高能環境廢水零排放工藝-熱法分鹽

日期:2022/4/28 / 人氣: / 來源:派尼爾環保

在環保壓力日益嚴峻的今日,傳統三廢之一的廢水無害化處理顯得尤為重要,零排放作為廢水處理的終極目標,一直是所有工程與技術人員孜孜不倦研究的方向。

想要實現廢水的零排放,分鹽蒸發結晶是避不開的重要技術手段。


分鹽手段主要有兩種,分別是膜法分鹽熱法分鹽。


膜法分鹽即利用納濾膜的選擇透過性進行分離,在此不做過多贅述。


熱法分鹽則是利用無機鹽在水中不同溫度下溶解度的不同,結合水鹽體系相圖,將廢水中的無機鹽分別結晶出來。

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純二元體系NaCl與Na2SO4的溶解度曲線

分鹽原理

以實際工程項目最多的零排放鹽硝分鹽系統為例。


純二元水鹽體系中,NaCl在水中的溶解度隨溫度變化較小,而Na2SO4的溶解度隨溫度變化較大。


在NaCl-Na2SO4-H2O組成的三元體系中,NaCl與Na2SO4有著共同的陽離子Na+,存在同離子效應,兩種無機鹽在水中的溶解度互相影響,其溶解度均不同于單鹽在純二元體系中的溶解度。


三元體系中各鹽不同溫度下的溶解度我們可以在水鹽體系相圖中找到,即NaCl-Na2SO4-H2O三元水鹽體系相圖中的共飽點。

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三元體系中NaCl與Na2SO4的溶解度曲線

分鹽工藝

熱法分鹽采用的工藝一般為鹽硝聯產工藝蒸發+冷凍分鹽工藝


鹽硝聯產采用純蒸發工藝,單純利用NaCl與Na2SO4在不同溫度下的溶解度差異,在多效蒸發系統中通過物料的循環流動達到分別蒸發出NaCl與Na2SO4的目的。


但是鹽硝聯產工藝要求原料水中NaCl與Na2SO4的各離子組成保持恒定,所以鹽硝聯產工藝主要還是運用在地下鹵水的分鹽結晶中,廢水很難采用此工藝進行處理。


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蒸發+冷凍分鹽工藝示意圖


蒸發+冷凍分鹽工藝在廢水處理過程中應用較多。


典型工藝流程為原料廢水先蒸發結晶得到產品氯化鈉,在硫酸鈉飽和之前排出母液進行冷凍,在-5-5℃工藝條件下冷凍結晶得到芒硝,即Na2SO4·10H2O。


芒硝容易脫水溶解無法運輸保存,故得到芒硝之后需熔融結晶得到無水Na2SO4產品,冷凍之后的母液中主要物料成分為NaCl,可返回前端繼續蒸發結晶得到NaCl產品。


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鹽硝聯產分鹽工藝示意圖


熱法分鹽工藝有其優越性,蒸發及冷凍系統屬于比較成熟的化工工藝系統,其設計、運行均有多年成熟的經驗,系統運行比較穩定。熱法分鹽避免了一些膜法分鹽工藝的固有缺陷,增加了零排放分鹽工藝的多樣性,且熱法分鹽系統對原料廢水的物料組成要求相對較低,是零排放項目中非常穩定可靠的分鹽結晶工藝。根據不同工程項目的實際情況,熱法分鹽也可與膜法分鹽工藝相結合,繼而實現更好地分鹽效果。


我司承接的寧東鴛鴦湖污水處理廠擴建工程高鹽廢水處理系統EPC項目中零排放工藝部分工藝采用了自主設計的蒸發+冷凍分鹽工藝,提升了硫酸鈉產品品質的同時最大可能地提高了產品回收率,降低了系統的雜鹽率。


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鴛鴦湖氯化鈉蒸發結晶工藝流程示意圖

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鴛鴦湖芒硝冷凍結晶工藝流程示意圖


采用蒸發+冷凍分鹽工藝,使得分鹽產生的氯化鈉產品其品質符合設計標準《煤化工副產工業氯化鈉》T/CCT002-2019 中的工業干鹽二級品,產品硫酸鈉符合設計標準《煤化工副產工業硫酸鈉》T/CCT001-2019中的A類一等品,項目零排放系統的雜鹽率≤15%;


天津高能水處理平臺作為A股上市公司高能環境(603588)旗下專業水處理技術與服務平臺,已經在廢水零排放領域走出了堅實的一大步,未來將在公司使命“為人類為社會創造持久安全的環境”的指引下繼續奮斗,為環保事業做出長久積極的貢獻。

作者:管理員


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