幾種接近零排放的廢水處理工藝

廢水零排放工藝
廢水零排放是指工業(yè)水經(jīng)過重復(fù)使用后，將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水全部（99%以上）回收再利用，無任何廢液排出工廠。水中的鹽類和污染物經(jīng)過濃縮結(jié)晶以固體形式排出廠送垃圾處理廠填埋或?qū)⑵浠厥兆鳛橛杏玫幕ぴ稀?/span>

什么是RCC技術(shù)？
RCC的核心技術(shù)為“機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”、“晶種法技術(shù)”、“混合鹽結(jié)晶技術(shù)”。

機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)
所謂的機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)，是根據(jù)物理學(xué)的原理，等量的物質(zhì)，從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中，需要吸收定量的熱能。當(dāng)物質(zhì)再由氣態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí)，會(huì)放出等量的熱能。

根據(jù)這種原理，用這種蒸發(fā)器處理廢水時(shí)，蒸發(fā)廢水所需的熱能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時(shí)釋放熱能所提供。在運(yùn)作過程中，沒有潛熱的流失。

運(yùn)作過程中所消耗的，僅是驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)器內(nèi)廢水、蒸汽、和冷凝水循環(huán)和流動(dòng)的水泵、蒸汽泵和控制系統(tǒng)所消耗的電能。為了抵抗廢水對(duì)蒸發(fā)器的腐蝕，保證設(shè)備的使用壽命蒸發(fā)器的主體和內(nèi)部的換熱管，通常用高級(jí)鈦合金制造。其使用壽命30年或以上。

鹵水濃縮器構(gòu)造及工藝流程

如果廢水里含有大量鹽分或 TDS，廢水在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)時(shí)，水里的 TDS很容易附著在換熱管的表面結(jié)垢，輕則影響換熱器的效率，嚴(yán)量時(shí)則會(huì)把換熱管堵塞。

解決蒸發(fā)器內(nèi)換熱管的結(jié)垢問題，是蒸發(fā)器能否用作處理工業(yè)廢水的關(guān)鍵。RCC成功開發(fā)了獨(dú)家的“晶種法”技術(shù)，解決了蒸發(fā)器換熱管的結(jié)垢問題，使他們?cè)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)的蒸發(fā)器，能成功地應(yīng)用于含鹽工業(yè)廢水的處理，并被廣泛采用。
晶種法技術(shù)
晶種法技術(shù)：可以解決蒸發(fā)器換熱管的結(jié)垢問題，經(jīng)處理后排放的濃縮廢水，通常被送往結(jié)晶器或干燥器，結(jié)晶或干燥成固體，運(yùn)送堆填區(qū)埋放。上述循環(huán)過程，周而復(fù)始，繼續(xù)不斷地進(jìn)行。

“晶種法”以硫酸鈣為基礎(chǔ)。廢水里須有鈣和硫化物的存在，濃縮器開始運(yùn)作前，如果廢水里自然存在的鈣和硫化物離子含量不足，可以人工加以補(bǔ)充，在廢水里加添硫酸鈣種子，使廢水里鈣和硫化物離子含量達(dá)到適當(dāng)?shù)乃健?/span>

廢水開始蒸發(fā)時(shí)，水里開始結(jié)晶的鈣和硫酸鈣離子就附著在這些種子上，并保持懸浮在水里，不會(huì)附著在換執(zhí)管表面結(jié)垢。這種現(xiàn)象稱為“選擇性結(jié)晶”。

鹵水濃縮器通常能持續(xù)運(yùn)作長(zhǎng)達(dá)一年或以上，才需定期清洗保養(yǎng)。在一般情況下，除了在濃縮器啟動(dòng)時(shí)有可能添加“晶種外”，正常運(yùn)作時(shí)不需再添晶種。
混全鹽結(jié)晶技術(shù)
用作混合鹽結(jié)晶的結(jié)晶器，可用蒸汽驅(qū)動(dòng)，也可用電動(dòng)蒸汽壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)，后者是能效較高的系統(tǒng)。

這種高效結(jié)晶器的主要優(yōu)點(diǎn)有：  設(shè)備體積小，占地面積也小;設(shè)備能耗低，鹽鹵濃縮器處理一噸廢水耗電最低僅16KW/H。回收率高達(dá)98%，而且回收的是優(yōu)質(zhì)蒸餾水，所含TDS小于10PPM，稍做處理即可作高壓鍋爐補(bǔ)給水，用鈦合金制造,壽命長(zhǎng)達(dá)30年。
什么是HERO技術(shù)？
HERO是High Efficiency Reverse Osmosis的簡(jiǎn)稱。HERO工藝的預(yù)處理步驟要根據(jù)水化學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)的專門設(shè)計(jì)規(guī)范來定制的。有一個(gè)步驟是不變的，這就是RO是在高pH條件下運(yùn)行的。為了使RO能在高pH條件下運(yùn)行，所有會(huì)引起膜結(jié)垢的硬度和其它陽離子成分必須除去。

