電鍍廢水零排放

蒸發(fā)器的選型與設計

 干貨解讀

電鍍廢水指電鍍生產(chǎn)過程中排放的各種廢水，一般根據(jù)廢水所含污染物或重金屬的種類分為酸堿廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水、含鎘廢水、含銅廢水、含鋅廢水、混合廢水等。為解決電鍍廢水排放帶來的環(huán)保問題，越來越多的電鍍園區(qū)和企業(yè)采用電鍍廢水零排放工藝，實現(xiàn)廢水的循環(huán)回用。在電鍍廢水零排放工藝中，蒸發(fā)器是必不可少的部分，也是決定電鍍廢水能否實現(xiàn)零排放的重要環(huán)節(jié)。

電鍍廢水零排放工藝概述?????????

電鍍廢水零排放系統(tǒng)一般包括預處理系統(tǒng)、綜合處理系統(tǒng)、膜系統(tǒng)和蒸發(fā)系統(tǒng)四大部分。

預處理系統(tǒng)應遵循分類收集、分質處理的原則，如酸堿廢水一般采用中和法，含氰廢水采用堿性氯化法，含鉻廢水采用亞硫酸鹽還原法，含鎳廢水、含鎘廢水、含銅廢水、含鋅廢水、混合廢水等則采用化學沉淀法或者離子交換法進行預處理。經(jīng)分類預處理后，使各類廢水中的一類污染物達到GB 21900–2008《電鍍污染物排放標準》中“表3”的限值要求，一并進入綜合處理系統(tǒng)，采用深度物化處理、生化處理等技術進一步去除有機物、氨氮、總氮等污染物，使出水達到膜系統(tǒng)的進水要求，再采用多級、多段組合膜工藝對廢水進行濃縮減量處理。高鹽度的膜系統(tǒng)濃水送至蒸發(fā)系統(tǒng)進行蒸發(fā)結晶處理，一方面產(chǎn)出結晶鹽，另一方面得到達到回用水質要求的膜系統(tǒng)產(chǎn)水和蒸發(fā)冷凝水，全部循環(huán)回用于生產(chǎn)，從而實現(xiàn)電鍍廢水零排放。

蒸發(fā)器的選型和組成??????????

目前電鍍廢水零排放工藝的蒸發(fā)器一般采用多效蒸發(fā)或者機械蒸汽再壓縮(MVR)蒸發(fā)器，MVR蒸發(fā)器因為節(jié)能、運行費用低、自動化程度高等優(yōu)點而在廢水零排放中得到更為廣泛的應用。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)一般由預熱器、強制循環(huán)加熱器、結晶分離器、蒸汽壓縮機、離心機、泵組、儲罐、自動控制系統(tǒng)等組成，其應用在電鍍廢水零排放工程中的典型工藝流程如圖1所示。

廣東環(huán)美MVR蒸發(fā)系統(tǒng)

濃水經(jīng)進料泵提升、預熱器預熱后進入強制循環(huán)加熱器，在其中被蒸汽加熱后進入結晶分離器沸騰汽化，并氣液分離。分離后的濃水在強制循環(huán)泵的作用下再次進入強制循環(huán)加熱器中循環(huán)濃縮，直至達到過飽和狀態(tài)而析出結晶鹽。含有結晶鹽的濃水經(jīng)出料泵出料，送至稠厚器進一步增濃。然后進入離心機離心分離得到結晶鹽，離心母液則經(jīng)母液罐、母液泵重新回到結晶分離器繼續(xù)濃縮結晶。結晶分離器產(chǎn)生的二次蒸汽進入蒸汽壓縮機，經(jīng)蒸汽壓縮機壓縮后其溫度和焓值提高，然后重新回到強制循環(huán)加熱器用作加熱蒸汽，以達到重復利用和節(jié)能的目的。

廣東環(huán)美撬裝MVR蒸發(fā)系統(tǒng)

加熱蒸汽在強制循環(huán)加熱器中釋放潛熱加熱濃水的同時，本身被冷凝，并自流進入冷凝水罐。蒸發(fā)冷凝水經(jīng)冷凝水泵提升，送至預熱器回收熱量后作為回用水回用到生產(chǎn)中。在工程實踐中，若膜系統(tǒng)濃水的鹽濃度較低，則在進入強制循環(huán)加熱器和結晶分離器前，采用蒸發(fā)效率更高的降膜蒸發(fā)器、升膜蒸發(fā)器、板式蒸發(fā)器等進行預濃縮，可以進一步降低蒸發(fā)系統(tǒng)的整體投資和運行能耗。

蒸汽壓縮機的選型設計??????????

蒸汽壓縮機是MVR蒸發(fā)器的核心設備之一

目前在零排放工藝中廣泛應用的主要有：羅茨壓縮機、普通離心蒸汽壓縮機和單級高速離心壓縮機。羅茨壓縮機轉速較低，通常在750～1 650 r/min，運行穩(wěn)定性較好，溫升可達22～25°C，機組結構簡單，但絕熱效率較低，且單臺設備處理量偏小，一般限制蒸發(fā)量在5 t/h以內。普通離心蒸汽壓縮機一般轉速為6 000～9 500 r/min，運行穩(wěn)定性好，溫升范圍6～9°C，在電鍍廢水零排放工藝中常常2臺串聯(lián)使用。

單級高速離心壓縮機轉速可高達33 000 r/min，溫升可達到20～24°C，但機組控制相對復雜。普通離心蒸汽壓縮機和單級高速離心壓縮機均屬于恒壓式壓縮機，效率高，設備處理量大，推薦在蒸發(fā)量3 t/h以上的蒸發(fā)器中使用，使用時需做好流量、溫度、壓力、振動等的監(jiān)測和控制，同時應充分考慮發(fā)生喘振工況的預防和保護措施。蒸汽壓縮機選型時需要提供的基本設計參數(shù)包括處理量、進口壓力、進口溫度、壓縮機溫升、材質等。在電鍍廢水零排放蒸發(fā)系統(tǒng)中，壓縮機溫升一般為16～20°C，進口溫度取決于蒸發(fā)器設計溫度，80～95°C之間為宜。采用羅茨壓縮機或普通離心蒸汽壓縮機時，過流材質優(yōu)先選用雙相不銹鋼；采用單級高速離心壓縮機時，葉輪材質建議采用鈦合金。