專利名稱：一種廢水蒸發(fā)濃縮工藝及裝置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水蒸發(fā)濃縮工藝及裝置系統(tǒng)，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前常用的對高濃度工業(yè)廢水和/或脫硫廢水的后續(xù)深度處理方法為(一)晶 種法此工藝是在蒸發(fā)器鹽水循環(huán)過程中投加建立和維持硫酸鈣結(jié)晶的晶核漿液，在鹽水 濃縮器完成大部分水的蒸發(fā)，鹽水濃縮器排放大約20% TDS的鹽水，這些鹽水在結(jié)晶器內(nèi) 進(jìn)一步濃縮、蒸發(fā)，將鹽水濃縮成相當(dāng)稠重的結(jié)晶漿液和母液(約50%總固形物)。結(jié)晶漿 液和母液進(jìn)入干燥霧化室干燥，最后以干粉形式收集后送至處置場掩埋。(二)反滲透濃縮 法根據(jù)脫硫廢水水質(zhì)特點，在去除水中顆粒、硬度后，可通過反滲透系統(tǒng)對脫硫廢水進(jìn)一 步濃縮，從而降低一定廢水水量。該系統(tǒng)先加入堿液，調(diào)整廢水PH值，通過系列氧化還原反 應(yīng)將廢水的重金屬污染物轉(zhuǎn)化為銨化物，投加絮凝劑使廢水中的大部分懸浮物沉淀下來， 通過澄清池(斜板沉淀池)予以去除，澄清后廢水進(jìn)入細(xì)砂過濾器、軟化器，再經(jīng)加酸調(diào)節(jié) 后進(jìn)入反滲透系統(tǒng)。晶種法對于一股行業(yè)或常規(guī)水系統(tǒng)中鈣離子、硫酸根離子二者之和或者二者之一 含量比較低的廢水處理效果還不錯，清理周期還可以接受，但對于已經(jīng)是過飽和體系的脫 硫廢水，在進(jìn)預(yù)熱器時因為溫升相變很快就會產(chǎn)生結(jié)垢，一旦形成結(jié)垢，會非常難以清洗， 影響設(shè)備的運(yùn)行和使用壽命。反滲透濃縮法需對RO進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，包括濁度、結(jié)垢物質(zhì)、COD等，系統(tǒng)較為復(fù) 雜；回收水水質(zhì)不如晶種法，且廢水不能完全回收，需要向周邊環(huán)境或污水收集體系中排放 大量的污水，如排入現(xiàn)有污水收集系統(tǒng)，將加大后續(xù)污水處理的難度和費用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢水蒸發(fā)濃縮工藝及裝置系統(tǒng)。本發(fā)明采用機(jī)械蒸 汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)+三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝對廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，無須向地面 水域排放廢水，廢水最終以蒸汽的形式排出，或以污泥等形式封閉、填埋處理，可實現(xiàn)廢水 零排放的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案一種廢水蒸發(fā)濃縮工藝待處理廢水軟化后進(jìn)入機(jī)械蒸汽再 壓縮循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)、即MVR系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器循環(huán) 利用，濃縮液進(jìn)入三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶后的濃縮液和晶體 顆粒進(jìn)行固液離心分離，分離后的母液返回原液池或連續(xù)進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中繼續(xù)蒸 發(fā)結(jié)晶，分離后的結(jié)晶體進(jìn)行回收；蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的二次蒸汽循環(huán)回用于蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中。更具體的廢水蒸發(fā)濃縮工藝待處理廢水軟化后打入MVR系統(tǒng)的預(yù)熱器進(jìn)行預(yù) 熱，再進(jìn)入蒸發(fā)器，打入鮮蒸汽對廢水進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)，產(chǎn)生的濃縮液和二次蒸汽進(jìn)入分離器進(jìn) 行汽液分離，分離出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮后打入蒸發(fā)器循環(huán)利用；分離后的濃縮液進(jìn)入三 效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)以混流蒸發(fā)方式進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶后的濃縮液和晶體顆粒排至離心機(jī)進(jìn)行固液離心分離，分離后的母液返回原液池或連續(xù)進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中繼續(xù) 蒸發(fā)結(jié)晶，分離后的結(jié)晶體進(jìn)行回收；蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的二次蒸汽循環(huán)回用于蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng) 中。前述工藝中，軟化后的廢水進(jìn)入MVR系統(tǒng)之前先按25g/t加入阻垢劑，按3_5g/t 加入消泡劑。前述工藝中，經(jīng)MVR系統(tǒng)蒸發(fā)后的濃縮液依次經(jīng)過第二效、第一效、第三效強(qiáng)制循 環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，第一效蒸發(fā)結(jié)晶后分離出硫酸鈉結(jié)晶體，第三效蒸發(fā)結(jié)晶后分離出氯化 鈉結(jié)晶體；末效蒸發(fā)結(jié)晶后產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器中冷凝。前述工藝中，蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度為90°C ；第一效、第二效、第三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā) 結(jié)晶系統(tǒng)中的蒸發(fā)溫度依次為100°C、80°C、55°C。前述的整個工藝過程通過可編程控制器PLC軟件來控制，所有的輸出、輸入信號 以及系統(tǒng)的操作均由配套的計算機(jī)完成。