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零排放水處理技術四種核心工藝介紹

發佈日期:2018-08-18 11:38:19
信息摘要:
中國將把生態文明建設作爲十三五規劃重要內容 ,落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念 ,通過科技創新和體制機制創新 ,實施優化產業結 …
中國將生態文明建設作爲“十三五”規劃的重要組成部分 ,實施創新 ,協調 ,綠色 ,開放 ,共享的發展理念 。通過技術創新和制度機制創新 ,實施優化產業結構 ,構建低碳能源體系 ,制定綠色建築 ,低碳交通等一系列政策措施 ,建立全國碳排放交易市場 ,形成人與自然和諧發展的新格局 。 深圳純淨水1號水處理技術一直備受關注 ,處於技術創新的前沿 。本文主要介紹了廢水處理零排放技術中常用的四個核心工藝的基本原理 ,工藝流程和應用範圍 。具體內容如下:RCC技術RCC的核心技術是“機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術” ,“種子種子法技術”和“混合鹽結晶技術” 。 1機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術1.1基本原理所謂機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術是基於物理原理 ,相同量的物質 ,從​​液態到氣態 ,需要吸收定量熱能 。 當物質從氣態變爲液態時 ,釋放出等量的熱能 。 根據該原理 ,當用這種蒸發器處理廢水時 ,蒸發廢水所需的熱能通過蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時的熱能釋放來提供 。 在操作過程中 ,沒有潛熱的損失 。 操作中消耗的僅是泵 ,蒸汽泵和控制系統消耗的電力 ,其驅動廢水 ,蒸汽和冷凝物循環以及蒸發器中的流動 。 爲了抵抗蒸發器對蒸發器的腐蝕 ,保證了設備的使用壽命 。蒸發器的主體和內部熱交換管通常由高級鈦合金製成 。 其使用壽命爲30年或更長 。 蒸發器的廢水處理能力爲27噸/天至3800噸/天 。 如果待處理的廢水量大於單個機器的最大處理能力 ,則可以用多個蒸發器處理 。 當通過播種技術操作時 ,蒸發器也稱爲鹽水濃縮器(鹽水濃縮器) 。 1.2鹽水濃縮器的結構和工藝流程(1)待處理的鹽水進入儲罐 ,鹽水的pH值調節到5.5-6.0 ,準備脫氣和除碳 。 鹽水進入熱交換器並將溫度升至沸點 。(2)加熱的鹽水通過脫氣器以從水中除去不溶物質如氧氣和二氧化碳 。 (3)新鮮鹽水進入深度減壓器的底部罐 ,與在濃縮器內循環的鹽水混合 ,並被泵送到熱交換器管束的頂部罐 。 (4)鹽水通過該裝置 ,熱交換管頂部的鹽水分配構件流入管內 ,均勻分佈在管內壁上 ,呈薄膜狀 ,並且由重力吸引到底部凹槽 。 當部分鹽水沿着管壁下落時 ,管道外部的蒸汽釋放的熱能蒸發 ,蒸汽和未蒸發的鹽水一起下降到底部罐 。 (5)底部水箱中的蒸汽通過除霧器進入壓縮機 ,壓縮蒸汽進入濃縮器 。 (6)壓縮蒸汽的潛熱通過換熱管壁 ,沿管內壁下降的溫度較低的鹽水膜被加熱蒸發部分鹽水 ,當壓縮蒸汽釋放出來時加熱後 ,它在熱交換管的外壁上冷凝成蒸餾水 。 (7)蒸餾水沿管壁下降 ,積聚在濃縮器底部後 ,泵送通過熱交換器進入儲罐使用 。 