雷云
上海东硕环保科技股份有限公司上海200233
摘要：对蒸发结晶技术进行了介绍，对该技术高含盐废水治理情况进行了总结和探讨，展望了该技术在废水处理领域的发展前景。
关键词：零排放；高盐废水；蒸发结晶
随着我国的工业技术跳跃式的发展，人们的生活质量也有了非常大的提升，很多行业对水质也有了更高的要求。目前，各个国家也越来越重视对环境的保护工作，对能源方面的消耗规定要求也更高。由于我国水资源短缺问题越来越严重,所以废水综合利用和“零排放”成为环保领域中最为关注的课题之一。
一、废水零排放的含义及其意义
所谓“零排放”是指无限地减少污染物和能源排放直至为零的活动：即利用清洁生产，3R(Reduce,Reuse,Recycle)及生态产业等技术，实现对自然资源的完全循环利用，从而不给大气、水体和土壤遗留任何废弃物。废水零排放（ZDL，ZeroLiquidDischarge），是指工业水经过重复使用后产生的废水，将这部分含污染物高度浓缩（99%以上）后回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的污染物经过浓缩、结晶、分离，以固体形式排出送至垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料，处理后的水体再返回工厂进行回用。废水零排放(ZLD)系统作为一种循环经济体系，可真正实现废水零排放，不仅节省了大量的排污费用，且最大限度保护了环境，同时为企业提供高品质的产水以减少大量的工艺用水量。所谓高含盐废水，是指总含盐质量分数至少1%的废水，其来源广泛，主要集中在电力、炼油、化工、冶金、造纸、农药等行业。高含盐废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等盐类物质。虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但是若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用。主要表现为：盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；氯离子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理系统的净化效果。随着现代工业技术的发展，各行各业对水质的要求越来越高，需求也越来越大，而各国政府对环境保护，能源消耗等的要求越来越严格。
二、蒸发结晶技术简介
1.多效蒸发技术。多效蒸发技术顾名思义是将几个蒸发器连接起来共同操作，具体操作原理是将前一个蒸发器产生的二次蒸汽作为后一个蒸发器的热源，达到对热能的循环利用，减少资源能源的损耗。蒸发器连接而成的五效蒸发器，具有操作简便，灵活性强的优点，是一种安全可靠的清洁蒸发技术。
2.热力蒸汽再压缩蒸发技术。热力蒸汽在压缩蒸发技术顾名思义就是将先生成蒸汽再将蒸汽压缩蒸发的过程，将蒸汽通过加热泵，形成一个相对负压环境，通过压强差作用，使得加热室内部分蒸汽被抽取，用于下一个蒸发器的热源，同样起到对资源能量的一个循环利用。另外，结合多效蒸发技术与热力蒸汽再压缩
蒸发技术二者共同设计的蒸发系统使用方法更加的简单，只需要保证系统运行过程中鲜蒸汽供给，就能够既满足热力蒸汽再压缩蒸发技术的能源节省，又具备多效蒸发技术的安全可靠，简化了蒸汽设备的系统结构，同时还保证系统对单纯的热力蒸汽再压缩蒸发设备与多效蒸发设备更加的节能。
3.机械蒸汽再压缩蒸发技术。机械蒸汽再压缩蒸发技术比起热力蒸汽再压缩技术，前者在设备连续运行过程中可以完全脱离对生蒸汽的依赖，对于二次蒸汽的利用率有一个显著的提升，也就是节能性更好。并且机械蒸汽压缩技术不需要将设备拆分成多效多套，降低了这部分设备的投资和工艺的复杂性。近年来已成为业界的主流技术。但是，机械蒸汽压缩机的有效温升和叶轮转速、稳定性的矛盾，以及压缩机在实际运行中对不同母液的适应性较低，这些问题对机械蒸汽再压缩蒸发设备造成了一定的局限性。
