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污水处理技术(污水处理技术的零排放技术)
零排放的定义
(资料图片)
所谓零排放,是指无限减少污染物和能源排放直至为零的活动。零排放,就其内容而言,一是要控制生产过程中不得不产生的能源和资源排放,并使其降至零;另一层含义是充分利用不得不排放的能源和资源,最终消除不可再生资源和能源的存在。
废水“零排放”是指将这部分含盐量和污染物较高的工业废水经过反复利用后,浓缩成废水(99%以上)进行循环利用,无废液排出工厂。水中的盐类和污染物被浓缩结晶,以固体形式排出工厂,送往垃圾处理厂填埋或作为有用的化工原料回收。
国内现有实现废水“零排放”的手段
目前,国内广泛应用的工业废水处理技术主要有RO(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,这项技术的对象是离子(重金属离子)和分子量几百甚至更大的有机物。
其工作原理是在一定的压力条件下,H2o可以通过RO渗透膜,而无机物、重金属离子、大分子有机物、胶体、溶解在水中的细菌、病毒则不能通过渗透膜。从而将透过的纯水从含有高浓度有害物质的废水中分离出来。
然而,使用这种技术,我们只能获得60%左右的纯水,剩余的含有高浓度有害物质的废水最终会排放到环境中。这些高浓度的重金属离子和无机物对我们的环境极其有害。
碾压混凝土技术
CC技术可以真正做到工业废水的“零排放”,RCC的核心技术是“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”、“种分法技术”、“混盐结晶技术”。
[机械蒸汽再压缩循环蒸发技术]
1、机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理
所谓机械蒸汽再压缩循环蒸发技术,就是根据物理学原理,同样量的物质在从液体变成气体的过程中,需要吸收一定量的热能。当一种物质从气态变成液态时,它会放出等量的热能。根据这一原理,当蒸发器用于处理废水时,蒸发废水所需的热能由蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放的热能提供。
在操作过程中没有潜热损失。运行过程中消耗的只是驱动废水、蒸汽和冷凝水在蒸发器中循环流动的水泵、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换热管通常采用高级钛合金。其使用寿命为30年以上。
单台蒸发器的废水处理能力为27吨/日至3800吨/日。如果要处理的废水量大于单台机器的更大处理能力,可以安装多台蒸发器进行处理。当蒸发器采用晶种法操作时,也称为卤水浓缩器。
2.盐水浓缩器的结构和工艺流程
(1)待处理的盐水进入储罐,在罐内调节盐水的PH值至5.5-6.0,为脱气除碳做准备。盐水进入热交换器,将温度升高到沸点。
(2)加热的盐水通过脱气器以除去水中的不溶物质,例如氧气和二氧化碳。
(3)新盐水进入压缩机底罐,与浓缩器内循环的盐水混合,然后被泵送到换热器管束顶部的水箱。
(4)盐水通过装置,换热管顶部的盐水分配器流入管内,均匀分布在管内壁上,呈薄膜状,靠地面重力落到底部槽中。当部分盐水沿管壁下降时,吸收管外蒸汽释放的热量而蒸发,蒸汽和未蒸发的盐水一起下降至底罐。
(5)底罐中的蒸汽通过除雾器进入压缩机,压缩后的蒸汽进入浓缩器。
(6)压缩蒸汽的潜热通过换热管壁,加热沿管内壁下降的温度较低的盐水膜,使部分盐水蒸发。压缩蒸汽释放潜热时,在换热管外壁上凝结成蒸馏水。
(7)蒸馏水沿管壁下降,积聚在浓缩器底部,被泵送到热交换器,进入储水箱备用。当蒸馏水流经热交换器时,它会加热新的盐水。
(8)排放底罐中的部分盐水,以控制浓缩器中盐水的浓度。
Seed技术:可以解决蒸发器换热管的结垢问题。处理后排放的浓缩废水通常被送到结晶器或干燥器中,结晶或干燥成固体,然后运到填埋场掩埋。上述循环过程周而复始。
【种子法技术】