懸浮固體物應(yīng)降至接近零以避免膜的堵塞，二氧化碳要除到一定程度以減少水的緩沖性。硅在高pH條件下是可以高度溶解的，所以不會(huì)限制RO的回收率。理論上說，經(jīng)過預(yù)處理后，回收的比例只會(huì)受到濃液滲透壓的限制。此工藝可實(shí)現(xiàn)95%的回收率。而在大多數(shù)電子超純水的應(yīng)用上，回收率會(huì)更高。

HERO的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
在HERO工藝條件下，高PH運(yùn)行也是膜供應(yīng)商接受的。給水是排污水或含鹽量較高時(shí)，可以達(dá)到的水回收率90％或更高，同時(shí)減少清洗頻率。

對(duì)于高硅水質(zhì)，在高PH條件下硅是溶解態(tài)（離子態(tài)），可以到達(dá)高回收率。兩級(jí)反滲透運(yùn)行在高PH條件下，離子去除率可以達(dá)到：硼>99.4%，硅>99.97%，有機(jī)物（TOC）>99％。
什么是特種RO膜技術(shù)濃水再濃縮零排放工藝？
該特種膜主要由過濾膜片、導(dǎo)流盤、中心拉桿、高壓容器、兩端法蘭、各種密封件及聯(lián)接螺栓等組成。過濾膜片和導(dǎo)流盤交替疊放，中心拉桿串成膜芯置入高壓容器后兩端法蘭進(jìn)行固定，再用拉桿結(jié)合形成。

原水通過膜芯與高壓容器的間隙到達(dá)膜元件底部，均勻布流進(jìn)入導(dǎo)流盤，在導(dǎo)流盤表面以雷達(dá)掃描方式流動(dòng)，從投幣式切口進(jìn)入下一組導(dǎo)流盤和膜片，在整個(gè)膜柱內(nèi)呈渦流狀流動(dòng)，產(chǎn)水通過中心管排出膜元件。

特種RO膜特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
最低程度的膜結(jié)垢和污染現(xiàn)象
采用開放式寬流道及獨(dú)特的水力學(xué)設(shè)計(jì)，具有更寬的流體通道，更優(yōu)異的流體湍流效果，導(dǎo)流盤專利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，渦流式流動(dòng)狀態(tài)，最大程度上減少了膜表面結(jié)垢、污染及濃差極化現(xiàn)象的產(chǎn)生。

膜使用壽命長(zhǎng)
RO特種膜采用了新型改性膜片，更適用于廢水膜分離。膜片抗壓力能力更強(qiáng)，最高可以達(dá)到160bar。且該組件能夠有效避免膜的結(jié)垢，膜污染減輕，使反滲透膜的壽命延長(zhǎng)。

組件易于維護(hù)
采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，組件易于拆卸維護(hù)，可以輕松檢查維護(hù)任何一片過濾膜片及其它單元，維修簡(jiǎn)單這是其它形式膜組件所無法達(dá)到的。

過濾膜片更換費(fèi)用低
當(dāng)過濾膜片需更換時(shí)可進(jìn)行單個(gè)更換，這最大程度減少了換膜成本，當(dāng)卷式膜出現(xiàn)補(bǔ)丁、局部泄漏等質(zhì)量問題或需更換新膜時(shí)只能整個(gè)膜組件更換。

出水水質(zhì)好
對(duì)各項(xiàng)污染物都具有極高的去除率，出水水質(zhì)好。
什么是電滲析技術(shù)？
在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的透過性(即陽膜只允許陽離子透過，陰膜只允許陰離子透過)，使水中的陰、陽離子作定向遷移，從而達(dá)到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過程。

電滲析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種廢水的回收處理，其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大 ，并已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的單元操作 。

