chǎn)出的含鹽污水經(jīng)過(guò)電滲析濃縮至12%-15%以上,進(jìn)入蒸發(fā)或MVR系統(tǒng),終達(dá)到零排放的目的,既為企業(yè)解決了高鹽廢水排放難題,又可以使水資源得到回收利用,節(jié)約了資源,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
廢水零排放工藝在火電廠中的應(yīng)用
火電廠水資源經(jīng)過(guò)梯級(jí)利用后會(huì)產(chǎn)生一定量水質(zhì)條件極差,不能直接回用的末端廢水,這部分末端廢水的處理回用是實(shí)現(xiàn)全廠廢水“零排放”關(guān)鍵點(diǎn)。經(jīng)過(guò)梯級(jí)利用及濃縮減量后的末端廢水中含有高濃度的氯離子,需要進(jìn)行脫鹽處理后才能回用。
末端廢水的處理方法有灰場(chǎng)噴灑、蒸發(fā)塘蒸發(fā)、蒸發(fā)-結(jié)晶、煙道蒸發(fā)等,其本質(zhì)均為通過(guò)末端廢水的物理性蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)鹽與水的分離。
蒸發(fā)-結(jié)晶技術(shù)
蒸發(fā)-結(jié)晶技術(shù):機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)和低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)等。
常用的降膜式蒸汽機(jī)械再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),由蒸發(fā)器和結(jié)晶器兩單元組成。廢水首先送到機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器(BC)中進(jìn)行濃縮。經(jīng)蒸發(fā)器濃縮之后,濃鹽水再送到強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)一步濃縮結(jié)晶,將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體,出水回用,固體鹽分經(jīng)離心分離、干燥后外運(yùn)回用。
廢水首先經(jīng)過(guò)換熱器被加熱至一定溫度(40~80oC),然后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng),水分蒸發(fā)形成水蒸汽,在循環(huán)風(fēng)的作用下被移至冷凝系統(tǒng),含有飽和水蒸氣的熱空氣與冷凝系統(tǒng)內(nèi)的冷水(20~50oC)相遇而凝結(jié)成水滴,并被輸送至系統(tǒng)外。經(jīng)蒸發(fā)后的廢水濃度不斷升 高,達(dá)到飽和溶解度的鹽從溶液中析出形成固體顆粒,并終從水中分離出去。
煙道蒸發(fā)技術(shù)
將末端廢水霧化后噴入除塵器入口前煙道內(nèi),利用煙氣余熱將霧化后的廢水蒸發(fā);也可以引出部分煙氣到噴霧干燥器中,利用煙氣的熱量對(duì)末端廢水進(jìn)行蒸發(fā)。在煙道霧化蒸發(fā)處理工藝中,霧化后的廢水蒸發(fā)后以水蒸氣的形式進(jìn)入進(jìn)入脫硫吸收塔內(nèi),冷凝后形成純凈的蒸餾水,進(jìn)入脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用。同時(shí),末端廢水中的溶解性鹽在廢水蒸發(fā)過(guò)程中結(jié)晶析出,并隨煙氣中的灰一起在除塵器中被捕集。
蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)作為一種較為成熟的高鹽水脫鹽技術(shù),在化工領(lǐng)域已有較多應(yīng)用,在電力行業(yè)的應(yīng)用也開(kāi)始應(yīng)用;煙道蒸發(fā)處理技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究,目前在脫硫廢水處理中也有一些應(yīng)用,也有可能用于全廠末端廢水的處理。
原標(biāo)題:環(huán)保風(fēng)暴季來(lái)襲,廢水零排放工藝你了解多少?