CN110028119B - 含盐废水的蒸发结晶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含盐废水的蒸发结晶方法。该方法包括：S1，将含盐废水预热后进行除气；S2，将除气废水在非晶种法运行模式下进行蒸发处理，得到蒸发过程中的二次蒸汽和排污水，且根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量以控制蒸发系统的浓缩倍数；S3，将排污水在非晶种法运行模式下进行结晶处理，得到结晶过程中的二次蒸汽和浓盐水，在结晶器本体内加入消泡剂消泡，然后开启水力分离器对消泡后的浓盐水进行浓缩，并开启离心机进行离心脱水以得到固体杂盐，且在运行水力分离器过程中，根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量以控制结晶系统的浓缩倍数。本发明解决了非晶种法蒸发结晶系统的运行稳定性问题。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种含盐废水的蒸发结晶方法。
背景技术
随着环保技术的进步，目前对浓盐水也有一些处理方法，比如膜浓缩、蒸发结晶等。目前蒸发结晶主要采用晶种法和非晶种法运行模式，由于晶种法蒸发器对运行管理要求比较高，从目前国内很多晶种法蒸发系统运行来看，经常出现蒸发系统运行指标波动、蒸发器降膜管/布水器/旋流分离器等严重堵塞问题。在蒸发系统中，由于溶液中钙镁离子、硅、碱度、硫酸根离子的存在，如果控制不当就会发生换热管结垢从而造成换热系数的下降以及管道堵塞的情况。因此，一旦晶种法蒸发出现问题，处理起来费时费力，影响零排放系统长周期稳定运行。非晶种法蒸发结晶系统相比较晶种法而言，主要可以避免蒸发器以及强制循环热交换器管束的结垢，稳定地更好，然而也会面临结晶盐品质不好以及关键设备需要定期清洗的问题。
基于以上原因，需要提供一种稳定运行非晶种法蒸发结晶系统的方式，以更好地解决其结晶盐品质不好以及需要定期清洗的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含盐废水的蒸发结晶方法，以解决现有技术中非晶种法蒸发结晶系统因稳定性不足导致的结晶盐品质不好以及需要定期清洗的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含盐废水的蒸发结晶方法，其包括以下步骤：S1，将含盐废水预热后进行除气器进行除气，得到除气废水；S2，将除气废水通入蒸发器本体内，通过蒸发器循环泵的循环使除气废水与蒸汽在降膜管束内间接换热以使其在非晶种法运行模式下进行蒸发处理，得到蒸发过程中的二次蒸汽和排污水，且根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量以控制蒸发系统的浓缩倍数；S3，将排污水通入结晶器本体内，通过结晶器循环泵的循环使排污水与蒸汽换热以使其在非晶种法运行模式下进行结晶处理，得到结晶过程中的二次蒸汽和浓盐水，在结晶器本体内加入消泡剂消泡，然后开启水力分离器对消泡后的浓盐水进行浓缩，并开启离心机进行离心脱水以得到固体杂盐，且在运行水力分离器过程中，根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量以控制结晶系统的浓缩倍数。
进一步地，步骤S2中，在根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量的过程中，具体根据除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量调整排污水的排出量。
进一步地，排污水的排出量与除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量呈反比。
进一步地，当除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量降低时，增加排污水的排出量以增加蒸发系统的浓缩倍数，同时将蒸发系统内的整体pH值控制在9～10；当除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量升高时，减少排污水的排出量以减小蒸发系统的浓缩倍数，同时将蒸发系统内的整体pH值控制在10～11。
进一步地，步骤S3中，根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量的过程中，具体根据排污水中的硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量调整上清液的排出量。
