電鍍廢水零排放

蒸發(fā)器的選型與設(shè)計(jì)

 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(shí)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(shí)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(yù)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(yù)處理系統(tǒng)應(yīng)遵循分類收集、分質(zhì)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(xué)沉淀法或者離子交換法進(jìn)行預(yù)處理。經(jīng)分類預(yù)處理后，使各類廢水中的一類污染物達(dá)到GB 21900–2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中“表3”的限值要求，一并進(jìn)入綜合處理系統(tǒng)，采用深度物化處理、生化處理等技術(shù)進(jìn)一步去除有機(jī)物、氨氮、總氮等污染物，使出水達(dá)到膜系統(tǒng)的進(jìn)水要求，再采用多級、多段組合膜工藝對廢水進(jìn)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(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，一方面產(chǎn)出結(jié)晶鹽，另一方面得到達(dá)到回用水質(zhì)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(shí)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(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)蒸發(fā)器，MVR蒸發(fā)器因?yàn)楣?jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)而在廢水零排放中得到更為廣泛的應(yīng)用。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)一般由預(yù)熱器、強(qiáng)制循環(huán)加熱器、結(jié)晶分離器、蒸汽壓縮機(jī)、離心機(jī)、泵組、儲罐、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成，其應(yīng)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(jìn)料泵提升、預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)加熱器，在其中被蒸汽加熱后進(jìn)入結(jié)晶分離器沸騰汽化，并氣液分離。分離后的濃水在強(qiáng)制循環(huán)泵的作用下再次進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)加熱器中循環(huán)濃縮，直至達(dá)到過飽和狀態(tài)而析出結(jié)晶鹽。含有結(jié)晶鹽的濃水經(jīng)出料泵出料，送至稠厚器進(jìn)一步增濃。然后進(jìn)入離心機(jī)離心分離得到結(jié)晶鹽，離心母液則經(jīng)母液罐、母液泵重新回到結(jié)晶分離器繼續(xù)濃縮結(jié)晶。結(jié)晶分離器產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)壓縮后其溫度和焓值提高，然后重新回到強(qiáng)制循環(huán)加熱器用作加熱蒸汽，以達(dá)到重復(fù)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(qiáng)制循環(huán)加熱器中釋放潛熱加熱濃水的同時(shí)，本身被冷凝，并自流進(jìn)入冷凝水罐。蒸發(fā)冷凝水經(jīng)冷凝水泵提升，送至預(yù)熱器回收熱量后作為回用水回用到生產(chǎn)中。在工程實(shí)踐中，若膜系統(tǒng)濃水的鹽濃度較低，則在進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)加熱器和結(jié)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(jìn)行預(yù)濃縮，可以進(jìn)一步降低蒸發(fā)系統(tǒng)的整體投資和運(yùn)行能耗。

蒸汽壓縮機(jī)的選型設(shè)計(jì)??????????

蒸汽壓縮機(jī)是MVR蒸發(fā)器的核心設(shè)備之一

目前在零排放工藝中廣泛應(yīng)用的主要有：羅茨壓縮機(jī)、普通離心蒸汽壓縮機(jī)和單級高速離心壓縮機(jī)。羅茨壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速較低，通常在750～1 650 r/min，運(yùn)行穩(wěn)定性較好，溫升可達(dá)22～25°C，機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單，但絕熱效率較低，且單臺設(shè)備處理量偏小，一般限制蒸發(fā)量在5 t/h以內(nèi)。普通離心蒸汽壓縮機(jī)一般轉(zhuǎn)速為6 000～9 500 r/min，運(yùn)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(jī)轉(zhuǎn)速可高達(dá)33 000 r/min，溫升可達(dá)到20～24°C，但機(jī)組控制相對復(fù)雜。普通離心蒸汽壓縮機(jī)和單級高速離心壓縮機(jī)均屬于恒壓式壓縮機(jī)，效率高，設(shè)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(shí)需做好流量、溫度、壓力、振動(dòng)等的監(jiān)測和控制，同時(shí)應(yīng)充分考慮發(fā)生喘振工況的預(yù)防和保護(hù)措施。蒸汽壓縮機(jī)選型時(shí)需要提供的基本設(shè)計(jì)參數(shù)包括處理量、進(jìn)口壓力、進(jìn)口溫度、壓縮機(jī)溫升、材質(zhì)等。在電鍍廢水零排放蒸發(fā)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)溫升一般為16～20°C，進(jìn)口溫度取決于蒸發(fā)器設(shè)計(jì)溫度，80～95°C之間為宜。采用羅茨壓縮機(jī)或普通離心蒸汽壓縮機(jī)時(shí)，過流材質(zhì)優(yōu)先選用雙相不銹鋼；采用單級高速離心壓縮機(jī)時(shí)，葉輪材質(zhì)建議采用鈦合金。