廢水零排放中常用的RCC技術(shù)
國內(nèi)現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)廢水零排放的RCC技術(shù)紹如下：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)”。
1機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)
1.1、基本原理
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，在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)動蒸發(fā)器內(nèi)廢水、蒸汽、和冷凝水循環(huán)和流動的水泵、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，通常用高級鈦合金制造。其使用壽命30年或以上。
蒸發(fā)器單機(jī)廢水處理量由27噸/天起至3800噸/天。如果需要處理的廢水量大于單機(jī)最大處理量，可以按裝多臺蒸發(fā)器處理。蒸發(fā)器在用晶種法技術(shù)運(yùn)行時(shí)，也稱為鹵水濃縮器(Brine Concentrator)。
1.2、鹵水濃縮器構(gòu)造及工藝流程
（1）待處理鹵水進(jìn)入貯存箱，在箱里把鹵水的pH值調(diào)整到5.5-6.0之間，為除氣和除碳作準(zhǔn)備。鹵水進(jìn)入換熱器把溫度升至沸點(diǎn)。
（2）加熱后的鹵水經(jīng)過除氣器，清除水里的不溶所體，如氧氣和二氧化碳。
（3）新進(jìn)鹵水進(jìn)入深縮器底槽，與在濃縮器內(nèi)部循環(huán)的鹵水混合，然后被泵輸送到換熱器管束頂部水箱。
（4）鹵水通過裝置，在換熱管頂部的鹵水分布件流入管內(nèi)，均勻地分布在管子的內(nèi)壁上，呈薄膜狀，受地引力下降至底槽。部分鹵水沿管壁下降時(shí)，吸收管外蒸汽所釋放的熱能而蒸發(fā)了，蒸汽和未蒸發(fā)的鹵水一起下降至底槽。
（5）底槽內(nèi)的蒸汽經(jīng)過除霧器進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮蒸汽進(jìn)入濃縮器。
（6）壓縮蒸汽的潛熱傳過換熱管壁，對沿著管內(nèi)壁下降的溫度較低的鹵水膜加熱，使部分鹵水蒸發(fā)，壓縮蒸汽釋放潛熱時(shí)，在換熱管外壁上冷凝成蒸餾水。
（7）蒸餾水沿管壁下降，在濃縮器底部積聚后，被泵經(jīng)換熱器，進(jìn)儲存罐待用。蒸餾水流經(jīng)換熱器時(shí)，對新流入的鹵水加熱。
（8）底槽內(nèi)部分鹵水被排放，以控制濃縮器內(nèi)鹵水的濃度。
2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。
如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。應(yīng)用“晶種法“技術(shù)的蒸發(fā)器，也稱作“鹵水濃縮器”(BrineConcentrator)。經(jīng)鹵水濃縮器處理后排放的濃縮廢水，TDS含量可高達(dá)300,000pp，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。
延伸閱讀：
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電鍍園區(qū)廢水零排放工藝技術(shù)研究及應(yīng)用
“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?/p>
廢水開始蒸發(fā)時(shí)，水里開始結(jié)晶的鈣和硫酸鈣離子含量達(dá)到適當(dāng)水平。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，除了在濃縮器啟動時(shí)有可能添加“晶種外”，正常運(yùn)作時(shí)不需再添晶種。
3混全鹽結(jié)晶技術(shù)
3.1、混全鹽結(jié)晶技術(shù)的應(yīng)用
鹵水濃縮器可回收鹵水里95%至98%的水份，剩余的濃縮鹵水殘液，含有大量的可溶固體。在有些地區(qū)，鹵水殘液被送往蒸發(fā)池自然蒸發(fā)，或作深井壓注處理。但很多地區(qū)，為了防止?jié)饪s鹵水排放蒸發(fā)池或作深井壓注處理后滲出，對水源造成二次污染，必須作“零排入”處理。如殘液的流量很小，則可用干燥器把殘淮干燥成固體，收集后送堆場填埋；如殘液量較大，用結(jié)晶器把殘液里的可溶固體給晶后收集填埋，是更經(jīng)濟(jì)的處理方法。
一般生產(chǎn)性化工結(jié)晶程序，如氯化鈉、硫酸鈉等化工商品的生產(chǎn)，僅需要處理一種鹽類的結(jié)晶，這類單鹽鹵水的結(jié)晶工藝，比較容易掌握，但工業(yè)污水里所含的的鹽份，種類繁雜，甚至含有兩種鹽份組成的復(fù)鹽。有多種鹽類并存的鹵水會在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生泡沫和具有極強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)多種不同鹽類的存在，會造成鹵水不同的沸點(diǎn)升高。不同成度的結(jié)垢，對設(shè)備的換熱系數(shù)產(chǎn)生不同程度的影響。
3.2、混全鹽結(jié)晶技術(shù)的設(shè)備與工藝流程
用作混合鹽結(jié)晶的結(jié)晶器，可用蒸汽驅(qū)動，也可用電動蒸汽壓縮機(jī)驅(qū)動，后者是能效較高的系統(tǒng)。
強(qiáng)制循壓縮蒸汽結(jié)晶器：強(qiáng)制循環(huán)壓縮蒸汽結(jié)晶器是熱效率最高的結(jié)晶系統(tǒng)，系統(tǒng)所需的熱能，由一臺電動蒸汽壓縮機(jī)提供。它的主要工作程序如下：
（1）待處理濃鹵水被泵進(jìn)結(jié)晶器。
（2）和正在循環(huán)中的鹵水混合，然后進(jìn)入殼管式換熱器。因換熱器管子注滿水，鹵水在加壓狀態(tài)下不會沸騰并抑止管內(nèi)結(jié)垢。
（3）循環(huán)中的鹵水以特定角度進(jìn)入蒸汽體，產(chǎn)生渦旋，小部鹵水被蒸發(fā)。
（4）水分被蒸發(fā)時(shí)，鹵水內(nèi)產(chǎn)生晶體。
（5）大部鹵水被循環(huán)至加熱器，小股水流被抽送至離心機(jī)或過濾器，把晶體分離。
（6）蒸汽經(jīng)過除霧器，把附有的顆粒清除。
（7）蒸器經(jīng)壓縮機(jī)加壓，壓縮蒸汽在加熱器的換熱管外殼上冷凝成蒸餾水，同時(shí)釋放潛熱把管內(nèi)的鹵水加熱。
（8）蒸餾水收集后，供廠內(nèi)需要高質(zhì)蒸餾水的工藝流程使用，在某些條件下，結(jié)晶器產(chǎn)生的晶體，是很高商業(yè)價(jià)值的化工產(chǎn)品。
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