专利名称：一种废水蒸发浓缩工艺及装置系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废水蒸发浓缩工艺及装置系统，属于污水处理技术领域。
背景技术：
目前常用的对高浓度工业废水和/或脱硫废水的后续深度处理方法为(一)晶 种法此工艺是在蒸发器盐水循环过程中投加建立和维持硫酸钙结晶的晶核浆液，在盐水 浓缩器完成大部分水的蒸发，盐水浓缩器排放大约20% TDS的盐水，这些盐水在结晶器内 进一步浓缩、蒸发，将盐水浓缩成相当稠重的结晶浆液和母液(约50%总固形物)。结晶浆 液和母液进入干燥雾化室干燥，最后以干粉形式收集后送至处置场掩埋。(二)反渗透浓缩 法根据脱硫废水水质特点，在去除水中颗粒、硬度后，可通过反渗透系统对脱硫废水进一 步浓缩，从而降低一定废水水量。该系统先加入碱液，调整废水PH值，通过系列氧化还原反 应将废水的重金属污染物转化为铵化物，投加絮凝剂使废水中的大部分悬浮物沉淀下来， 通过澄清池(斜板沉淀池)予以去除，澄清后废水进入细砂过滤器、软化器，再经加酸调节 后进入反渗透系统。晶种法对于一股行业或常规水系统中钙离子、硫酸根离子二者之和或者二者之一 含量比较低的废水处理效果还不错，清理周期还可以接受，但对于已经是过饱和体系的脱 硫废水，在进预热器时因为温升相变很快就会产生结垢，一旦形成结垢，会非常难以清洗， 影响设备的运行和使用寿命。反渗透浓缩法需对RO进水进行预处理，包括浊度、结垢物质、COD等，系统较为复 杂；回收水水质不如晶种法，且废水不能完全回收，需要向周边环境或污水收集体系中排放 大量的污水，如排入现有污水收集系统，将加大后续污水处理的难度和费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废水蒸发浓缩工艺及装置系统。本发明采用机械蒸 汽再压缩循环蒸发+三效混流强制循环蒸发结晶工艺对废水进行蒸发浓缩后，无须向地面 水域排放废水，废水最终以蒸汽的形式排出，或以污泥等形式封闭、填埋处理，可实现废水 零排放的目的。本发明的技术方案一种废水蒸发浓缩工艺待处理废水软化后进入机械蒸汽再 压缩循环蒸发系统、即MVR系统进行蒸发浓缩，产生的二次蒸汽经压缩后进入蒸发器循环 利用，浓缩液进入三效混流强制循环蒸发结晶系统进行蒸发结晶，结晶后的浓缩液和晶体 颗粒进行固液离心分离，分离后的母液返回原液池或连续进入循环蒸发结晶系统中继续蒸 发结晶，分离后的结晶体进行回收；蒸发结晶产生的二次蒸汽循环回用于蒸发结晶系统中。更具体的废水蒸发浓缩工艺待处理废水软化后打入MVR系统的预热器进行预 热，再进入蒸发器，打入鲜蒸汽对废水进行预蒸发，产生的浓缩液和二次蒸汽进入分离器进 行汽液分离，分离出来的二次蒸汽经压缩后打入蒸发器循环利用；分离后的浓缩液进入三 效强制循环蒸发结晶系统以混流蒸发方式进行蒸发结晶，结晶后的浓缩液和晶体颗粒排至离心机进行固液离心分离，分离后的母液返回原液池或连续进入循环蒸发结晶系统中继续 蒸发结晶，分离后的结晶体进行回收；蒸发结晶产生的二次蒸汽循环回用于蒸发结晶系统 中。前述工艺中，软化后的废水进入MVR系统之前先按25g/t加入阻垢剂，按3_5g/t 加入消泡剂。前述工艺中，经MVR系统蒸发后的浓缩液依次经过第二效、第一效、第三效强制循 环蒸发结晶系统，第一效蒸发结晶后分离出硫酸钠结晶体，第三效蒸发结晶后分离出氯化 钠结晶体；末效蒸发结晶后产生的二次蒸汽进入冷凝器中冷凝。前述工艺中，蒸发器中的蒸发温度为90°C ；第一效、第二效、第三效强制循环蒸发 结晶系统中的蒸发温度依次为100°C、80°C、55°C。前述的整个工艺过程通过可编程控制器PLC软件来控制，所有的输出、输入信号 以及系统的操作均由配套的计算机完成。前述废水蒸发浓缩工艺所采用的装置系统为包括机械蒸汽再压缩循环蒸发系统 和三效混流强制循环蒸发结晶系统；所述机械蒸汽再压缩循环蒸发系统包括预热器、蒸发 器、分离器、蒸汽压缩机和相应的泵、管道、阀门；三效混流强制循环蒸发结晶系统包括强制 循环换热器、强制循环分离器和相应的泵、管道、阀门。前述的废水蒸发浓缩装置系统还包括控制系统，其硬件采用施耐德QUANTUM系 列，监控软件采用施耐德Vijeo Citect服务器版标准产品。