亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        煤化工廢水濃縮技術(shù)的應(yīng)用

        2021-05-07 07:45:52羅云簫李洋焦志堅(jiān)賈東
        現(xiàn)代鹽化工 2021年1期

        羅云簫 李洋 焦志堅(jiān) 賈東

        摘 要:通過(guò)介紹膜法濃縮、蒸發(fā)濃縮以及載氣萃取這3種常用的濃縮技術(shù),分析其在處理煤化工高鹽濃水中的優(yōu)劣,并提出根據(jù)廢水水質(zhì)選擇一系列濃縮工藝組合,通過(guò)分級(jí)濃縮,充分利用系統(tǒng)內(nèi)能量,將廢水濃縮至飽和狀態(tài),減輕后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶處理壓力,同時(shí)為煤化工高鹽廢水“零排放”戰(zhàn)略提供一定的理論指導(dǎo)。

        關(guān)鍵詞:煤化工廢水;減量濃縮;能量回收;零排放

        我國(guó)是一個(gè)“富煤、貧油、少氣”的煤炭資源大國(guó)[1],因此發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行。然而,煤化工產(chǎn)業(yè)耗水量高、含鹽量高、廢水處理難度大,加上近年隨著我國(guó)頒布《中國(guó)節(jié)水技術(shù)政策大綱》,對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高。為了實(shí)現(xiàn)煤化工工業(yè)廢水“零排放”,必須提高廢水濃縮倍率。煤化工廢水水質(zhì)受工藝影響較大,特點(diǎn)是化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)和氨氮含量高[2]。經(jīng)生化處理的氣化廢水,煤制烯烴、甲醇等化工污水以及循環(huán)水站排水合并為煤化工含鹽廢水,特點(diǎn)是固體懸浮物(Suspended Solids,SS)和總?cè)芙夤腆w(Total Dissolved Solids,TDS)質(zhì)量濃度較高[3](見(jiàn)表1)。

        蒸發(fā)結(jié)晶可以分離鹽和水,最終實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”[4]。煤化工高鹽廢水中含有可回收的氯化鈉、硫酸鈉等鹽分,如果不對(duì)這些鹽分進(jìn)行處理,不但會(huì)產(chǎn)生極難處理的高濃度廢水,還會(huì)影響回用水的產(chǎn)品質(zhì)量。但是因煤化工含鹽廢水水量大、蒸發(fā)規(guī)模大、處理量大及能耗高等問(wèn)題,廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶之前,應(yīng)盡可能將其減量濃縮。在濃縮過(guò)程中,由于濃水TDS的不斷增長(zhǎng),適用的濃縮技術(shù)也在不斷改變。

        1 ? ?煤化工廢水濃縮階段預(yù)處理

        煤化工廢水在濃縮前,由于自來(lái)水中的鈣、鎂離子含量較高,總硬度過(guò)高導(dǎo)致水體結(jié)垢傾向嚴(yán)重,造成膜孔阻塞[5],在進(jìn)入膜處理濃縮前,通常需要增加一段預(yù)處理過(guò)程,將廢水硬度控制在10 mg/L以下。

        2 ? ?膜濃縮技術(shù)

        反滲透裝置由于占地面積小、能耗低、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤化工廢水處理工藝中[6]。但是由于反滲透膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高,通常在反滲透膜進(jìn)水前增加超濾、保安過(guò)濾器和自清洗過(guò)濾器等膜保護(hù)設(shè)備,截留微細(xì)顆粒物質(zhì),避免濾膜被大顆粒物質(zhì)堵塞或劃傷。近年來(lái),隨著反滲透技術(shù)的迅速發(fā)展,膜濃縮設(shè)備被分為反滲透和高壓反滲透兩大類。

        2.1 ?反滲透

        對(duì)含鹽廢水施以外界推力克服其滲透壓,使水分子通過(guò)膜,達(dá)到分離、提純、濃縮目的的逆向滲透過(guò)程即為反滲透[7]。在煤化工廢水處理工藝中,反滲透膜通常選用抗污染苦咸水淡化膜和海水淡化膜兩種規(guī)格,可將濃鹽水濃縮5倍以上,濃鹽水經(jīng)濃縮后實(shí)現(xiàn)了減量化,濃水TDS一般在50 000 mg/L左右,系統(tǒng)脫鹽率≥98%,回收率≥80%;反滲透的產(chǎn)水已經(jīng)能達(dá)到初級(jí)再生水水質(zhì)指標(biāo)。

