申请日2016.08.05
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号C02F1/04
摘要
本发明公开了一种低能耗含盐废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：将含盐废水经原料预热器加热后进行液相循环系统，循环加热蒸发溶液中的水，使盐浓度不断提高，最终结晶、沉淀、分离，达到淡水回用，固盐处理的目的，本工艺具有低能耗，投资省，运行成本低、安全、环保等特点，解决了传统工艺的投资高与能耗高的难题。
权利要求书
1.一种低能耗含盐废水处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
(a)原料预热：将含盐废水原料通过原料预热器与二次蒸汽冷凝液换热到68℃后减压至常压进入循环蒸发系统;
(b)循环蒸发：将步骤(a)加热后的含盐废水原料加入液相循环系统，经过加热器E102加热至73~80℃后，液相连续气化蒸化，盐组份不断浓缩、结晶、沉淀;
(c)二次蒸汽加热：利用真空泵P104对结晶器V101抽真空，保持结晶器V101内的真空度为-0.055~-0.065MPa,结晶器V101产生的二次饱和蒸汽从结晶器V101顶部排出，进入加热器E102壳程，对循环液体加热，加热后的冷凝液再进入原料预热器E101对原料进行预热;
(d)将步骤(b)得到的盐浆从结晶器V101底部排至盐浆浓缩罐V103，盐浆浓缩罐分离出的盐水返回原料罐V102，固体湿盐从盐浆浓缩罐V103排出。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗含盐废水处理工艺，其特征在于：所述的步骤(b)中，液相循环系统是由结晶器V101循环出口与循环泵P102进口用管线06相连通，循环泵P102出口与加热器E102管程进口用管线07相连通，加热器E102管程出口与结晶器V101循环进口用管线08相连通，如此构成一个液相循环系统。
3.根据权利要求1所述的一种低能耗含盐废水处理工艺，其特征在于：所述的步骤(c)中,二次饱和蒸汽进入加热器E102前需由外部热源将二次饱和蒸汽过热5℃后再进入加热器E102。
4.根据权利要求3所述的一种低能耗含盐废水处理工艺，其特征在于：所述的外部热源包括饱和蒸汽、电加热、导热油、天然气燃烧放热。
说明书
一种低能耗含盐废水处理工艺
技术领域
本发明涉及含盐废水处理工艺，具体涉及一种低能耗的含盐废水处理工艺。
背景技术
目前，工业生产装置中产生的有机含盐废水，根据含盐量分为低浓度含盐废水和高浓度含盐废水，高浓度含盐废水是指总溶解固体盐含量TDS>10000mg/L，这部分废水由于盐含量高，可生化性能差，不能采用常规的“预处理+生化处理+电渗析+蒸发结晶”路线。对于低浓含盐有机废水则可采用常规的处理方式，生化处理过程可有效降解有机物，然后将低浓度含盐废水经过电渗析分离出浓盐水，淡水直接回用，浓盐水在经过蒸发结晶处理，达到废水零排放的要求。
蒸发结晶技术就是利用热量将水溶剂加热气化进行分离，溶液中的溶质浓度不断提高，达到溶解饱和度后开始形成晶核，随着溶液的过饱和度产生，晶核不断成长、聚集，最后形成可见的固体颗粒。常用的蒸发技术有多效蒸发(能量梯级利用，效数越多能耗越低)、MVR技术(机械蒸汽再压缩蒸发)等类型，通常将含盐废水浓缩至含盐量40~50%送至增稠器，增稠器内进一步将40~50%的盐浆含量提高到60%左右，然后再经过离心机脱水后，湿盐装袋处理。
根据现有的生产情况，多效蒸发技术具有投资低、运行成本高、且废水处理量大等特点;MVR技术具有投资成本高、运行成本低、废水处理量大时受蒸汽压缩机制约影响。如何以合理的投资、较低的生产运行成本、达到相同的处理效果成本目前含盐废水处理技术的关键问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低能耗含盐废水处理工艺，该工艺流程简单、控制方便、生产能耗低， 0.5Mpa饱和蒸汽消耗：0.06~0.1吨蒸汽/1吨废水，电耗<6.0kW·h /1吨废水，经济效益明显，便于工业应用推广。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种低能耗含盐废水处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
(a)原料预热：将含盐废水原料通过原料预热器与二次蒸汽冷凝液换热到68℃后减压至常压进入循环蒸发系统。
(b)循环蒸发：将步骤(a)加热后的含盐废水原料加入液相循环系统，经过加热器E102加热至73~80℃后，液相连续气化蒸化，盐组份不断浓缩、结晶、沉淀。
(c)二次蒸汽加热：利用真空泵P104对结晶器V101抽真空，保持结晶器V101内的真空度为-0.055~-0.065MPa,结晶器V101产生的二次饱和蒸汽从结晶器V101顶部排出，进入加热器E102壳程，对循环液体加热，加热后的冷凝液再进入原料预热器E101对原料进行预热。
(d)将步骤(b)得到的盐浆从结晶器V101底部排至盐浆浓缩罐V103，盐浆浓缩罐分离出的盐水返回原料罐V102，固体湿盐从盐浆浓缩罐V103排出。
上述技术方案中，所述的液相循环系统是由结晶器V101循环出口与循环泵P102进口用管线06相连通，循环泵P102出口与加热器E102管程进口用管线07相连通，加热器E102管程出口与结晶器V101循环进口用管线08相连通，如此构成一个液相循环系统。
