技术篇.工业废水处理——三效蒸发

发布时间：2016-06-01 来源：本站浏览次数：0次

一、主要应用范围

工业废水，尤其是化工废水，除了COD高外，还有一项指标就是含盐量。制约这类废水处理的关键除了B/C、C/N(碳氮比)外，就是含盐量了。这类废水有着高含盐量，一般，在生化处理污/废水时，含盐量不能超过1%，有些资料上说的是0.6%即含盐量为6000mg/L，但是在实际操作上，含盐量高达1.4%即14000mg/L时，也可以取得较好的效果。含盐量再高，即便是有耐盐菌的存在，也往往达不到预期的处理效果。至于盐含量多少适合蒸发（只从盐含量的角度谈适不适合，不谈费用），从我们目前的设备来看，超过3%就可以（不是适合）蒸发，最适合的是盐含量下限5%，上限与不同盐类在水中的溶解度有关。

二、多效蒸发特点

高盐废水工程上主要采用蒸发的方法：根据具体工艺不同，可分为单效、双效、多效蒸发。当原料液在沸点下进入蒸发器，理论单位蒸汽消耗量：

效数	单效	双效	三效	四效	五效
D/W	1.1	0.57	0.4	0.3	0.27

三、多效蒸发原理

多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。在三效蒸发操作的流程(见图)中，第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个(称为第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。依据二次蒸汽和溶液的流向，在生蒸汽温度与末效冷凝器温度相同(即总温度差相同)条件下，将单效蒸发改为多效蒸发时，蒸发器效数增加,生蒸汽用量减少，但总蒸发量不仅不增加,反而因温度差损失增加（浓度升高，沸点升高）而有所下降。但是多效蒸发中效数的限制及最佳效数，蒸发装置中效数越多，温度差损失越大，而且某些浓溶液的蒸发还可能发生总温度差损失等于或大于总有效温度差，此时蒸发操作就无法进行，所以多效蒸发的效数应有一定的限制。多效蒸发中，随着效数的增加，单位蒸汽的耗量减小，使操作费用降低；另一方面，效数越多，装置的投资费用也越大。在实际生产中，应综合考虑能耗和设备投资，选定最佳的效数。烧碱等电解质溶液的蒸发，因其温度差损失大，通常只采用2～3效；食糖等非电解质溶液,温度差损失小,可用到4～6效；海水淡化所蒸发的水量大，在采取了各种减少温度差损失的措施后，可采用20～30效。

四、多效蒸发的操作流程

在多效蒸发中，各效的操作压强依次降低，相应地，各效的加热蒸汽温度及溶液的沸点亦依次降低。因此，只有当提供的新鲜加热蒸汽的压强较高或是末效采用真空的条件下，多效蒸发才是可行的。按溶液与蒸汽相对流向的不同，常见的多效蒸发操作流程（以三效为例）有以下几种。

1. 并流蒸发流程

并流三效蒸发流程中，溶液和加热蒸汽的流向相同，都是从第一效开始按顺序流到第三效后结束。其中加热蒸汽分两种，第一效是生蒸汽，即由其他蒸汽发生器产生的蒸汽，第二效和第三效的蒸汽是二次蒸汽，第一效蒸发产生的蒸汽是第二效蒸发的加热蒸汽，第二效蒸发产生的二次蒸汽是第三效蒸发的加热蒸汽。原料液进入第一效蒸发后由底部排出，并依次进入第二效、第三效，在第二效和第三效被连续蒸发。完成液由第三效底部排出。

并流加料法的优点有利用各效间的压力差输送料液；因前效温度和压力高于后效可以不设预热器；辅助设备少，流程紧凑，温度损失小；操作简便，工艺稳定，设备维修量少。其缺点是：后效温度降低后，溶液黏度逐效增大，降低了传热系数，需要更大的传热面积。

2. 逆流加料流程

在逆流加料流程中，料液与蒸汽走向相反。料液从末效加入蒸发蒸发后，用泵将蒸发液送入前一效直至末效，得到完成液；生蒸汽从第一效加入后经放热冷凝成液体，产生的二次蒸汽进入第二效，在对料液加热后冷凝成液体，第二效产生的二次蒸汽进入第三效对原料液加热，释放热量后冷凝成液体排出。

逆流加料流程中，因随蒸发液浓度增大而温度逐效升高，所以各效的黏度相差较小，传热系数大致相同；完成液排出温度较高，可在减压下进一步闪蒸蒸发。其缺点是：辅助设备多，需用泵输送原料液；因各效在低于沸点下进料，故必须设置预热器。能量消耗大也是其缺点。逆流加料流程主要应用于黏度较大的液体的蒸发。

3. 平流加料流程

在平流蒸发流程中，原料液分别加入到各效蒸发器中，完成液分别从各效引出，蒸汽流向是从第一效进生蒸汽，产生的二次蒸汽进入第二效并释放热量后冷凝成液体，第二效产生的二次蒸汽进入第三效，在第三效释放热量后冷凝成液体而排出。此法主要用于黏度大、易结晶的场合，也可以用于两种或两种以上不同液体的同时蒸发过程。

多效蒸发流程只在第一效使用了生蒸汽，故节约了生蒸汽的需要量，有效地利用了二次蒸气中的热量，降低了生产成本，提高了经济效益。在实际生产中，还可根据具体情况，将以上基本流程进行组合，设计出更适应生产需要的多效流程

名词解释

化学需氧量（COD）是指废水中能被氧化的物质在被化学氧化剂氧化时，所需要的氧量，以氧的毫克/升作为单位。它是目前用来测定废水中有机物含量的一种最常用的手段。COD分析中常用的氧化剂有高锰酸钾（锰法CODMn）和重铬酸钾（铬法CODCr），现在常用重铬酸钾法。废水在强酸加热沸腾回流条件下对有机物实行氧化，用硫酸银作催化剂时可以使大多数的有机物的氧化率提高到85-95%。如果废水中含有较高浓度的氯根离子，应该用硫酸汞将氯离子屏蔽掉，以减少对COD的测定干扰。

BOD5（生化需氧量）生化需氧量也可以表征废水被有机物污染的程度，最常用的为五日生化需氧量，以BOD5表示，它表示废水在微生物存在下进行生化降解五日内所需要的氧的数量。今后我们将经常使用五日生化需氧量。

B/C是BOD5与COD比值的缩写，该比值可以表示废水的可生化降解特性

有的有机物是可以被生物氧化降解的（如葡萄糖和乙醇），有的有机物只能部分被生物氧化降解（如甲醇），而有的有机物是不能被生物氧化降解的而且还具有毒性（如银杏酚、银杏酸、某些表面活性剂）。因此，我们可以把水中的有机物分成二个部分，即可以生化降解的有机物和不可生化降解的有机物。

通常认为COD基本上可表示水中的所有的有机物。而BOD为水中可以生物降解的有机物，因此COD与BOD的差值可以表示废水中生物不可降解部分的有机物。

碳氮比:（C/N）

有机物中碳的总含量与氮的总含量的比叫做碳氮比.碳氮比是分子个数比而非质量比。

碳氮比大的有机物分解矿化较困难或速度很慢。原因是当微生物分解有机物时，同化5份碳时约需要同化1份氮来构成它自身细胞体，因为微生物自身的碳氮比大约是5：1。

碳氮比5：1比较好，太高或太低对废水生物处理过程都不利。

城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)

一级A标：50mg/L

一级B标：60mg/L

二级100