當蒸餾水流過熱交換器時 ,新流動的鹽水被加熱 。 (8)排出底部罐中的部分鹽水以控制濃縮器中鹽水的濃度 。 2 ,種子法技術種子法技術:可以解決蒸發器換熱管結垢的問題 ,處理後排出的濃縮廢水 ,通常送到結晶器或乾燥器 ,結晶或乾燥成固體 ,運輸填埋場區域爲埋葬 。 重複上述循環過程並繼續 。 如果廢水含有大量的鹽或TDS ,當廢水在蒸發器中蒸發時 ,水中的TDS很容易附着在換熱管的表面上 ,這會影響換熱器的效率 。管子堵塞了 。 解決蒸發器中換熱管結垢的問題是蒸發器是否可以用作工業廢水處理的關鍵 。 RCC已經成功開發出一種獨特的“種子方法”技術 ,解決了蒸發器換熱管的結垢問題 ,使他們能夠設計和生產可成功應用於含鹽工業廢水處理的蒸發器 ,並得到廣泛應用 。 。 使用“種子法”技術的蒸發器 ,也稱爲“鹽水濃縮器” 。 用鹽水濃縮器處理後排出的濃縮廢水可具有高達300,000pp的TDS含量 ,並且通常被送至結晶器或乾燥器 ,結晶或乾燥成固體 ,並運輸到垃圾填埋場 。“種子方法”基於硫酸鈣 。 廢水中必須含有鈣和硫化物 。在濃縮器開始運行之前 ,如果廢水中天然存在的鈣和硫離子含量不足 ,可以手動補充 。將硫酸鈣種子添加到廢水中以在廢水中製造鈣和硫化物 。物質的離子含量達到適當的水平 。 當廢水開始蒸發時 ,開始在水中結晶的鈣和硫酸鈣離子達到適當的水平 。 當廢水開始蒸發時 ,開始在水中結晶的鈣和硫酸鈣離子附着在種子上並保持懸浮在水中而不會粘附在交換管的表面上 。 這種現象稱爲“選擇性結晶” 。 在定期清潔和維護之前 ,鹽水濃縮器通常可使用長達一年或更長時間 。 在正常情況下 ,除了在濃縮器啓動時添加“晶種外”的可能性之外 ,在正常操作中不需要額外的晶種 。 3.混合鹽結晶技術3.1混合鹽結晶技術的應用鹽水濃縮器可回收鹽水中95%至98%的水 ,剩餘的濃鹽水殘留物含有大量可溶性固體 。 在一些區域 ,鹽水殘渣被送到蒸發池進行自然蒸發或深井注入 。 然而 ,在許多地區 ,例如美國西南部的科羅拉多河流域 ,爲了防止濃鹽水排入蒸發池或在深井注入處理後滲出 ,水源被污染了兩次 ,沿海工礦企業產生的廢水必須“零排” 。進入過程 。 如果殘餘液體的流速非常小 ,則可以通過乾燥器將殘留的鏟子乾燥成固體 ,收集並送到堆場進行填埋;如果殘留液體的量大 ,則殘留液體中的可溶性固體通過結晶器結晶並收集 。埋地是一種更經濟的治療方法 。 一般生產化學結晶程序 ,如生產化學產品如氯化鈉和硫酸鈉 ,只需要處理鹽的結晶 。這種單鹽鹽水的結晶過程相對容易掌握 ,但它包含在工業污水中 。鹽很複雜 ,甚至含有兩種複鹽鹽 。 含有各種鹽的鹽水會在結晶器中產生泡沫並具有極強的腐蝕性 ,並且許多不同鹽的存在將導致鹽水的沸點升高 。 不同程度的結垢對設備的傳熱係數有不同的影響 。 3.2混合鹽結晶技術的設備和工藝用於混合鹽結晶的結晶器可以通過蒸汽或電動蒸汽壓縮機驅動 ,這是一種具有更高能效的系統 。強制壓縮蒸汽結晶器:強制循環壓縮蒸汽結晶器是最熱效的結晶系統 ,系統所需的熱能由電動蒸汽壓縮機提供 。 其主要工序如下:(1)將待處理的濃鹽水泵入結晶器 。 (2)與回收的鹽水混合 ,然後進入殼管式換熱器 。 由於熱交換器管充滿水 ,鹽水在壓力下不會沸騰並且抑制管內的結垢 。 (3)循環中的鹽水以特定角度進入蒸汽體 ,產生渦流 ,蒸發掉一小部分鹽水 。 (4)當水蒸發時 ,在鹽水中產生晶體 。 (5)大部分鹽水循環到加熱器 ,小流被泵送到離心機或過濾器以分離晶體 。 (6)蒸汽通過除霧器以除去附着的顆粒 。 (7)蒸汽機由壓縮機加壓 ,壓縮蒸汽在加熱器的熱交換管殼體上冷凝成蒸餾水 ,釋放潛熱以加熱管中的鹽水 。 (8)收集蒸餾水後 ,用於工廠的優質蒸餾水處理 。在一定條件下 ,結晶器產生的晶體是具有高商業價值的化學產品 。 其次 ,HERO技術HERO是高效反滲透的縮寫 。 HERO過程的預處理步驟適合於水化學和場地的特定規格 。 一步是恆定的 ,這意味着RO在高pH下操作 。 爲了使RO在高pH條件下操作 ,必須除去導致膜污染的所有硬度和其他陽離子組分 。 懸浮固體應減少到接近零 ,以避免堵塞膜 ,並應在一定程度上除去二氧化碳 ,以減少水的緩衝 。 硅在高pH條件下具有高度可溶性 ,因此不會限制RO的回收率 。 理論上 ,在預處理後 ,回收的比例僅受濃縮物的滲透壓的限制 。 該過程實現了95%的回收率 。 在電子超純水的大多數應用中 ,回收率會更高 。 主要特點是:1 。運行穩定; 2.運營成本低(一般比傳統RO低15%-20%; 3.投資成本低(一般比傳統RO低30%); 4.土地佔用較低; 5.適用於高純水和廢水的製備治療 。6無需複雜的清潔工藝 ,無需添加阻垢劑 。 三個主要工藝步驟:1硬度和去除懸浮固體; 2去除二氧化碳; 3高pH值的RO處理 。 通過軟化水的硬度 ,然後脫氣以從水中除去二氧化碳 ,並加入鹼以將RO水的pH調節至8.5或更高 。 在此模式下運行時 ,RO回收率通常可超過限制90%以上 。 主要工藝和控制指標是:(1)硬度去除:離子交換去除硬度 ,受控流出指數小於0.1ppm(100ppb) 。 (2)二氧化碳去除:二氧化碳低於10ppm 。 (3)PH調節:反滲透水加鹼增加pH值 ,濃水側最大濃度不超過11​​.根據RO回收率 ,給水pH值在10.0到10.5之間 。 。 產品水的pH值將達到9.3~9.8 。 (4)反滲透:反滲透設計產水量爲25~30GFD(加侖/平方英尺/天) ,可以使用低壓苦鹹水膜 ,標準微鹹水膜 ,海水膜 。 根據給水的水質條件 ,水回收率可達到90-98% 。 通常爲95% 。 HERO的特點和優點:(1)在HERO工藝條件下 ,膜供應商也接受高pH操作 。 當供水是污水或含鹽量高時 ,水回收率可以是90%或更高 ,並且清潔頻率降低 。 這是因爲 ,在高pH條件下 ,細菌難以繁殖 ,並且不太可能產生潛在的生物膜 。 在高pH條件下 ,對於帶負電的陰離子 ,顆粒 ,尤其是帶負電的顆粒 ,該膜具有較高的負電荷密度和較高的去除速率 。 RO處於連續清潔模式 。 對於高硅水質 ,硅在高pH條件下處於溶解狀態(離子狀態)並且可以達到高回收率 。 (2)兩級反滲透操作在高pH條件下 ,離子去除率可以達到:硼> 99.4% ,硅> 99.97% ,有機物(TOC)> 99% 。 三 ,特殊RO膜濃縮水再濃縮零排放工藝1特殊RO膜結構及工作方式特殊膜主要由濾膜 ,導向盤 ,中心拉桿 ,高壓容器 ,兩端法蘭 ,各種密封件和接頭組成螺栓和其他組件 。過濾膜和導向盤交替堆疊 ,中心拉桿串形成高壓容器 ,兩端凸緣固定 ,然後用拉桿組合 。 原水通過膜芯和高壓容器之間的間隙到達膜元件的底部 ,均勻地流入導向盤 ,通過雷達掃描在導流板的表面上流動 ,並進入下一組導流板和來自投幣式狹縫的隔膜 。