污水处理技术之零排放技术.docx

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1、污水处理技术之零排放技术目录1 .零排放的定义12 .国内现有实现废水“零排放”的手段23 .RCC技术23.1. 机械蒸汽再压缩循环蒸发技术23.1.1.机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理23.1.2.卤水浓缩器构造及工艺流程33.2.晶种法技术33.3.混全盐结晶技术43. 3.1.混全盐结晶技术的应用44. 3.2.混全盐结晶技术的设备与工艺流程54.七种近零排放污水工艺64.1. 烟道蒸发技术64.2. 蒸发结晶技术64.3. 蒸发-结晶技术74. 3.1.废水零排放工艺在火电厂中的应用84. 3.2.什么是HERo技术?84. 4.HERO的特点和优势：94. 5.什么是特种RO膜

2、技术浓水再浓缩零排放工艺?94. 5.1,特种RO膜特点和优势94. 6.什么是电渗析技术?104. 6.1.电渗析在反渗透浓水回用中的应用105. 6.2.电渗析技术在高盐高CoD污水中的应用115.7. 什么是RCC技术?114.7.1.机械蒸汽再压缩循环蒸发技术114.7.2.卤水浓缩器构造及工艺流程114.7.3.晶种法技术124.7.4.混全盐结晶技术121 .零排放的定义所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和

3、能源的存在。废水“零排放”是指工业废水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。2 .国内现有实现废水“零排放”的手段目前国内广泛使用的工业废水处理技术主要包括R0（反渗透膜双膜法）和EDR技术他们的主要材料是纳米级的反渗透膜，而这种技术的作用对象是离子（重金属离子）和分子量在几百以上的有机物。其工作原理是在一定压力条件下，H20可以通过RO渗透膜，而溶解在水中的无机物，重金属离子，大分子有机物，胶体，细菌和病毒则无法通过渗透膜。从而可以将渗透的

4、纯水与含有高浓度有害物质的废水分离开来。但是使用这种技术我们只能得到60%左右的纯水，而剩余的含高浓度有害物质的废水最终避免不了排放到环境的结局，而这些高浓度的重金属离子和无机物对我们的环境是极其有害的。3.RCC技术CC技术，能真正达到工业废水“零排放”，RCC的核心技术为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”及“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”。3.1.机械蒸汽再压缩循环蒸发技术3.1.1.机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。根据这种原理，用这

5、种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，在蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。蒸发器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量，可以按装多台蒸发器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时，也称为卤水浓缩器(BrineConcentrator)03.1.2.卤水浓缩器构造及工艺流程(1)待处理卤水进入贮存箱，在

6、箱里把卤水的PH值调整到5.5-6.0之间，为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把温度升至沸点。(2)加热后的卤水经过除气器，清除水里的不溶物体，如氧气和二氧化碳。(3)新进卤水进入压缩器底槽，与在浓缩器内部循环的卤水混合，然后被泵到换热器管束顶部水箱。(4)卤水通过装置，在换热管顶部的卤水分布件流入管内，均匀地分布在管子的内壁上，呈薄膜状，受地引力下降至底槽。部分卤水沿管壁下降时，吸收管外蒸汽所释放的热能而蒸发了，蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。(5)底槽内的蒸汽经过除雾器进入压缩机，压缩蒸汽进入浓缩器。(6)压缩蒸汽的潜热传过换热管壁，对沿着管内壁下降的温度较低的卤水膜加热，使部分卤水蒸发

7、，压缩蒸汽释放潜热时，在换热管外壁上冷凝成蒸储水。(7)蒸偏水沿管壁下降，在浓缩器底部积聚后，被泵转换热器，进储存罐待用。蒸锵水流经换热器时，对新流入的卤水加热。(8)底槽内部分卤水被排放，以控制浓缩器内卤水的浓度。晶种法技术：可以解决蒸发器换热管的结垢问题，经处理后排放的浓缩废水，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。上述循环过程，周而复始，继续不断地进行。3.2.晶种法技术如废水里含有大量盐分或TDS,废水在蒸发器内蒸发时，水里的TDS很容易附着在换热管的表面结垢，轻则影响换热器的效率，严重时则会把换热管堵塞。解决蒸发器内换热管的结垢问题，是蒸发器能否用作处理工业废水

8、的关键。RCC成功开发了独家拥有的“晶种法”技术，解决了蒸发器换热管的结垢问题，使他们设计和生产的蒸发器，能成功地应用于含盐工业废水的处理，并被广泛采用。应用“晶种法”技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩器(BrineConcentratorJo经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,OOOpp,通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。“晶种法”以硫酸钙为基础。废水里须有钙和硫化物的存在，浓缩器开始运作前，如果废水里自然存在的钙和硫化物离子含量不足，可以人工加以补充，在废水里加添硫酸钙种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的

9、钙和硫酸钙离子含量达到适当水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些种子上，并保持悬浮在水里，不会附着在换支管表面结垢。这种现象称为“选择性结晶”。卤水浓缩器通常能持续运作长达一年或以上，不才需定期清洗保养。在一般情况下，除了在浓缩器启动时有可能添加“晶种外”，正常运作时不需再添晶种。3. 3.混全盐结晶技术4. 3.1.混全盐结晶技术的应用卤水浓缩器可回收卤水里95%至98%的水份，剩余的浓缩卤水残液，含有大量的可溶固体。在有些地区，卤水残液被送往蒸发池自然蒸发，或作深井压注处理。但很多地区，如美国西南部的科罗拉多河流域，为了防止浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注处理后渗出，