优选的是，所述的步骤(c)中,二次饱和蒸汽进入加热器E102前需由外部热源将二次饱和蒸汽过热5℃后再进入加热器E102。
所述的外部热源包括饱和蒸汽、电加热、导热油、天然气燃烧放热。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)能耗低：采用负压闪蒸技术，二次饱和蒸汽过热5℃后与循环液加热，0.5Mpa饱和蒸汽消耗：0.06~0.1吨蒸汽/1吨废水，电耗<7.0kW·h /1吨废水。
(2)投资省：本工艺取消了蒸汽压缩机与离心机，与MVR工艺相比，本发明投资成本节约40%以上。
(3)设备少，效率高，操作方便：整个装置采取自动分析控制手段，无现场人员操作，节约人员成本。
(4)单套装置特别适合处理废水规模5t/h以下的生产：整个装置可做成2-3个橇块，运输、搬迁非常便利。
(5)环保、安全、可靠：无任何废气、废液排放，实现废水处理零排放要求。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
01～22-管线，V101-结晶器，V102-原料罐，V103-盐浆浓缩罐，V104-淡水缓冲罐，E101-原料预热器，E102-加热器，E103-真空冷却器，P101-原料计量泵，P102-循环泵，P103-淡水泵，P104-真空泵。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将原料含盐废水组份：总溶解盐含量8500mg/L，钠离子2350mg/L，氯离子4115mg/L，还有微量的钙镁离子溶液，pH值8.23，温度36.4℃，压力：常压，流量：2140kg/h，通过离心泵加压至0.4MPa(G)后经原料预热器加热至68.4℃，然后经过减压至常压后进入液相循环系统。
(2)液相循环系统中，含盐废水经过循环泵强制循环，含盐废水经过加热器加热后，不断气化蒸发，结晶器内真空度为-0.06Mpa,蒸发的二次蒸汽从结晶器顶部排出，进入加热器和壳程，在进入壳程前先与0.5Mpa压力下的饱和蒸汽减压后混合，混合过热蒸汽温度为80.09℃。
(3)第(2)过程中的混合过热蒸汽与加热器中的含盐废水加热后，95%左右冷凝为液相，还有5%左右为-0.07Mpa条件下的饱和蒸汽，此时温度为69.1℃，再进入原料预热器与原料含盐废水进行预热，使得冷凝液被冷却到60℃的同时将原料液加热到68.4℃。然后冷却液进入淡水缓冲罐经淡水泵打出淡水回用，此时淡水分析指标为：总溶解盐含量199mg/L，钠离子21.6mg/L，氯离子20.2mg/L，电导率：234uS/cm，pH值6.8，满足回用水要求。
(4)在第(2)过程中的结晶器内，随着液相水的不断气化蒸发，溶液中的盐浓度逐渐提高，达到盐份饱和态时，开始形成晶核，并逐渐成长、沉淀，最后富集到结晶器的设备底部，此时盐浆含量约40%。
(5)控制结晶器底部排盐速度，使结晶器底部的盐浆含量最在50%左右，将盐浆以自流形式排入盐浆浓缩罐，盐浆浓缩罐分离出的盐水返回原料罐循环蒸发，湿盐(含水量约10%)可直接装袋处理。
本实施例的能耗与电耗如下：
蒸汽消耗：0.5Mpa压力饱和蒸汽每小时消耗量为128kg，单耗为59.81kg/1t废水。
装置总电耗：原料计量泵电机功率0.75kW，淡水泵电机功率0.75kW，循环泵2.2kW，真空泵3.0 kW，总电耗：6.7 kW。
蒸汽按照200元/吨，电按照0.8元/ kW计，折合运行成本：17.32元/1吨废水。
实施例2
(1)将原料含盐废水组份：总溶解盐含量27300mg/L，钠离子1140mg/L，氯离子14260mg/L，pH值7.9，温度38.2℃，压力：常压，流量：5400kg/h，通过离心泵加压至0.4MPa(G)后经原料预热器加热至68.0℃，然后经过减压至常压后进入液相循环系统。
(2)液相循环系统中，含盐废水经过循环泵强制循环，含盐废水经过加热器加热后，不断气化蒸发，结晶器内真空度为-0.061Mpa,蒸发的二次蒸汽从结晶器顶部排出，进入加热器和壳程，在进入壳程前先与0.5Mpa压力下的饱和蒸汽减压后混合，混合过热蒸汽温度为82.58℃。
(3)第(2)过程中的混合过热蒸汽与加热器中的含盐废水加热后，91%左右冷凝为液相，还有9%左右为-0.069Mpa条件下的饱和蒸汽，此时温度为69.86℃，再进入原料预热器与原料含盐废水进行预热，使得冷凝液被冷却到61.12℃的同时将原料液加热到68.0℃。然后冷却液进入淡水缓冲罐经淡水泵打出淡水回用，此时淡水分析指标为：总溶解盐含量268mg/L，钠离子28.8mg/L，氯离子24.1mg/L，电导率：264uS/cm，pH值6.6，满足回用水要求。
(4)在第(2)过程中的结晶器内，随着液相水的不断气化蒸发，溶液中的盐浓度逐渐提高，达到盐份饱和态时，开始形成晶核，并逐渐成长、沉淀，最后富集到结晶器的设备底部，此时盐浆含量约42%。
(5)控制结晶器底部排盐速度，使结晶器底部的盐浆含量最在50%左右，将盐浆以自流形式排入盐浆浓缩罐，盐浆浓缩罐分离出的盐水返回原料罐循环蒸发，湿盐(含水量约10%)可直接装袋处理。
本实施例的能耗与电耗如下：
蒸汽消耗：0.5Mpa压力饱和蒸汽每小时消耗量为500kg，单耗为92.59kg/1t废水。
装置总电耗：原料计量泵电机功率1.1kW，淡水泵电机功率1.1kW，循环泵11 kW，真空泵15.0 kW，总电耗：28.2 kW。
蒸汽按照200元/吨，电按照0.8元/ kW计，折合运行成本：22.69元/1吨废水。