整個膜柱在渦流中流動 ,產出水通過中心管排出膜元件 。 2特殊反滲透膜的特點和優點(1)最小的膜污染和污染現象開放式隔膜寬流道和獨特的液壓設計 ,具有更寬的流體通道和更好的流體湍流效應(雷諾數> 2500 ,隔膜自潔效果更好) ,專利結構設計的導流板 ,渦流流動狀態 ,儘量減少表面積垢 ,污染和濃差極化現象 。 (2)膜RO專用膜使用壽命長 ,採用新型改性膜 ,更適用於廢水膜分離 。 隔膜更耐壓 ,最高可達160 bar 。 而且 ,該組件可以有效地防止膜污染 ,減少膜污染 ,並延長反滲透膜的壽命 。 SUPER RO專用膜的特殊結構使膜包易於清潔 ,清洗後的助焊劑回收非常好 ,從而延長了膜的使用壽命 。 在高濃度廢水處理中 ,膜壽命可長達3年 。 (3)組件易於維護 ,採用標準化設計 。這些組件易於拆卸和維護 。可以輕鬆檢查和維護任何過濾膜片和其他單元 。維護簡單 ,其他類型的膜組件是不可能的 。 (4)更換濾膜更換成本低 。內部任何單個單元都可以單獨更換 。 當需要更換濾膜時 ,可以進行單次更換 ,這可以最大限度地降低更換膜的成本 。當存在質量問題(例如修補 ,部分泄漏或需要更換新膜)時 ,只能更換整個膜組件 。 (5)出水水質對所有污染物的去除率都很高 ,出水水質良好 。 (6)出水穩定 ,受外界因素影響 。由於影響膜系統保留率的因素很少 ,系統的出水水質非常穩定 ,不受生物降解性 ,碳氮比等因素的影響 。工業廢水具有很大的優勢 。(7)操作靈活 ,操作靈活 ,可連續或間歇操作 。它還可以調節系統的串並聯連接 ,以滿足水質和水量的要求 。 3特殊反滲透膜處理膜工藝濃縮水法膜工藝經過適當的預處理後 ,濃縮水被泵入反滲透專用膜裝置 ,因爲反滲透專用膜可在高壓條件下操作 ,從而減少了RO專用膜對傳統膜工藝的滲透回收率水的含量有限 ,濃度因子增加 ,濃縮物的電導率可以增加到100000-120000μs/cm 。 水回收率的增加導致濃縮水的體積減少 ,這也降低了隨後的膜濃縮物處理過程的規模和操作成本 。 RO膜特殊膜在膜過程中分離有機物 ,鹽分和水更徹底 。滲透液質量較好 ,COD和鹽度去除率可達90%以上 ,滲透液可直接排放或進入生化 。進一步處理處理過程 ,RO專用膜的濃縮液進入MVR蒸發系統 ,進行蒸發結晶的零排放處理 。 MVR是一種機械壓縮蒸發技術 ,可最大限度地提高二次蒸汽中的蒸發潛熱 。 在MVR泵的幫助下 ,只需輸入較少的能量將低等級蒸汽壓縮至較高飽和溫度的高飽和蒸汽 ,以便蒸汽可以循環使用 。 與多效蒸發器相比 ,這將節省大量能源 。 在蒸發過程中產生的二次蒸汽用於壓縮 ,升高溫度然後返回用作蒸發熱源 ,可以大大減少蒸汽消耗 。 在通過MVR處理後 ,濃縮物中的大部分水進入冷凝物 ,並且大量鹽和有機物質作爲殘餘物沉澱 ,從而完成各種濃度的各種污染物與水相的完全分離 。 原則上 ,“RO專用膜技術+ MVR蒸發”組合工藝對傳統膜工藝廢水的有機污染物和鹽度具有很好的去除效果 ,大部分污染物和鹽度最終進入MVR蒸發裝置的殘留物 。因此 ,RO專用膜的滲透物和MVR蒸發裝置的冷凝物質量良好 ,經過簡單的深度處理後可直接重複使用或重複使用 。 IV 。電滲析1.電滲析原理在外部直流電場的作用下 ,利用離子交換膜的滲透性(即 ,陽離子膜僅允許陽離子通過 ,陰離子膜僅允許陰離子滲透) ,因此水中的陰離子和陽離子被製成 。定向遷移以實現物理化學過程以分離水中的離子和水 。