        2.2 ?高壓反滲透

        由于普通反滲透膜運(yùn)行時(shí)所能承受的壓力一般為 ?25~40 bar,為了進(jìn)一步提高濃水的含鹽量,增大濃縮倍率,降低后續(xù)蒸發(fā)單元的處理壓力,提高整個(gè)零排放系統(tǒng)的效率,必須加強(qiáng)相應(yīng)膜組的進(jìn)水壓力。近年來(lái),不少水處理行業(yè)選用超高壓卷式反滲透膜組合,碟管式反滲透(Disc Tube Reverse Osmosis,DTRO)是專門處理高濃度污水的膜組件,最大耐受壓力可達(dá)120 bar,高壓反滲透系統(tǒng)回收率≥50%,脫鹽率≥98%,鹽分濃縮在100 000~180 000 mg/L。

        高從堦等[8]研發(fā)了新型的“納濾-反滲透海水淡化組合”海水淡化工藝,回收率在60%以上,解決了海水淡化過(guò)程中反滲透回收率低的問(wèn)題。陳旸[9]對(duì)基于高壓反滲透方式的船用海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究并建立數(shù)學(xué)模型,得到影響系統(tǒng)的因素為原水濁度、等效高度差(即膜組壓降)、控制閥開度,并且證實(shí)產(chǎn)水流量加速曲線是正當(dāng)收斂的,在14 s時(shí),系統(tǒng)產(chǎn)水最終達(dá)到穩(wěn)定。楊芳軍等[10]采用高效反滲透技術(shù)(High Efficiency Reverse Osmosis,HERO)將煤化工濃鹽水TDS濃縮至60 000 mg/L,同時(shí)HERO的進(jìn)水pH調(diào)至10以上,提高了硅的結(jié)垢極限,避免了微生物和有機(jī)物黏附于膜上。

        3 ? ?蒸發(fā)濃縮技術(shù)

        混凝沉淀技術(shù)不能解決鹽分的問(wèn)題,膜分離技術(shù)也只能實(shí)現(xiàn)大部分水回用,濃水的TDS遠(yuǎn)低于飽和濃度[11],但膜濃縮技術(shù)受到壓力等因素限制,已經(jīng)不能滿足結(jié)晶要求。蒸發(fā)濃縮技術(shù)由于對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求低、傳熱效率高、濃縮倍數(shù)大等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于高鹽度水處理行業(yè)中。

        蒸發(fā)結(jié)晶能耗高、處理量小,為了降低運(yùn)行成本,蒸發(fā)過(guò)程中的節(jié)能顯得尤為重要。在蒸發(fā)過(guò)程中合理分配熱能,使其滿足系統(tǒng)內(nèi)各結(jié)晶裝置能耗需求,以下3種節(jié)能技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。

        3.1 ?多效蒸發(fā)技術(shù)

        所謂多效蒸發(fā)(Multiple Effect Distillation,MED),即生蒸氣進(jìn)入第一效蒸發(fā)器第一次使用后,排出的二次蒸氣不進(jìn)入冷凝器冷凝,而是作為二效蒸發(fā)結(jié)晶器的熱源再次利用,達(dá)到節(jié)能的目的。MED技術(shù)可將系統(tǒng)加熱蒸氣利用率提升至50%[12]。

        由第一效蒸發(fā)器允許進(jìn)入的最高蒸氣溫度減去最后一效蒸發(fā)器的最低沸點(diǎn)溫度,即MED系統(tǒng)的總溫差。在總溫差范圍內(nèi),隨著蒸發(fā)器效數(shù)的增多,每一效之間的溫差減小。為了保證蒸發(fā)量,各效的加熱面積必須相應(yīng)地?cái)U(kuò)大,而煤化工濃水中大量氯離子的存在,使設(shè)備選型時(shí)都使用耐腐蝕的超級(jí)碳鋼材料,擴(kuò)大換熱面積會(huì)使投資費(fèi)用大幅度增多。

        3.2 ?熱力蒸氣再壓縮技術(shù)

        熱力蒸氣再壓縮技術(shù)(Thermal Vapour Recompression,TVR)主要是使壓力較高的生蒸氣在蒸氣噴射器中高速流動(dòng)形成負(fù)壓,利用蒸氣的黏性和湍流效應(yīng),將蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸氣吸入[13],將兩股不同壓力的蒸氣混合(一般生蒸氣和二次蒸氣的混合比例為1.0∶1.0~1.0∶1.2,發(fā)生能量交換后,形成一種壓力居中的混合蒸氣,實(shí)現(xiàn)二次蒸氣再利用。