前述三效混流强制循环蒸发结晶系统还包括晶浆离心机、结晶体收集器和强制蒸 馏换热器。前述机械蒸汽再压缩循环蒸发系统还包括调节罐、缓冲罐和进料泵；所述预热器 采用板式换热器；所述蒸发器为一效两体降膜蒸发器(这种蒸发器采用立式设计，占地面 积比传统的多效蒸发器要小，结构紧凑，使用的钛材也比传统蒸发器要少，而且能保证蒸发 器的蒸发效果和使用寿命)；所述分离器为一效两体降膜分离器。前述蒸发器的加热管及管板、分离器、结晶器均使用TAlO材质，加热器、分离器和 结晶器外带IOOmm保温层，外表面涂有防锈漆。所用加热器可以使蒸汽均勻地分布到每一 根列管式加热管的外壁，使生蒸汽通过加热管与被加热物料充分地接触换热，整个加热器 温度平衡，这是使蒸发器高效运行的最关键点。前述蒸发器的加热室设有多个蒸汽进入通道，避免了高速蒸汽流对加热管的冲
击ο前述蒸发器的加热管和分离室及结晶器的内表面经镜面抛光处理过，无死角，使 结晶体从溶液中容易析出并分离，更使得在连续或间歇工作时结晶体不易堵塞出料口，保 证设备长期平稳运行。前述各分离器内及二次蒸汽出口设置有折流式、旋流式并连的曲折通道除雾装 置。该装置有效地防止了泡沫夹带料液现象，大大降低了冷凝水中含低沸点有机物(COD) 的量，延长了设备的使用寿命，可确保设备正常运行。前述的蒸汽压缩机采用原装进口，并带原装进口的马达和变频器；其与物料接触 部分采用TAlO材质、DN30mm的钛管，管厚为1. 2mm ；以保证其足够的强度和换热效果。从降 膜分离器出来的二次蒸汽通过蒸汽压缩机的压缩升温，再进入蒸发器加热物料，达到循环利用二次蒸汽的目的，从而也节省了能源。前述的泵采用2MSM0、1. 4529 (UNS N08926)或AL-6XN材质，管道、阀门采用钛材质。前述所有的泵均配有备用泵，并带自动切换系统。如有泵不能正常工作时，系统可 自动切换到备用泵上，保证系统的正常稳定连续运行。以下是本发明蒸发浓缩系统的工艺选择过程表1蒸发浓缩系统设计进水水质及水量
序号项目单位参数1流量m3/h202pH6-83温度。c304SSmg/L< 55浊度NTU6CODmg/L< 57铁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
权利要求
1.一种废水蒸发浓缩工艺，其特征在于待处理废水软化后进入机械蒸汽再压缩循环 蒸发系统、即MVR系统进行蒸发浓缩，产生的二次蒸汽经压缩后进入蒸发器循环利用，浓缩 液进入三效混流强制循环蒸发结晶系统进行蒸发结晶，结晶后的浓缩液和晶体颗粒进行固 液离心分离，分离后的母液返回原液池或连续进入循环蒸发结晶系统中继续蒸发结晶，分 离后的结晶体进行回收；蒸发结晶产生的二次蒸汽循环回用于蒸发结晶系统中。
2.根据权利要求1所述的废水蒸发浓缩工艺，其特征在于待处理废水软化后打入MVR 系统的预热器(1)进行预热，再进入蒸发器O)，打入鲜蒸汽对废水进行预蒸发，产生的浓 缩液和二次蒸汽进入分离器C3)进行汽液分离，分离出来的二次蒸汽经压缩后打入蒸发器 (2)循环利用；分离后的浓缩液进入三效强制循环蒸发结晶系统以混流蒸发方式进行蒸发 结晶，结晶后的浓缩液和晶体颗粒排至离心机进行固液离心分离，分离后的母液返回原液 池或连续进入循环蒸发结晶系统中继续蒸发结晶，分离后的结晶体进行回收；蒸发结晶产 生的二次蒸汽循环回用于蒸发结晶系统中。
3.根据权利要求1或2所述的废水蒸发浓缩工艺，其特征在于软化后的废水进入MVR 系统之前先按25g/t加入阻垢剂，按3-5g/t加入消泡剂。
4.根据权利要求2所述的废水蒸发浓缩工艺，其特征在于经MVR系统蒸发后的浓缩 液依次经过第二效、第一效、第三效强制循环蒸发结晶系统，第一效蒸发结晶后分离出硫酸 钠结晶体，第三效蒸发结晶后分离出氯化钠结晶体；末效蒸发结晶后产生的二次蒸汽进入 冷凝器(1 中冷凝。
5.根据权利要求2或4所述的废水蒸发浓缩工艺，其特征在于蒸发器中的蒸发温度 为90°C ；第一效、第二效、第三效强制循环蒸发结晶系统中的蒸发温度依次为100°C、8(TC、 55 °C。
6.根据权利要求5所述的废水蒸发浓缩工艺，其特征在于整个工艺过程通过可编程 控制器PLC软件来控制，所有的输出、输入信号以及系统的操作均由配套的计算机完成。
