专利名称：蒸发工艺废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种用蒸发来浓缩工艺废水的改进方法，在按本发明的方法中，一股酸性工艺液流和一股碱性工艺液流在同一蒸发器中交替蒸发。
在包括不同类污水混合物的工艺废水蒸发过程中，由于会生成很难分离的反应产物，即所谓的水垢化而引起许多问题，水垢会堵塞蒸发器，这样就需要频繁停车，对蒸发器进行化学和机械清洗。
来自漂白车间的含木素纤维素的酸性和碱性废水的蒸发方法是早就知道的，其中酸性和碱性废水是在不同的蒸发器中蒸发。采用该方法，可避免混合型废水蒸发方法中存在的起泡麻烦。但该方法的缺点是需要二套水处理设备。这样就需要一套用于来自漂白车间酸性废水的蒸发器和一套用于来自漂白车间碱性废水的蒸发器。
现在本发明提供一种蒸发工艺废水的方法，该方法可减少蒸发器结垢所引起的堵塞，由此可使停机次数降至最低，并能够减少所需水处理设备的数量。另外，该方法本身也很简单。
因此，本发明涉及一种蒸发工艺废水的方法，工艺废水包括至少一股酸性工艺液流和一股碱性工艺液流，将它们在同一蒸发器中交替蒸发，这样当浓缩后一种工艺液流时，前一种工艺液流蒸发时产生的沉淀就会在蒸发器中溶解，因此，将一股酸性和一股碱性工艺液流分别交替地供给蒸发器，蒸发器中的工艺条件在碱性和酸性状态交替变化。
采用按本发明的方法，很难分离的沉淀可由蒸发器中洗除，最大程度地减少了清洗蒸发器所需的停机次数，也使得水处理设备更少更经济。通过对酸性废水和碱性废水在蒸发器中交替处理，可使在各处理阶段分别产生的沉淀在蒸发器中溶解，由于混合和浓缩过程包含有化学反应，特别是由于有pH值变化，因而也就不再有溶解度限制的问题。因此，当转换成酸性条件时，蒸发器中碱性条件下析出的沉淀就会溶解，反之亦然。
欲蒸发的工艺废水可来自工业生产过程中，也可以例如是来自漂白车间的含木素纤维素的废水。在大多数这样的情况中，只有酸性或碱性废水可以回收，并从生产过程中排出。但是按本发明的方法能够达到非常接近漂白车间的情况，而不管漂白是采用二氧化氯(ECF)或是一个完全无氯的漂白方法(TCF)。因此，按本发明的方法能够蒸发含氯化物和/或氯酸盐的盐类成分的废水。
进行浓缩处理的工艺废水量，以一个漂白车间为例，可在50m3/吨纸浆，或更少一些的规模。
按照本发明，术语“碱性条件”的意思是pH值大于7，较适合的pH值范围约在7到12。术语“酸性条件”的意思是pH值低于7，较合适的pH值范围约在2到7。
在进行蒸发之前，含有机或无机、不溶解和/或溶解性物质的工艺废水要在初步清洗处理过程中进行适当的分离和处理。颗粒物质例如纤维、树脂、木质素、草酸盐和硫酸盐在浓缩处理时会带来问题，因而都要从废水中除去。可采用适当的分离方法除去颗粒物质，例如沉淀、过滤、离心过滤、浮选、膜过滤、超滤法或其它机械、化学或二者结合的分离方法，例如，可溶性物质可用加入调节pH的化学配位剂的方法处理和沉淀。
在工艺废水任选进行初步清洗处理后，该溶液至少经过一个通过蒸发进行浓缩的步骤。在按本发明的方法中，蒸发过程适合在一个有循环的降膜蒸发器中进行，优选地降膜蒸发器根据机械蒸汽压缩的原理工作，因而除了风机、泵和其它处理设备所需的能量外，一般不需要由外界给蒸发器提供能量，能量的消耗非常低。先有技术的蒸发器的传热部件是金属材料制成的，按照本发明，可采取一种新的原理，按照该原理，传热部件部分是由薄软片制成的，至少有一个表面是由塑料构成，并且最好是做成袋子形状，其厚度约为100μm或更少。薄片的厚度最好不超过50μm，最优选的厚度是不超过30μm。薄片可以有最小厚度为20μm，较适用的为15μm。一种适宜的薄片材料例如是由塑料混合物构成，包括填料、一种塑料共聚物、混合有碳纤维的塑料或如聚乙烯类的塑料，塑料传热部件具有高防腐性，重量低和价格低。
现在参看附图来说明实施本发明的一种可能方式，其中
图1示出一种适用于实施本发明方法的蒸发器的例子。
因此，图1是一个蒸发器的示意图，工艺废水(1)被送到蒸发器的上部，该处有一个分配器(2)将溶液均匀分布，使其在袋结构的外部(3)流下，任何形成的蒸汽(4)，借助一个风机(5)，循环至袋结构的内部(6)，在冷凝成液体的同时放出热量，在袋结构外部中的不蒸发液体(7)在系统中循环(8)，形成的冷凝液(9)被送至冷凝液清洗步骤，提浓液被引出进行进一步浓缩。