        TVR技術(shù)采用蒸氣噴射器,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有效、沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件、造價(jià)低廉、方便維護(hù)。但噴射器在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)產(chǎn)生的噪聲大、引射率低、增壓比不高,并且產(chǎn)生的動(dòng)力蒸氣只能利用在下一效蒸發(fā)器中,或者被送入冷凝器中作為殘余蒸氣,不能回到原系統(tǒng)中。

        3.3 ?機(jī)械蒸氣再壓縮技術(shù)

        機(jī)械蒸氣再壓縮技術(shù)(Mechanical Vapor Recom-pression,MVR)的基本原理是將蒸發(fā)器排出的二次蒸氣經(jīng)過(guò)蒸氣壓縮機(jī)壓縮,提高其飽和溫度和壓力后,再次送入蒸發(fā)器中作為熱源[14]。MVR技術(shù)使本該需要用冷凝水來(lái)冷凝的二次蒸氣潛熱得到了充分的利用,通過(guò)使用相對(duì)較少的能量,即壓縮機(jī)葉輪的機(jī)械能量被加入系統(tǒng)中,加熱二次蒸氣連續(xù)循環(huán),不需要生蒸氣作為加熱介質(zhì)。

        與TVR技術(shù)相比較,由于蒸氣噴射器只能壓縮一次二次蒸氣,剩余蒸氣的能量必須作為預(yù)熱釋放給冷凝水,而MVR技術(shù)可以減少甚至消除通過(guò)冷凝器釋放的熱量,因而蒸氣利用率更高,更加節(jié)約能源。

        莊嚴(yán)等[15]使用MED與MVR兩種蒸發(fā)技術(shù)處理高鹽有機(jī)農(nóng)藥廢水,針對(duì)COD,三效蒸發(fā)的去除效果高于MVR,但是MVR處理單位廢水能耗約為16.58 kgce/m3,MED約為60.02 kgce/m3;方健才等[16]按3 t/h的處理量處理氯化鈉廢水時(shí),MVR相對(duì)于三效蒸發(fā)器可節(jié)省69.45%的標(biāo)煤能量,相對(duì)于四效蒸發(fā)器可以節(jié)省60.72%的標(biāo)煤能量。

        4 ? ?載氣萃取技術(shù)

        載氣萃取技術(shù)(Carrier Gas Extraction,CGE)是通過(guò)空氣的增濕去濕過(guò)程實(shí)現(xiàn)廢水濃縮減量的新型脫鹽技術(shù)。不同溫度下飽和濕空氣含水量如圖1所示。當(dāng)溫度在20 ℃以上時(shí),隨著溫度升高,空氣中含水量上升趨勢(shì)迅猛;空氣與加熱的廢水直接接觸,升溫增濕將廢水中的水蒸氣帶出,使廢水濃縮減量;后由濕空氣與冷凝水直接接觸,溫度下降,濕空氣攜帶水能力下降,空氣與水分離去濕后產(chǎn)水回用,空氣排入大氣。

        圖1 ?不同溫度下飽和濕空氣含水量

        載氣萃取裝置由增濕塔和去濕塔兩大運(yùn)行設(shè)備組成,空氣在增濕塔升溫?cái)y帶水氣減量濃縮,在去濕塔冷卻氣水分離,產(chǎn)生的淡水冷凝回收并在換熱器預(yù)熱時(shí)回給到水中。與傳統(tǒng)的蒸發(fā)技術(shù)不同,載氣萃取技術(shù)所用的增濕塔與去濕塔均為直接接觸的傳熱傳質(zhì)設(shè)備,避免了結(jié)垢腐蝕對(duì)傳熱傳質(zhì)的影響[17]。同時(shí),載氣與廢水直接接觸,使?jié)饪s倍數(shù)不受滲透壓和沸點(diǎn)等廢水水質(zhì)的影響,可將廢水濃縮至飽和狀態(tài)。此外,根據(jù)空氣升溫特性,在80~90 ℃時(shí)攜帶水的能力足以滿足煤化工高鹽廢水需求,因此,加熱熱源選擇較為靈活,既可以是90 ℃左右的熱水,也可以用0.1 MPa的飽和蒸氣進(jìn)行加熱,能耗低廉。

        5 ? ?結(jié)語(yǔ)

        煤化工高鹽廢水濃縮處理是一項(xiàng)復(fù)雜的處理工程,往往需要根據(jù)水質(zhì)選擇一系列濃縮工藝組合應(yīng)用并進(jìn)行靈活的搭配,通過(guò)分級(jí)濃縮,既能讓回用水達(dá)到初級(jí)再生水水質(zhì)指標(biāo)要求,又能減少濃水水量,減輕蒸發(fā)結(jié)晶處理壓力,有效降低整體建設(shè)成本及運(yùn)營(yíng)成本,實(shí)現(xiàn)煤化工廢水零排放。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]范維唐,杜銘華.中國(guó)煤化工的現(xiàn)狀及展望[J].煤化工,2005,33(1):1-5.

