一、洗膠廢水蒸發(fā)結晶母液干化系統(tǒng)核心工藝思路
本路線的核心在于“分質結晶,梯級利用,末端干化”:
1.鹽硝分離:利用NaCl和Na?SO?溶解度隨溫度變化的特性差異,在多效MVR系統(tǒng)中實現(xiàn)分步結晶分離,分別得到純度較高的NaCl和Na?SO?產品,實現(xiàn)資源化。
2.母液干化:對最終富集了難結晶雜質(有機質、微量離子等)的高濃母液進行深度濃縮和干燥,將液體轉化為少量固態(tài)雜鹽,實現(xiàn)廢水近零排放。
二、詳細工藝流程及控制要點
階段一:預處理(保障蒸發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵)
1.除膠/除COD:是首要步驟。采用活性炭吸附、高溫濕式氧化、高級氧化或溶劑萃取等方法,將COD降至≤500mg/L以下,有效防止后續(xù)蒸發(fā)過程中產生嚴重泡沫、結焦和有機污堵。
2.軟化除硬:通過“NaOH+Na?CO?”化學軟化或離子交換樹脂,將Ca2?、Mg2?濃度降至<20mg/L,從根本上避免硫酸鈣、硅鎂酸鹽等在換熱管壁結垢。
3.pH調節(jié):通常調節(jié)至中性或弱堿性(pH7-9),以適應鹽硝分離的相圖區(qū)間,并減少設備腐蝕。
階段二:鹽硝分離—多效MVR系統(tǒng)(核心資源化單元)
工藝原理:利用Na?SO?在高溫下溶解度降低、NaCl溶解度變化不大的反向溶解特性。
典型三效流程:
一效(高溫效,90-100℃):Na?SO?優(yōu)先達到過飽和,結晶析出,經離心分離得到無水硫酸鈉(元明粉)產品。母液(富集NaCl)進入下一效。
二效(中溫效,70-80℃):繼續(xù)蒸發(fā)濃縮,NaCl濃度進一步提高。此處產生的二次蒸汽經機械蒸汽再壓縮(MVR)升溫后,作為一效的熱源,實現(xiàn)高效節(jié)能。
三效(低溫效,55-60℃):NaCl達到過飽和而大量結晶析出,經離心得到工業(yè)氯化鈉產品。排出的母液Ⅱ(TDS350-450g/L,COD10,000-30,000mg/L)進入末端處理單元。
變體工藝:若原水硫酸鈉含量極高,可在二效后增設“冷凍結晶(0-10℃)”單元,以十水硫酸鈉(芒硝)形式進一步回收硫酸鈉,提升總收率并降低后續(xù)負荷。
階段三:母液干化—近零排放保障單元
目的:處理量少但污染物濃度極高的母液Ⅱ,實現(xiàn)液體零排放。
工藝組合:
1.強制循環(huán)蒸發(fā)段:采用抗結垢、抗高固含量設計的MVR強制循環(huán)蒸發(fā)器,將母液濃縮至固含量50-65%的稠漿液。產生的冷凝水回用。
2.干燥段:稠漿液進入噴霧干燥塔或真空耙式干燥機,產出含水率≤5%的固態(tài)雜鹽粉體。此過程實現(xiàn)體積減量化>90%,雜鹽可作為危廢合規(guī)處置,或進行資源化探索(如建材摻料、謹慎摻燒)。
尾氣處理:干燥系統(tǒng)配套二次蒸汽洗滌+活性炭吸附裝置,確保VOCs和臭氣達標排放。
三、洗膠廢水蒸發(fā)結晶母液干化系統(tǒng)關鍵性能與能耗指標
能耗:
蒸汽消耗:0.10-0.15噸/噸蒸發(fā)水(主要驅動MVR壓縮機,極低)。
電耗:25-35kWh/噸蒸發(fā)水。
相較于傳統(tǒng)多效蒸發(fā),節(jié)能率達60%以上。
回收率:
水回收率:>95%。
鹽回收率:NaCl>95%,Na?SO?>92%。
最終固廢:雜鹽產率僅為進水總鹽量的5-8%,實現(xiàn)了真正的近零排放。
四、洗膠廢水蒸發(fā)結晶母液干化系統(tǒng)選型與材質
MVR壓縮機:
<15t/h蒸發(fā)量:可選羅茨或高速離心壓縮機。
>20t/h蒸發(fā)量:優(yōu)選齒輪箱式離心壓縮機,溫升18-20℃,效率更高。
蒸發(fā)器形式:
一效(低粘度):降膜蒸發(fā)器,傳熱效率高。
二、三效及母液蒸發(fā)(高固、易結垢):強制循環(huán)蒸發(fā)器,抗結垢能力強。
關鍵材質:
硫酸鈉結晶段(Cl?濃度低):2205/2507雙相不銹鋼或904L。
高氯離子、高溫母液干化段:鎳基合金(C276,625)或鈦材(Gr.2),確保使用壽命>8年。
五、洗膠廢水蒸發(fā)結晶母液干化系統(tǒng)技術優(yōu)勢總結
1.高效節(jié)能:MVR技術大幅回收二次蒸汽潛熱,運行成本極低。
2.資源化率高:產出具有商品價值的NaCl和Na?SO?,變廢為寶。
3.近零排放:水高度回用,末端母液干化極大削減危廢液體量。
4.運行穩(wěn)定:針對性的預處理和抗結垢設計,保障長周期運行。
5.技術成熟:已在國內多個大型項目中成功應用,案例可靠。