如果废水中含有大量的盐或TDS,当废水在蒸发器中蒸发时,水中的TDS容易附着在换热管表面并结垢,轻则影响换热器的效率,重则堵塞换热管。解决蒸发器中换热管的结垢问题是蒸发器能否用于处理工业废水的关键。
RCC成功开发了独家的“晶种法”技术,解决了蒸发器换热管的结垢问题,使RCC设计生产的蒸发器成功应用于含盐工业废水的处理,并得到广泛应用。采用“晶种法”技术的蒸发器也称为“卤水浓缩器”。
浓盐水浓缩器处理后排放的浓缩废水TDS含量可高达30万pp,通常被送入结晶器或干燥器中,结晶或干燥成固体,再运到填埋场填埋。
“种子法”是基于 *** 钙。废水中一定有钙和硫化物。在选矿厂开始运行前,如果废水中自然存在的钙离子和硫离子不足,可以人工补充,在废水中加入 *** 钙晶种,使废水中的钙离子和硫离子达到合适的水平。
当废水开始蒸发时,水中开始结晶的钙和 *** 钙离子的含量达到适当的水平。当废水开始蒸发时,在水中开始结晶的钙和 *** 钙离子附着在这些晶种上并保持悬浮在水中,而不会附着在分支交换管的表面上形成水垢。
这种现象被称为“选择性结晶”。盐水浓缩器通常可以连续运行一年或更长时间,因此需要定期清洗和维护。一般来说,除了浓缩机启动时可以添加“晶种”外,正常运行时不需要添加晶种。
[混合盐结晶技术]
1.混盐结晶技术的应用
盐水浓缩器可回收盐水中95%至98%的水,剩余的浓盐水残液含有大量可溶性固体。在一些地区,盐水残渣被送到蒸发池进行自然蒸发或深井压注处理。
但在许多地区,如美国西南部的科罗拉多河流域,为防止浓盐水排入蒸发池或经深井压注处理后外泄,对水源造成二次污染,沿岸工矿企业产生的废水必须进行“零排放”处理。如果残液的流量很小,可以用烘干机将残液烘干成固体,收集后送到堆场填埋;如果残液量较大,用结晶器将残液中的可溶性固体结晶出来,收集起来填埋更经济。
一般的化学结晶程序,如氯化钠、 *** 钠等化工商品的生产,只需处理一种盐的结晶。这种单盐卤水的结晶过程相对容易掌握,但工业污水中所含的盐类五花八门,甚至含有由两种盐组成的复盐。
多种盐共存的盐水会产生泡沫,在结晶器中具有极强的腐蚀性。同时,多种不同盐类的存在,会造成卤水沸点的不同升高。不同程度的结垢对设备的传热系数有不同的影响。
通过几十年的研究和实践,我们掌握了一套混盐结晶技术,积累了丰富的经验。实验室通过对实际卤水的分析,测试卤水中各种盐类的组成和溶解量,准确判断各种盐类对设备的影响,采用不同的设计参数,并在此基础上进行系统设计,为用户提供适用、经济、可靠的设计,制定可行的运行维护方案。
2.混盐结晶技术的设备及工艺流程
用于混盐结晶的结晶器可采用蒸汽或电动蒸汽压缩机驱动,是一种能效较高的系统。
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更高的结晶系统,系统所需热能由电动蒸汽压缩机提供。其主要工作程序如下:
(1)将待处理的浓盐水泵入结晶器。
(2)与循环盐水混合,然后进入管壳式换热器。因为热交换器管中充满水,盐水不会在压力下沸腾,管中的水垢将被抑制。
(3)循环盐水以特定角度进入蒸汽,产生涡流,少量盐水被蒸发。
(4)当水蒸发时,盐水中产生晶体。
(5)大部分盐水被循环到加热器,一小股水被泵入离心机或过滤器以分离晶体。
(6)蒸汽通过除雾器去除附着的颗粒。
(7)蒸汽机由压缩机加压,压缩后的蒸汽在加热器换热管外壳上冷凝成蒸馏水,同时释放潜热加热管内盐水。
(8)蒸馏水收集后,可用于需要高质量蒸馏水的工厂的工艺流程。在一定条件下,结晶器产生的晶体是具有很高商业价值的化工产品。
这种高效结晶器的主要优点是:
a设备体积小,占地面积小。b .设备能耗低,盐水浓缩器处理一吨废水的更低电耗仅为16kW/h..回收率高达98%,回收的TDS小于10PPM的优质蒸馏水稍加处理即可作为高压锅炉的补充水。它由钛合金制成,使用寿命长达30年。
最后,零排放技术只是人类能力范围内的理想状态,不可能在某个行业或领域实现零排放。它涉及许多学科和领域,只有通过不同领域之间的相互合作和共同努力,才能实现“零排放”,最终造福人类。
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