进一步地，上清液的排出量与排污水中的硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量成反比。
进一步地，步骤S1中，将含盐废水预热至90℃。
进一步地，将预热后的含盐废水进行除气时，去除其中的二氧化碳、氧气和不凝气。
进一步地，步骤S2还包括：将蒸发过程中的二次蒸汽经过除雾器去除杂质后通入蒸汽压缩机，然后将压缩后的蒸汽通入蒸发器壳层进行换热，换热后的蒸汽转变为冷凝液进入混合蒸馏水罐。
进一步地，步骤S3还包括：将结晶过程中的二次蒸汽通过冷凝器进行冷凝形成冷凝液，进入混合蒸馏水罐。
本发明提供的含盐废水的蒸发结晶方法在非晶种法模式下进行，且在蒸发和结晶过程中根据各自进水水质实时调节蒸发系统的浓缩倍数和结晶系统的浓缩倍数。具体是根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量以控制蒸发系统的浓缩倍数，并根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量以控制结晶系统的浓缩倍数。这样操作的优点是在尽可能减少高浓盐水排放的基础上保证蒸发结晶装置的稳定运行，同时产品水水质合格、结晶盐品质良好。与此同时，能够明显改善蒸发结晶系统的结垢问题，避免了频繁的清洗。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所描述的，景观非晶种法蒸发结晶系统相比较晶种法而言稳定地更好，然而也会面临结晶盐品质不好以及关键设备需要定期清洗的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种含盐废水的蒸发结晶方法，其包括以下步骤：S1，将含盐废水预热后进行除气器进行除气，得到除气废水；S2，将除气废水通入蒸发器本体内，通过蒸发器循环泵的循环使除气废水与蒸汽在降膜管束内间接换热以使其在非晶种法运行模式下进行蒸发处理，得到蒸发过程中的二次蒸汽和排污水，且根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量以控制蒸发系统的浓缩倍数；S3，将排污水通入结晶器本体内，通过结晶器循环泵的循环使排污水与蒸汽换热以使其在非晶种法运行模式下进行结晶处理，得到结晶过程中的二次蒸汽和浓盐水，在结晶器本体内加入消泡剂消泡，然后开启水力分离器对消泡后的浓盐水进行浓缩，并开启离心机进行离心脱水以得到固体杂盐，且在运行水力分离器过程中，根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量以控制结晶系统的浓缩倍数。
本发明提供的含盐废水的蒸发结晶方法在非晶种法模式下进行，且在蒸发和结晶过程中根据各自进水水质实时调节蒸发系统的浓缩倍数和结晶系统的浓缩倍数。具体是根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量以控制蒸发系统的浓缩倍数，并根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量以控制结晶系统的浓缩倍数。这样操作的优点是在尽可能减少高浓盐水排放的基础上保证蒸发结晶装置的稳定运行，同时产品水水质合格、结晶盐品质良好。与此同时，能够明显改善蒸发结晶系统的结垢问题，避免了频繁的清洗。
非晶种法的运行模式，即进水不含硬度，但存在一定量的碱度、二氧化硅、COD以及硝酸根离子，硫酸根离子以及氯离子含量较高。
在一种优选的实施方式中，步骤S2中，在根据除气废水的进水水质实时调整排污水的排出量的过程中，具体根据除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量调整排污水的排出量。二氧化硅、COD以及硝酸根离子是影响蒸发过程稳定运行的关键离子，根据其含量实施调整排污水的排出量，即相当于实时调节蒸发系统的浓缩倍数，从而能够使其在更稳定状态下长期运行。具体地，排污水的排出量与除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量呈反比。
在一种优选的实施方式中，当除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量降低时，增加排污水的排出量以增加蒸发系统的浓缩倍数，同时将蒸发系统内的整体pH值(指蒸发器主体部分以及蒸发器循环泵这个循环体系内的pH值，通常是在蒸发器循环泵入口有个加碱管线(通常为氢氧化钠)用来提高蒸发系统内整体pH值)控制在9～10；当除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量升高时，减少排污水的排出量以减小蒸发系统的浓缩倍数，同时将蒸发系统内的整体pH值控制在10～11。这样，能够在进一步提高蒸发系统稳定运行能力的基础上，进一步减小后续结晶处理的负担，平衡二者的关系，使整个系统更稳定。