前述廢水蒸發(fā)濃縮工藝所采用的裝置系統(tǒng)為包括機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng) 和三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；所述機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)包括預(yù)熱器、蒸發(fā) 器、分離器、蒸汽壓縮機(jī)和相應(yīng)的泵、管道、閥門；三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括強(qiáng)制 循環(huán)換熱器、強(qiáng)制循環(huán)分離器和相應(yīng)的泵、管道、閥門。前述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，其硬件采用施耐德QUANTUM系 列，監(jiān)控軟件采用施耐德Vijeo Citect服務(wù)器版標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。前述三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)還包括晶漿離心機(jī)、結(jié)晶體收集器和強(qiáng)制蒸 餾換熱器。前述機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)還包括調(diào)節(jié)罐、緩沖罐和進(jìn)料泵；所述預(yù)熱器 采用板式換熱器；所述蒸發(fā)器為一效兩體降膜蒸發(fā)器(這種蒸發(fā)器采用立式設(shè)計，占地面 積比傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)器要小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用的鈦材也比傳統(tǒng)蒸發(fā)器要少，而且能保證蒸發(fā) 器的蒸發(fā)效果和使用壽命)；所述分離器為一效兩體降膜分離器。前述蒸發(fā)器的加熱管及管板、分離器、結(jié)晶器均使用TAlO材質(zhì)，加熱器、分離器和 結(jié)晶器外帶IOOmm保溫層，外表面涂有防銹漆。所用加熱器可以使蒸汽均勻地分布到每一 根列管式加熱管的外壁，使生蒸汽通過加熱管與被加熱物料充分地接觸換熱，整個加熱器 溫度平衡，這是使蒸發(fā)器高效運(yùn)行的最關(guān)鍵點。前述蒸發(fā)器的加熱室設(shè)有多個蒸汽進(jìn)入通道，避免了高速蒸汽流對加熱管的沖
擊ο前述蒸發(fā)器的加熱管和分離室及結(jié)晶器的內(nèi)表面經(jīng)鏡面拋光處理過，無死角，使 結(jié)晶體從溶液中容易析出并分離，更使得在連續(xù)或間歇工作時結(jié)晶體不易堵塞出料口，保 證設(shè)備長期平穩(wěn)運(yùn)行。前述各分離器內(nèi)及二次蒸汽出口設(shè)置有折流式、旋流式并連的曲折通道除霧裝 置。該裝置有效地防止了泡沫夾帶料液現(xiàn)象，大大降低了冷凝水中含低沸點有機(jī)物(COD) 的量，延長了設(shè)備的使用壽命，可確保設(shè)備正常運(yùn)行。前述的蒸汽壓縮機(jī)采用原裝進(jìn)口，并帶原裝進(jìn)口的馬達(dá)和變頻器；其與物料接觸 部分采用TAlO材質(zhì)、DN30mm的鈦管，管厚為1. 2mm ；以保證其足夠的強(qiáng)度和換熱效果。從降 膜分離器出來的二次蒸汽通過蒸汽壓縮機(jī)的壓縮升溫，再進(jìn)入蒸發(fā)器加熱物料，達(dá)到循環(huán)利用二次蒸汽的目的，從而也節(jié)省了能源。前述的泵采用2MSM0、1. 4529 (UNS N08926)或AL-6XN材質(zhì)，管道、閥門采用鈦材質(zhì)。前述所有的泵均配有備用泵，并帶自動切換系統(tǒng)。如有泵不能正常工作時，系統(tǒng)可 自動切換到備用泵上，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。以下是本發(fā)明蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的工藝選擇過程表1蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)及水量
序號項目單位參數(shù)1流量m3/h202pH6-83溫度。c304SSmg/L< 55濁度NTU6CODmg/L< 57鐵mg/L8Ca2+mg/L< 59Mg2+mg/L< 110Na+mg/L余量11K+mg/L余量12Simg/L13CL-mg/L1250014SO42-mg/L8000015CO32-mg/L16HCO3-mg/L30017NO3-mg/L
權(quán)利要求
1.一種廢水蒸發(fā)濃縮工藝，其特征在于待處理廢水軟化后進(jìn)入機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán) 蒸發(fā)系統(tǒng)、即MVR系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器循環(huán)利用，濃縮 液進(jìn)入三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶后的濃縮液和晶體顆粒進(jìn)行固 液離心分離，分離后的母液返回原液池或連續(xù)進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶，分 離后的結(jié)晶體進(jìn)行回收；蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的二次蒸汽循環(huán)回用于蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水蒸發(fā)濃縮工藝，其特征在于待處理廢水軟化后打入MVR 系統(tǒng)的預(yù)熱器(1)進(jìn)行預(yù)熱，再進(jìn)入蒸發(fā)器O)，打入鮮蒸汽對廢水進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)，產(chǎn)生的濃 縮液和二次蒸汽進(jìn)入分離器C3)進(jìn)行汽液分離，分離出來的二次蒸汽經(jīng)壓縮后打入蒸發(fā)器 (2)循環(huán)利用；分離后的濃縮液進(jìn)入三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)以混流蒸發(fā)方式進(jìn)行蒸發(fā) 結(jié)晶，結(jié)晶后的濃縮液和晶體顆粒排至離心機(jī)進(jìn)行固液離心分離，分離后的母液返回原液 池或連續(xù)進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶，分離后的結(jié)晶體進(jìn)行回收；蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn) 生的二次蒸汽循環(huán)回用于蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水蒸發(fā)濃縮工藝，其特征在于軟化后的廢水進(jìn)入MVR 系統(tǒng)之前先按25g/t加入阻垢劑，按3-5g/t加入消泡劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水蒸發(fā)濃縮工藝，其特征在于經(jīng)MVR系統(tǒng)蒸發(fā)后的濃縮 液依次經(jīng)過第二效、第一效、第三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，第一效蒸發(fā)結(jié)晶后分離出硫酸 鈉結(jié)晶體，第三效蒸發(fā)結(jié)晶后分離出氯化鈉結(jié)晶體；末效蒸發(fā)結(jié)晶后產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入 冷凝器(1 中冷凝。