蒸发的程度可在约0.5％到15％干固体的范围内，较适宜的蒸发程度至少约为1％干固体，较好的至少约为3％干固体，最好至少为5％干固体。可以通过逐步蒸发达到较高的浓度，例如在最后一步时达到至少约15％干固体的浓度。
蒸发器中浓缩的废水包括盐类，基本是草酸盐和硫酸盐，它们可在蒸发处理时沉淀并沉积在机器上，沉积物在传热表面累积的情况特别麻烦，因为它们会减少蒸发器中的传热和流型，可通过在蒸发器中分别交替处理酸性和碱性废水，使得沉积物(所谓的水垢或沉淀)洗掉的方法，而避免这些问题。
酸性工艺液流例如可以具有下列组成0-2.5g/l Na+，0-2g/lCl-，0-0.5g/l ClO3-，以及其它阴离子，例如SO42-。碱性工艺液流例如可具有如下组成0-5g/l Na+，0-2g/l Cl-，0-0.5g/l ClO3-，以及其它阴离子如OH-，HCO32-，CO32-和SO42-。两种生产液流也可含有阳离子Ca和Ba，此外还有大量的有机阴离子存在。
在本发明的一个实施方案中，第一步先蒸发酸性废水，在另一个实施方案中，第一步先蒸发碱性废水。
在一个优选的实施方案中，由蒸发器浓缩的溶液还要在另一个浓缩步骤中处理，例如可在一个浓缩器中蒸发或浓缩来实施这一步骤，也可采用一种适宜的先有技术的蒸发方法，例如，在平板式热交换器或一个结晶器中蒸发。
浓缩过程适合进行到至少约20％干固体，较好的至少达30％干固体，最优选的是达到50％干固体，该最高值并不是个临界值，主要是由于生产技术而使然。
在蒸发和浓缩后，酸性和碱性液体被适当地混合。混合后，沉淀物，特别是草酸盐用适当的方法除去。沉淀可用适当的分离方法除去，例如沉淀、过滤、离心过滤、浮选、膜过滤、超滤法，或者其它机械、化学或二者结合的方法。例如，可加入调节pH的化学配位剂来处理和沉淀可溶性物质，再将与沉淀分离的溶液进一步浓缩。
在蒸发和/或进一步浓缩后，浓缩液被引出去燃烧和/或用电渗析处理。
在一个满容量(full-size)生产中，可以并联一个或多个蒸发器和浓缩器，安排成便于交替处理酸性和碱性废水的排布。
本发明并不局限在上述实施方案的范围内，在说明和所附的权利要求书中，数值中的％和份数均为重量比，除非另外注明。
权利要求
1.一种在一个蒸发器中浓缩工艺废水的方法，该工艺废水包括至少一股酸性工艺液流和一股碱性工艺液流，该方法的特征在于酸性工艺液流和碱性工艺液流在同一蒸发器中交替浓缩，当后一股生产液流被浓缩时，蒸发相关的前一股液流所产生的沉淀可在蒸发器中溶解。
2.权利要求1的方法，其特征在于用蒸发的方法进行进一步浓缩。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于蒸发后将工艺液流混合。
4.权利要求3的方法，其特征在于工艺液流混合后分离固体沉淀。
5.前面权利要求任一项的方法，其特征在于来自漂白车间的含木素纤维素废水被蒸发。
6.前面权利要求任一项的方法，其特征在于酸性工艺液流包含有含氯化物和/或含氯酸盐的盐类。
7.前面权利要求任一项的方法，其特征在于工艺液流在蒸发前要经过初步清洗处理。
8.前面权利要求任一项的方法，其特征在于蒸发是在一个有循环的降膜蒸发器中进行的。
9.前面权利要求任一项的方法，其特征在于蒸发程度可达到至少约5％重量的干固体。
10.前面权利要求任一项的方法，其特征在于一股酸性工艺液流在第一级中进行蒸发。
全文摘要
在包括不同类废水混合物的工艺废水蒸发过程中，由于会生成很难分离的反应产物，即所谓的水垢而引起许多问题，这些水垢会堵塞蒸发器，因而需要频繁停机，对蒸发器进行化学和机械清洗，本发明涉及一种用蒸发方法浓缩工艺废水的改进方法，在该方法中，将一股酸性工艺液流和一股碱性工艺液流在同一蒸发器中交替蒸发，采用本方法，很难分离的沉淀可在有关的蒸发过程中在蒸发器中溶解，由此可最大程度地避免由于需清洗蒸发器而造成的停机，同时所需的水处理设备也更少更便宜。
文档编号B01D1/00GK1149553SQ96102290
公开日1997年5月14日 申请日期1996年6月14日 优先权日1995年6月16日
发明者H·约翰逊 申请人:埃卡·诺贝尔公司