10、对水源造成二次污染，沿岸的工矿企业产生的废水，必须作“零排入”处理。如残液的流量很小，则可用干燥器把残液干燥成固体，收集后送堆场填埋；如残液量较大，用结晶器把残液里的可溶固体给晶后收集填埋，是更经济的处理方法。一般生产性化工结晶程序，如氯化钠、硫酸钠等化工商品的生产，仅需要处理一种盐类的结晶，这类单盐卤水的结晶工艺，比较容易掌握，但工业污水里所含的的盐份，种类繁杂，甚至含有两种盐份组成的复盐。有多种盐类并存的卤水会在结晶器内产生泡沫和具有极强的腐蚀性，同时多种不同盐类的存在，会造成卤水不同的沸点升高。不同程度的结垢，对设备的换热系数产生不同程度的影响。通过数十年的研究和实践我们掌握了一套混合盐

11、类结晶技术，累积了丰富的经验。验室对混通过实合盐卤的分析，准确检定卤水里各种盐类的成份和溶量，准确判断各种盐类对设备的影响，采用不同的设计参数，并在这基础上进行系统设计，为用户提供适合的，经济和可靠的设计，制定可行的操作和维修方案。3.3.2.混全盐结晶技术的设备与工艺流程用作混合盐结晶的结晶器，可用蒸汽驱动，也可用电动蒸汽压缩机驱动，后者是能效较高的系统。强制循环压缩蒸汽结晶器：强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统，系统所需的热能，由一台电动蒸汽压缩机提供。它的主要工作程序如下：(1)待处理浓卤水被泵进结晶器。(2)和正在循环中的卤水混合，然后进入壳管式换热器。因换热器管子注满水，卤

12、水在加压状态下不会沸腾并抑止管内结垢。(3)循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体，产生涡旋，小部卤水被蒸发。(4)水分被蒸发时，卤水内产生晶体。(5)大部卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至离心机或过滤器，把晶体分离。(6)蒸汽经过除雾器，把附有的颗粒清除。(7)蒸器经压缩机加压，压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸储水，同时释放潜热把管内的卤水加热。(8)蒸僧水收集后，供厂内需要高质蒸僧水的工艺流程使用，在某些条件下，结晶器产生的晶体，是很高商业价值的化工产品。这种高效结晶器的主要优点有：1)设备体积小，占地面积也小。2）设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16kWh0回收率高达98%

13、,而且回收的是优质蒸锵水，所含TDS小于IOPPM,稍做处理即可作高压锅炉补给水，用钛合金制造，寿命长达30年。最后，零排放技术只是在人能力范围内的理想状态，并且在某一行业或领域的孤立的零排放是不可能的，它涉及到许多学科和领域，只有不同的领域间相互合作共同努力我们才能去实现“零排放”最终造福人类。4.七种近零排放污水工艺4. 1烟道蒸发技术将末端废水雾化后喷入除尘器入口前烟道内，利用烟气余热将雾化后的废水蒸发；也可以引出部分烟气到喷雾干燥器中，利用烟气的热量对末端废水进行蒸发。在烟道雾化蒸发处理工艺中，雾化后的废水蒸发后以水蒸气的形式进入进入脱硫吸收塔内，冷凝后形成纯净的蒸储水，进入脱硫系统循

14、环利用。同时，末端废水中的溶解性盐在废水蒸发过程中结晶析出，并随烟气中的灰一起在除尘器中被捕集。4.5. 2.蒸发结晶技术作为一种较为成熟的高盐水脱盐技术，在化工领域已有较多应用，在电力行业的应用也开始应用；烟道蒸发处理技术经过多年的研究，目前在脱硫废水处理中也有一些应用，也有可能用于全厂末端废水的处理。4. 3.蒸发结晶技术蒸发-结晶技术：机械蒸汽再压缩(MVR)和低温常压蒸发结晶技术等。常用的降膜式蒸汽机械再压缩蒸发结晶系统，由蒸发器和结晶器两单元组成。废水首先送到机械蒸汽再压缩蒸发器(BC)中进行浓缩。经蒸发器浓缩之后，浓盐水再送到强制循环结晶器系统进一步浓缩结晶，将水中高含量的盐分结晶

15、成固体，出水回用，固体盐分经离心分离、干燥后外运回用。废水首先经过换热器被加热至一定温度(4080),然后进入蒸发系统，水分蒸发形成水蒸汽，在循环风的作用下被移至冷凝系统，含有饱和水蒸气的热空气与冷凝系统内的冷水(2050)相遇而凝结成水滴，并被输送至系统外。经蒸发后的废水浓度不断升高，达到饱和溶解度的盐从溶液中析出形成固体颗粒，并最终从水中分离出去。火电厂水资源经过梯级利用后会产生一定量水质条件极差，不能直接回用的末端废水，这部分末端废水的处理回用是实现全厂废水“零排放”关键点。经过梯级利用及浓缩减量后的末端废水中含有高浓度的氯离子，需要进行脱盐处理后才能回用。末端废水的处理方法有灰场喷洒、蒸发塘蒸发、蒸发-结晶、烟道蒸发等，其本质均为通过末端废水的物理性蒸发实现盐与水的分离。43.2.什么是HERo技术?HERO是HighEfficiencyReverseOsmosis的简称。HERO工艺的预处理步骤要根据水化学和现场的专门设计规范来定制的。有一个步骤是不变的，这就是RO是在高PH条件下运行的。为了使RO能在高PH条件下运行，所有会引起膜结垢的硬度和其它阳离子成分必须除去。悬浮固体物应降至接近零以避免膜的堵塞，二氧化碳要除到一定程度以减少水的缓冲性。硅在高PH条件下是可以高度溶解的，所以不会限制RO的回收率。理