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的廢水蒸發(fā)濃縮工藝，其特征在于蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度 為90°C ；第一效、第二效、第三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中的蒸發(fā)溫度依次為100°C、8(TC、 55 °C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢水蒸發(fā)濃縮工藝，其特征在于整個工藝過程通過可編程 控制器PLC軟件來控制，所有的輸出、輸入信號以及系統(tǒng)的操作均由配套的計算機(jī)完成。
7.如權(quán)利要求1所述廢水蒸發(fā)濃縮工藝所采用的裝置系統(tǒng)，其特征在于包括機(jī)械蒸 汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)和三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；所述機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā) 系統(tǒng)包括預(yù)熱器(1)、蒸發(fā)器O)、分離器(3)、蒸汽壓縮機(jī)(4)和相應(yīng)的泵、管道、閥門；三 效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括強(qiáng)制循環(huán)換熱器(5、7、9)、強(qiáng)制循環(huán)分離器(6、8、10)和 相應(yīng)的泵、管道、閥門。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于還包括控制系統(tǒng)，其硬 件采用施耐德QUANTUM系列，監(jiān)控軟件采用施耐德Vijeo Citect服務(wù)器版標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于所述三效混流強(qiáng)制 循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)還包括晶漿離心機(jī)00、21)、結(jié)晶體收集器(11、12)和強(qiáng)制蒸餾換熱器 (22)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)械蒸汽再壓縮 循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)還包括調(diào)節(jié)罐(14)、緩沖罐(1 和進(jìn)料泵(16)；所述預(yù)熱器采用板式換熱器 (17)；所述蒸發(fā)器為一效兩體降膜蒸發(fā)器(18)；所述分離器為一效兩體降膜分離器(19)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于所述 蒸發(fā)器的加熱管及管板、分離器、結(jié)晶器均使用TAlO材質(zhì)，加熱器、分離器和結(jié)晶器外帶 IOOmm保溫層，外表面涂有防銹漆。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于蒸發(fā)器的加熱室設(shè) 有多個蒸汽進(jìn)入通道。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于加熱管和分離室及 結(jié)晶器的內(nèi)表面經(jīng)鏡面拋光處理過，無死角。
14.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于各分離 器內(nèi)及二次蒸汽出口設(shè)置有折流式、旋流式并連的曲折通道除霧裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于所述蒸 汽壓縮機(jī)采用原裝進(jìn)口，并帶原裝進(jìn)口的馬達(dá)和變頻器；其與物料接觸部分采用TAlO材 質(zhì)、DN30mm的鈦管，管厚為1. 2mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于所述的 泵采用2MSM0、1. 4529 (UNS N08926)或AL-6XN材質(zhì)，管道、閥門采用鈦材質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的廢水蒸發(fā)濃縮裝置系統(tǒng)，其特征在于所有的泵均配有備 用泵，并帶自動切換系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢水蒸發(fā)濃縮工藝及裝置系統(tǒng)，待處理廢水軟化后進(jìn)入MVR系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器循環(huán)利用，濃縮液進(jìn)入三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶后的濃縮液和晶體顆粒進(jìn)行固液離心分離，分離后的母液返回原液池或繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶，分離后的結(jié)晶體進(jìn)行回收；蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的二次蒸汽循環(huán)回用于蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中。本發(fā)明采用機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)+三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶的工藝對廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，無須向地面水域排放廢水，廢水最終以蒸汽的形式排出，或以污泥等形式封閉、填埋處理，可實現(xiàn)廢水零排放的目的；而且該工藝系統(tǒng)的熱效率高，能耗低，節(jié)省能源，大大降低了運(yùn)行成本，溫差小，低腐蝕，不易結(jié)垢，設(shè)備使用壽命長。
文檔編號C01D3/04GK102070272SQ201010576550
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張雪杰, 沈明忠, 陳欣, 韓買良 申請人:中國華電工程(集團(tuán))有限公司, 華電水處理技術(shù)工程有限公司