        [2]牟偉騰,劉寧,盧清松,等.煤化工含鹽廢水“近零排放”技術(shù)進(jìn)展[J].煤炭加工與綜合利用,2018(6):42-48.

        [3]于海,孫繼濤,唐峰.新型煤化工廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].工業(yè)用水與廢水,2014,45(3):1-5.

        [4]朱云.蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在煤化工廢水零排放領(lǐng)域的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2018(5):70.

        [5]RENGARAJ S,YEON K H,KANG S Y,et al.Studies on adsorptive removal of Co(II),Cr(III)and Ni(II)by IRN77 cation-exchange resin[J].Journal of Hazardous Materials,2002,92(2):185-198.

        [6]郝圣楠.反滲透濃縮水處理技術(shù)研究[D].上海:華東理工大學(xué),2015.

        [7]鄭書忠.雙膜法水處理運(yùn)行故障及診斷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.

        [8]高從堦,陳益棠.納濾膜及其應(yīng)用[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2004,14(增刊1):310-316.

        [9]陳旸.基于高壓反滲透方式的船用海水淡化裝置研究[J].機(jī)電設(shè)備,2015(增刊1):49-51.

        [10]楊芳軍,閆彥龍.高效反滲透廢水處理工藝在煤化工廢水零排放中的應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2017(5):144-145.

        [11]劉天柱,張華,趙東風(fēng),等.多效蒸發(fā)技術(shù)濃縮石化企業(yè)含鹽廢水的操作方案優(yōu)化分析[J].現(xiàn)代化工,2014,34(11):140-143,145.

        [12]趙文華.多效蒸發(fā)技術(shù)在煤化工廢水工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2018(12):45-48.

        [13]陶盛洋.熱力蒸汽再壓縮機(jī)制及增壓特性研究[D].大連:大連理工大學(xué),2014.

        [14]顧承真,閔兆升,洪厚勝.機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)的性能分析[J].化工進(jìn)展,2014,33(1):30-35.

        [15]莊嚴(yán),王欲曉,張帆,等.兩種蒸發(fā)技術(shù)處理高鹽有機(jī)農(nóng)藥廢水的比較研究[J].山東化工,2019,48(4):195-196.

        [16]方健才.MVR蒸發(fā)工藝在氯化銨廢水處理中的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)分析[J].廣東化工,2012,39(8):102.

        [17]PANJA S,MOHAPATRA P K,TRIPATHI S C,et al. Liquid-liquid extraction and pertraction behavior of Am(III) and Sr(II) with diglycolamide carrier extractants[J].Journal of Membrane Science,2012,399-400(3):28-36.

        日韩精品乱码中文字幕| 精品不卡久久久久久无码人妻| 资源在线观看视频一区二区| 久久精品国产精品亚洲艾| 久久高潮少妇视频免费| 日本一区二区三区经典视频| 国模精品一区二区三区| 精品无码专区久久久水蜜桃| 日韩精品一区二区三区四区| 一区二区三区一片黄理论片| 婷婷伊人久久大香线蕉av| 欧美亚洲国产一区二区三区| 毛片24种姿势无遮无拦| 久久久久国产亚洲AV麻豆| 亚洲精品视频一区二区三区四区| 欧美性猛交aaaa片黑人| 影视先锋av资源噜噜| AⅤ无码精品视频| 国产亚洲精品一品二品| 性按摩xxxx在线观看| 欧美白人最猛性xxxxx| 久久精品亚洲中文无东京热| 日本一区二三区在线中文| 无码爽视频| 性色av 一区二区三区| 久久精品国产88久久综合| 一本色道久久亚洲av红楼| 亚洲精品无码久久久久去q| 亚洲专区欧美| 国产在线播放免费人成视频播放| 亚洲国产婷婷六月丁香| 无码人妻精品一区二区三区在线| 国产精品美女久久久久浪潮AVⅤ| 亚洲一区二区三区偷拍厕所| 免费看黄a级毛片| 国产精品丝袜在线不卡| 久久精品国产精品亚洲艾| 97人伦色伦成人免费视频| 亚洲精品456| 蜜桃视频一区二区三区| 好大好湿好硬顶到了好爽视频|