7.如权利要求1所述废水蒸发浓缩工艺所采用的装置系统，其特征在于包括机械蒸 汽再压缩循环蒸发系统和三效混流强制循环蒸发结晶系统；所述机械蒸汽再压缩循环蒸发 系统包括预热器(1)、蒸发器O)、分离器(3)、蒸汽压缩机(4)和相应的泵、管道、阀门；三 效混流强制循环蒸发结晶系统包括强制循环换热器(5、7、9)、强制循环分离器(6、8、10)和 相应的泵、管道、阀门。
8.根据权利要求7所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于还包括控制系统，其硬 件采用施耐德QUANTUM系列，监控软件采用施耐德Vijeo Citect服务器版标准产品。
9.根据权利要求7所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于所述三效混流强制 循环蒸发结晶系统还包括晶浆离心机00、21)、结晶体收集器(11、12)和强制蒸馏换热器 (22)。
10.根据权利要求7所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于所述机械蒸汽再压缩 循环蒸发系统还包括调节罐(14)、缓冲罐(1 和进料泵(16)；所述预热器采用板式换热器 (17)；所述蒸发器为一效两体降膜蒸发器(18)；所述分离器为一效两体降膜分离器(19)。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于所述 蒸发器的加热管及管板、分离器、结晶器均使用TAlO材质，加热器、分离器和结晶器外带 IOOmm保温层，外表面涂有防锈漆。
12.根据权利要求11所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于蒸发器的加热室设 有多个蒸汽进入通道。
13.根据权利要求11所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于加热管和分离室及 结晶器的内表面经镜面抛光处理过，无死角。
14.根据权利要求7-10中任一项所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于各分离 器内及二次蒸汽出口设置有折流式、旋流式并连的曲折通道除雾装置。
15.根据权利要求7-10中任一项所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于所述蒸 汽压缩机采用原装进口，并带原装进口的马达和变频器；其与物料接触部分采用TAlO材 质、DN30mm的钛管，管厚为1. 2mm。
16.根据权利要求7-10中任一项所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于所述的 泵采用2MSM0、1. 4529 (UNS N08926)或AL-6XN材质，管道、阀门采用钛材质。
17.根据权利要求16所述的废水蒸发浓缩装置系统，其特征在于所有的泵均配有备 用泵，并带自动切换系统。
全文摘要
本发明公开了一种废水蒸发浓缩工艺及装置系统，待处理废水软化后进入MVR系统进行蒸发浓缩，产生的二次蒸汽经压缩后进入蒸发器循环利用，浓缩液进入三效混流强制循环蒸发结晶系统进行蒸发结晶，结晶后的浓缩液和晶体颗粒进行固液离心分离，分离后的母液返回原液池或继续蒸发结晶，分离后的结晶体进行回收；蒸发结晶产生的二次蒸汽循环回用于蒸发结晶系统中。本发明采用机械蒸汽再压缩循环蒸发+三效混流强制循环蒸发结晶的工艺对废水进行蒸发浓缩后，无须向地面水域排放废水，废水最终以蒸汽的形式排出，或以污泥等形式封闭、填埋处理，可实现废水零排放的目的；而且该工艺系统的热效率高，能耗低，节省能源，大大降低了运行成本，温差小，低腐蚀，不易结垢，设备使用寿命长。
文档编号C01D3/04GK102070272SQ201010576550
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者张雪杰, 沈明忠, 陈欣, 韩买良 申请人:中国华电工程(集团)有限公司, 华电水处理技术工程有限公司