在一种优选的实施方式中，步骤S3中，根据排污水的水质实时调整水力分离器中上清液的排出量的过程中，具体根据排污水中的硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量调整上清液的排出量。硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD是影响结晶过程稳定运行的关键因素，根据其变化实时调整水力分离器中上清液的排出量，对结晶系统的浓缩倍数进行实时调节，能够使结晶系统运行更稳定，并更好地改善最终杂盐产品的质量。
具体地，上清液的排出量与排污水中的硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量成反比。结晶系统浓缩倍数的控制是基于水力分离器上清夜的排放量，该排放量大，则结晶系统浓缩倍数低；该排放量小，则结晶系统浓缩倍数高。结晶系统中硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量越低，则离心脱水机运行效果越好，盐的含水率越低，盐的白度以及杂质含量越低，因此需要控制结晶系统的浓缩倍数。
在一种优选的实施方式中，步骤S1中，将含盐废水预热至90℃。
在一种优选的实施方式中，将预热后的含盐废水进行除气时，去除其中的二氧化碳、氧气和不凝气。这样可以有效避免这些气体对于蒸发结晶设备的腐蚀。
在一种优选的实施方式中，步骤S2还包括：将蒸发过程中的二次蒸汽(通常是在蒸发器底槽产生)经过除雾器去除杂质后通入蒸汽压缩机，然后将压缩后的蒸汽通入蒸发器壳层进行换热，换热后的蒸汽转变为冷凝液进入混合蒸馏水罐。
在一种优选的实施方式中，步骤S3还包括：将结晶过程中的二次蒸汽通过冷凝器进行冷凝形成冷凝液，进入混合蒸馏水罐。
优选地，强制循环换热器的热源蒸汽换热后变为冷凝液进一步回收处理。上述上清液可以回到结晶器进水罐重新作为结晶器进水而循环处理。
上述蒸发结晶系统产生的产品水可作为优质再生水回用。
总之，本发明提供的方法其优点在于：在尽可能减少高浓盐水排放的基础上保证蒸发结晶装置的稳定运行，同时产品水水质合格、结晶盐品质良好。产品水各项指标(COD、氨氮、电导以及TOC)均优于公用生产水，减少了大量新鲜水的使用，在缺水地区应用意义巨大；产生的结晶盐硫酸钠含量高达95％，杂质含量微乎其微，有部分厂家争相使用该品质的结晶盐；同时该种控制方法使得蒸发结晶装置稳定运行，减少了大量冲洗水的排放，为后续处理排放水减轻了压力。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
实施例1中采用本发明提供的方法，实时控制蒸发系统和结晶系统的浓缩倍数，对汗颜污水进行处理。具体如下：
蒸发工艺：
每隔4小时监控一次蒸发系统的pH值、TDS以及二氧化硅含量，若数值超过或是不在控制范围内，则需要调整蒸发系统的浓缩倍数。
结晶工艺：
(1)在结晶系统运行初期，根据不同结晶盐的沸点不同，基于此控制结晶盐的纯度以及相对含量，基于BPE(沸点差)控制结晶系统的浓缩倍数；具体地，结晶工艺前端一般会经过膜系统的浓缩、蒸发工艺的浓缩，这些都会使得进入结晶工段的水质情况复杂化，在结晶工艺运行初期，水质简单可控，此时结晶系统的BPE与结晶盐的沸点成正相关，即BPE越高，结晶盐的沸点越高，此时结晶盐的纯度以及相对含量越高，在这个阶段可以通过控制系统的BPE来控制系统的浓缩倍数；
(2)结晶系统中硫酸根离子、氯离子以及硝酸根含量会影响到水力分离器以及离心脱水机的运行效果，根据各个离子的不同浓度来控制结晶系统的浓缩倍数；随着运行时间的延长，结晶系统中COD、硝酸根、硫酸根以及氯离子越积越多(这些物质仅可溶于水随着上清液排出系统，结晶盐中很少能够带出此类物质)，硝酸根、硫酸根以及氯离子的相对含量不同会影响到结晶盐不同晶型的形成，因此可以根据分析数据来调整各个离子的浓度来控制系统的浓缩倍数；
(3)结晶系统不同COD/TDS比值，会影响到水力分离器以及离心脱水机的运行效果，因此基于该比值控制结晶系统的浓缩倍数；COD在高浓度的盐浆中具有一定的粘稠度，会造成浓盐浆无法形成水与复合盐的分层，严重影响杂盐的分离和成型，他的大量存在会堵塞水利分离器底流口和离心脱水机的筛网，此处COD的量以COD/TDS的比值来表示；通常情况下，COD/TDS的比值越小越好，一般情况下控制在0.03以下，若COD/TDS的比值大于0.03就意味着COD含量超过允许值，此时应减小结晶系统的浓缩倍数来保证结晶系统内COD维持在一个稳定值；