原理是:在陰極和陽極之間 ,放置多個交替的正和負膜 ,並使水通過兩個膜 ,並在兩個膜和兩個極之間形成隔室 。水中的陰離子和陽離子分別向陽極和陰極遷移 。由於陽極和陰離子的選擇性滲透性 ,形成具有降低的離子濃度的光室和具有增加的離子濃度的濃縮室 。 同時 ,在兩個電極上發生氧化還原反應 ,即電極反應 ,結果 ,陰極室由於溶液的鹼性而結垢 ,並且陽極室被酸性腐蝕 。解決方案 。 因此 ,在電滲析過程中 ,電能的消耗主要用於克服通過溶液和膜的電流的電阻和電極反應 。 1.1電滲析器的構造電滲析器由膜疊層 ,極區和壓實裝置組成 。 (1)膜塊:由相當數量的膜對組裝而成 。 膜對:由陽離子交換膜 ,分離器A(或B)組成;負膜 ,隔膜B(或A) 。 離子交換膜:它是電滲析器的關鍵組分 ,其性能影響電滲析器的離子遷移效率 ,能耗 ,抗污染性和使用壽命 。 膜的分類根據膜結構分爲:非均質膜 ,均質膜和半均質膜;根據膜上不同的反應基團分爲:正膜 ,負膜和特殊膜;有機薄膜和無機薄膜 。 分離器:分爲厚水和淡水隔板 ,交替放置在陰陽膜之間 ,陰離子和陽膜之間保持一定的間隔 ,隔板的平面水流和垂直隔板的平面電流 。 隔板厚度超過0.9毫米 。 (2)極區包括電極 ,極架和導水板 。 電極:用於連接電源 。 極框:將電極放在薄膜和薄膜之間 ,並將其連接到電極上以支撐它 。 (3)壓制裝置:用於壓縮電滲析器 ,使膜疊層 ,電極和其他部件形成一個整體而不漏水 。 1.2 。組裝方法:電滲析裝置組件由“水平”和“區段”表示 。一對電極之間的膜疊層稱爲“一級” 。 每個水流被稱爲“區段” 。 增加段數相當於增加脫鹽過程 ,即提高脫鹽效率和增加膜對數以增加水處理能力 。 電滲析裝置組裝方法可根據淡水生產和出水水質的不同要求進行調整 。通常 ,有以下組裝形式:一個階段;一個階段和多個階段;多個部分;多個階段和多個部分 。2應用案例2.1電滲析在反滲透濃水回用中的應用隨着膜技術的快速發展 ,反滲透已得到越來越廣泛的應用 ,但在反滲透純水的生產過程中會產生大量的濃縮水 。如果濃縮水不能直接處理和排放 ,將不可避免地造成資源浪費和環境污染 。 我公司採用電滲析工藝回收利用反滲透濃縮水 ,取得了良好的經濟效益和社會效益 。 系統工藝主要採用原反滲透濃縮水進入倒極驅動膜分離系統+二級反滲透+ EDI系統 。 將水迴流至電導率爲1000μS/cm後 ,進入反滲透系統 ,電導率達到5μS/cm 。反滲透產生淡水進入EDI系統 ,反滲透產生濃縮水進入倒置電滲析系統 。 電滲析產生的濃縮水進入濃縮水箱 。 EDI在二級反滲透系統中產生濃縮水 ,EDI產生的淡水達到15MΩ並進入生產罐 。 通過採用該技術 ,企業可以解決電廠鍋爐的補給水 ,企業廢水可以達到零排放 。 2.2電滲析技術在高鹽高COD廢水中的應用在醫藥中間體和化工廠的生產過程中 ,產生了大量含有機物質的高鹽污水 。由於含鹽量高 ,很難進行生化處理以達到排放或重複使用的標準 。 電滲析可用於將鹽降低至生化標準 ,將淡水降低至生化 。 電滲析產生的含鹽污水通過電滲析濃縮至12%-15% ,進入蒸發或MVR系統 ,最終達到零排放的目的 ,既解決了高鹽廢水排放的問題 ,又使水成爲可能 。要獲得的資源 。回收利用 ,節約資源 ,提高公司的經濟效益 。
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