三、应用蒸汽压缩机技术高含盐废水零排放
1.工作原理及流程。蒸汽压缩机技术工作原理为：蒸发器产生的二次蒸汽通过压缩机进一步的压缩之后，提高了压力以及温度。之后压缩蒸汽就会释放大量的潜热，经过冷凝之后形成冷凝水，而物料会不断的吸收热量，继续产生蒸汽,这就是二次蒸汽。二次蒸汽就通过不断的反复进行，物料就会继续蒸发,一直循环下去。在启动蒸汽压缩机装置之后，蒸发器的真空度如果是在80kPa的情况下，那么蒸发产生的二次蒸汽压力就是20kPa，温度可以达到60℃。通过蒸发器当中的二次蒸汽，进行再一步的压缩，从而增加压力，使得温度提升，增加热焓，蒸汽压缩机就会增加2kPa左右的压力。
2.蒸发结晶流程。热法结晶的蒸发工艺可以划分成两大部分，分别是蒸发浓缩与蒸发结晶。原水是从原水箱中抽取的，通过原水泵，之后在利用热交换器输送到蒸发器中。如果蒸发器中的真空度是80kPa、温度达到60℃的情况下，原水就会沸腾蒸发，这样就会产生二次蒸汽，利用蒸汽压缩机再次进行加压之后，通过薄膜换热器形成冷凝水，流入到冷凝水箱内，最终通过水泵输送到净水箱内。蒸发器当中的原水在蒸发的过程当中，会产生浓缩液，有些浓缩液会直接排放到收集箱，进行下一道工序的处理；还有些浓缩液就会依照原水流量的比例，抽回到进水池。操作人员能够对浓缩液回流的流量比率进行适当的调节。蒸发器内的原液是薄膜换热器蒸发侧的冷却水，在循环水泵泵入作用下，原液从薄膜换热器顶部喷淋下来，然后，再进入蒸发器底部。通过这种循环来维持系统压力。对于蒸发器来说，其内部需要保持真空状态，通过外部真空泵可以实现这一目的。系统的真空度保持在80kPa，温度是60℃，进水流量是500L/h的情况下，对脱硫废水处理的试验进行模拟，最后得出的结果是：冷凝水以及浓缩液的电导率、Cl-、SO42-、Ca2+，这些物质会随着原水含盐量的增加，不断提升。并且水回收率也会随着原水含的盐量增加而不断下降，水的回收率最高达到了40.0%；对1吨的模拟脱硫废水进行处理的时候，实际产生的平均能耗是23.5kW·h，相比较三效蒸发器要低很多；水的回收率低，并且能耗也非常高。随着原水含盐量不断的提升，水的回收率会呈现缓慢减少的现象。如果原水含盐量是2.8%的时候，那么水的平均回收率是40.0%；如果原水的含盐废水含盐量达到了3.5%的情况下，那么水的回收率只有20.0%左右，相比较单污染物的原水含盐量为0.5%-0.6%时的水回收率有非常大的差距。
3.蒸汽压缩机技术不足之处。在进行系统运行管理的过程中，对得出的实验结果分析就能够发现，如果原水的钙含量过高的时候，那么蒸发器的内部就会产生结垢情况，从而对出水的水质以及水的实际回收率产生非常大的影响。下次对设备进行之前，就必须要通过人工对污垢进行处理。所以，对设备中的污垢加强防腐的措施，是目前该领域人员非常关注的一个话题。实际在进行试验的过程当中，如果设备装置的运行状态不是特别稳定的情况下，蒸汽压缩机的实际效率也不会太高，这就对最终的蒸发效果以及得出数据的准确性带来非常大的影响。蒸发器利用密封圈来密封罐体，实际在进行操作的时候压力会比较低，蒸发罐器的内部就无法实现真空状态，所以在选择密封方法上面必须要加强改进。
想要使废水零排放得以实现，就必须要加强重视高含盐水的处理技术。现阶段，蒸发结晶技术主要是在化工、制药等领域有广泛的应用，能够有效处理废水，使废水零排放得以实现。而且能够对化工原料中的有用部分再次收回应用，对环境有很大的保护效果，从而增加企业的经济收益。
参考文献：
[1]李琴.液体零排放技术在工业水处理领域的应用.2015
[2]吴均.多效蒸发技术在废水治理领域的应用研究.2015
[3]冉亦华.浅析机械热压缩制盐工艺.2015