(4)结晶系统轻盐组分占系统内TSS的比例，会直接影响到水力分离器以及脱水机的运行效果，基于该比值控制结晶系统的浓缩倍数。轻盐组分的形成过程是结晶盐以小颗粒在逐渐析出，此时若系统中COD大量存在则结晶盐小颗粒会和COD不断粘附在一起形成密度较小的轻盐而浮在溶液中，此时便会形成轻盐-溶液-TSS层的体系，一般情况下，COD含量低，仅会出现溶液-TSS层的体系，随着COD含量的升高，系统中出现轻盐组分，轻盐组分的出现占比应该越低越好，他会影响水利分离器和离心脱水机的运行，因此在出现轻盐组分时应该减小结晶系统的浓缩倍数，若系统中TSS形成较快、用时较短，可以增加结晶系统的浓缩倍数。
对比例1
对比例1中未对两个系统的浓缩倍数进行实时调节。实施例1和对比例1中的蒸发结晶系统的实际运行情况比较见表1：
表1
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明能够在尽可能减少高浓盐水排放的基础上保证蒸发结晶装置的稳定运行，同时产品水水质合格、结晶盐品质良好。与此同时，能够明显改善蒸发结晶系统的结垢问题，避免了频繁的清洗。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种含盐废水的蒸发结晶方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将所述含盐废水预热后进行除气器进行除气，得到除气废水；
S2，将所述除气废水通入蒸发器本体内，通过蒸发器循环泵的循环使所述除气废水与蒸汽在降膜管束内间接换热以使其在非晶种法运行模式下进行蒸发处理，得到蒸发过程中的二次蒸汽和排污水，且根据所述除气废水的进水水质实时调整所述排污水的排出量以控制蒸发系统的浓缩倍数；
S3，将所述排污水通入结晶器本体内，通过结晶器循环泵的循环使所述排污水与蒸汽换热以使其在非晶种法运行模式下进行结晶处理，得到结晶过程中的二次蒸汽和浓盐水，在所述结晶器本体内加入消泡剂消泡，然后开启水力分离器对消泡后的所述浓盐水进行浓缩，并开启离心机进行离心脱水以得到固体杂盐，且在运行所述水力分离器过程中，根据所述排污水的水质实时调整所述水力分离器中上清液的排出量以控制结晶系统的浓缩倍数；
所述步骤S2中，在根据所述除气废水的进水水质实时调整所述排污水的排出量的过程中，具体根据所述除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量调整所述排污水的排出量；
当所述除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量降低时，增加所述排污水的排出量以增加所述蒸发系统的浓缩倍数，同时将所述蒸发系统内的整体pH值控制在9～10；当所述除气废水中的二氧化硅、COD以及硝酸根离子含量升高时，减少所述排污水的排出量以减小所述蒸发系统的浓缩倍数，同时将所述蒸发系统内的整体pH值控制在10～11。
2.根据权利要求1所述的含盐废水的蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据所述排污水的水质实时调整所述水力分离器中上清液的排出量的过程中，具体根据所述排污水中的硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量调整所述上清液的排出量。
3.根据权利要求2所述的含盐废水的蒸发结晶方法，其特征在于，所述上清液的排出量与所述排污水中的硫酸根离子、氯离子、硝酸根以及COD含量成反比。
4.根据权利要求1所述的蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述含盐废水预热至90℃。
5.根据权利要求4所述的蒸发结晶方法，其特征在于，将预热后的所述含盐废水进行除气时，去除其中的二氧化碳、氧气和不凝气。
6.根据权利要求1所述的蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：将所述蒸发过程中的二次蒸汽经过除雾器去除杂质后通入蒸汽压缩机，然后将压缩后的蒸汽通入蒸发器壳层进行换热，换热后的蒸汽转变为冷凝液进入混合蒸馏水罐。
7.根据权利要求1所述的蒸发结晶方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：将所述结晶过程中的二次蒸汽通过冷凝器进行冷凝形成冷凝液，进入混合蒸馏水罐。
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