電滲析處理含醛乙酸廢水，再將電滲析濃水萃取、精餾，可以制得99%工業(yè)乙酸，電滲析淡水含酸量小于0.02%，可安全排放。

電滲析處理銅鐵廢水，對(duì)含HNO3和HF的廢水進(jìn)行了有效的處理，不但回收利用了水和有用資源，而且保護(hù)了環(huán)境  。

電滲析實(shí)驗(yàn)處理鋁制品漂洗廢水，處理含堿廢水，回收了NaOH 和Na2CO3；處理后淡水可回用或排放，效益顯著。
電滲析在反滲透濃水回用中的應(yīng)用
隨著膜技術(shù)的快速發(fā)展，反滲透得到越來越廣泛的應(yīng)用，但是反滲透制純水生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的濃水，如果濃水得不到妥善處理而直接排放，必然會(huì)造成資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。采用電滲析工藝對(duì)反滲透濃水進(jìn)行回收再利用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本系統(tǒng)工藝主要采用原反滲透濃水進(jìn)入倒極電驅(qū)動(dòng)膜分離器系統(tǒng)+二級(jí)反滲透+EDI系統(tǒng)?；赜盟档诫妼?dǎo)率1000μS/cm后，進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，達(dá)到電導(dǎo)率5μS/cm以內(nèi)，反滲透產(chǎn)出淡水進(jìn)入EDI系統(tǒng)，反滲透產(chǎn)出濃水進(jìn)入倒極電滲析系統(tǒng)。電滲析產(chǎn)出的濃水進(jìn)入濃縮水箱。EDI產(chǎn)出濃水進(jìn)入二級(jí)反滲透系統(tǒng)，EDI產(chǎn)出淡水達(dá)到15MΩ，進(jìn)入產(chǎn)水罐。
電滲析技術(shù)在高鹽高COD污水中的應(yīng)用
在醫(yī)藥中間體及化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)出大量含有機(jī)物的高鹽污水，該污水由于含鹽量太高，很難進(jìn)行生化處理達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。

使用電滲析可以使鹽分下降至可生化標(biāo)準(zhǔn)，淡水進(jìn)入生化。電滲析產(chǎn)出的含鹽污水經(jīng)過電滲析濃縮至12%-15%以上，進(jìn)入蒸發(fā)或MVR系統(tǒng)，最終達(dá)到零排放的目的，既為企業(yè)解決了高鹽廢水排放難題，又可以使水資源得到回收利用，節(jié)約了資源，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
廢水零排放工藝在火電廠中的應(yīng)用
火電廠水資源經(jīng)過梯級(jí)利用后會(huì)產(chǎn)生一定量水質(zhì)條件極差，不能直接回用的末端廢水，這部分末端廢水的處理回用是實(shí)現(xiàn)全廠廢水“零排放”關(guān)鍵點(diǎn)。經(jīng)過梯級(jí)利用及濃縮減量后的末端廢水中含有高濃度的氯離子，需要進(jìn)行脫鹽處理后才能回用。

末端廢水的處理方法有灰場(chǎng)噴灑、蒸發(fā)塘蒸發(fā)、蒸發(fā)-結(jié)晶、煙道蒸發(fā)等，其本質(zhì)均為通過末端廢水的物理性蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)鹽與水的分離。
蒸發(fā)-結(jié)晶技術(shù)
蒸發(fā)-結(jié)晶技術(shù)：機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）和低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)等。

常用的降膜式蒸汽機(jī)械再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，由蒸發(fā)器和結(jié)晶器兩單元組成。廢水首先送到機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器（BC）中進(jìn)行濃縮。經(jīng)蒸發(fā)器濃縮之后，濃鹽水再送到強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)一步濃縮結(jié)晶，將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體，出水回用，固體鹽分經(jīng)離心分離、干燥后外運(yùn)回用。

廢水首先經(jīng)過換熱器被加熱至一定溫度（40～80oC），然后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，水分蒸發(fā)形成水蒸汽，在循環(huán)風(fēng)的作用下被移至冷凝系統(tǒng)，含有飽和水蒸氣的熱空氣與冷凝系統(tǒng)內(nèi)的冷水(20～50oC)相遇而凝結(jié)成水滴，并被輸送至系統(tǒng)外。經(jīng)蒸發(fā)后的廢水濃度不斷升 高，達(dá)到飽和溶解度的鹽從溶液中析出形成固體顆粒，并最終從水中分離出去。

煙道蒸發(fā)技術(shù)
將末端廢水霧化后噴入除塵器入口前煙道內(nèi)，利用煙氣余熱將霧化后的廢水蒸發(fā)；也可以引出部分煙氣到噴霧干燥器中，利用煙氣的熱量對(duì)末端廢水進(jìn)行蒸發(fā)。在煙道霧化蒸發(fā)處理工藝中，霧化后的廢水蒸發(fā)后以水蒸氣的形式進(jìn)入進(jìn)入脫硫吸收塔內(nèi)，冷凝后形成純凈的蒸餾水，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用。同時(shí)，末端廢水中的溶解性鹽在廢水蒸發(fā)過程中結(jié)晶析出，并隨煙氣中的灰一起在除塵器中被捕集。

蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)作為一種較為成熟的高鹽水脫鹽技術(shù)，在化工領(lǐng)域已有較多應(yīng)用，在電力行業(yè)的應(yīng)用也開始應(yīng)用；煙道蒸發(fā)處理技術(shù)經(jīng)過多年的研究，目前在脫硫廢水處理中也有一些應(yīng)用，也有可能用于全廠末端廢水的處理。
來源：化工707