高浓度含盐化工废水蒸发脱盐回收处理的研究
1、概述
河北某企业，是一家从事羧甲基纤维素钠(CMC)及其它纤维素衍生物的专业生产厂家。 cMC作为食品的增稠剂，广泛应用于牛奶、牙膏等产品，主要生产原料为氯乙酸、乙醇、氢 氧化钠。该公司在CMc生产过程中产生高浓度含盐有机废水，废水呈弱酸性，色黄，含少量 cMc杂质和乙醇，废水其主要成分为氯化钠和羟基乙酸钠(乙醇酸钠)，总固形物含量高达30 ％，COD高达70 000 m∥L，若不妥善处理，将对环境造成严重污染。
CMC废水中含有的大量盐分，采用传统废水处理工艺不能达到环保要求，需对废水进行脱盐 预处理。由于氯化钠和羟基乙酸钠的用途广泛，市场上工业氯化钠售价约630元／t，98％的 羟乙酸钠的售价为2—3万元／t，因此若能将这两种盐提炼回收，则具有一定的经济效益。 经考察论证，该项目可根据不同盐分在溶液中的溶解度不同，采用多效蒸发器二次蒸发 结晶工艺，回收废水中的盐，而蒸出液中仅含少量的酒精，可经生化处理后达标排放。 蒸发工艺是现代化工单元操作方法之一，即用加热的方法，使溶液中的部分溶剂汽化并 得以去除，以提高溶液的浓度，或为溶质析出创造条件。
2、处理原理
采用蒸发浓缩方法去除并回收废水中的盐；首先调节废水pH至碱性，再经简单过滤，进 双效蒸发器负压蒸发，将废水浓缩到一定程度，使溶液中的大部分Nacl被结晶析出。浓缩结 晶盐进离心机离心分离，将离心母液收集后进一步蒸发浓缩。NaCl盐和二次浓缩混合盐需分 析纯度，蒸出液送污水处理厂分析化验，并进一步处理至达标排放。
蒸发器是被广泛应用于食品加工、果汁浓缩、饮料生产、乳品生产以及化工、制药、废 水处理、环保工程等领域的一种蒸发设备。本项目的脱盐处理装置采用双效蒸发器。该设备 采用外加热强制循环形式与负压蒸发方式，具有蒸发速度快、浓缩比大、采用双效同时蒸发、 二次蒸汽得到反复利用、节约能源消耗等优点。该装置将具有强化传热、防垢性能优良的沸 腾蒸发和强制循环蒸发的优势相结合，形成优势互补。它属于传热蒸发技术，其特征在于“结 晶器”与沸腾蒸发装置及其汽一液一固三相流入结晶器，使过饱和溶液进行热结晶，固一液 得到快速分离。装置可实现强化传热，又能防止在沸腾蒸发过程中的加热管内壁面产生结垢。 强化传热的实现，是通过在出料的加热系统中加设一套强制循环装置，这样就使得传热效率 得到较大提高，同时由于保持了管束中料液的高流速，防止了结晶物料在加热管内壁的附着 而导致结垢问题。由于本装置采用的是外循环传热蒸发方式，物料在管束中的流向是自下而 上的，因此只需配置一台大流量、低扬程的物料循环泵，就可以达到强制循环的目的，同时 泵的能耗很低，降低了蒸发器的运行成本。
3、工艺流程
将蒸发除盐工艺分成两次进行，采用两次蒸发分步结晶方法回收废水中不同的盐。第一 次蒸发目的为将废水中大部分氯化钠回收。利用废水中氯化钠与羟基乙酸钠含量和溶解度的 差异，将氯化钠蒸至过饱和状态结晶析出，而这部分结晶出来的Nacl纯度相对较高，因而会 有一定的市场价值；而羟基乙酸钠与少量氯化钠仍留在废水中，等待第二次蒸发浓缩。第二 次蒸发目的为将羟乙酸钠混合母液进一步浓缩，提高盐浓度，达到外卖要求。其第二次蒸发 仍利用原双效蒸发器及配套设备。由于废水中含有杂质，为确保蒸出盐的品质和蒸发设备的 使用寿命，废水需在碱性条件下进行蒸发，废水进蒸发器前，设调节pH和过滤两道预处理工 序。
工艺流程如下图所示。
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4、结论：
(1)采用双效蒸发器作为高浓度含盐废水的蒸发除盐预处理，其工艺设备是可行的。双效蒸 发器蒸发效率较高，蒸发过程较为稳定，二次蒸汽重复利用，可降低处理成本。
(2)采用两次蒸发分步结晶工艺回收废水中的盐，效果明显，蒸出液清澈，COD约2000mg／L， 废水中主要含酒精，但生化性较好。回收盐中，氯化钠含量达89％以上，回收率约82％。二 次蒸发浓缩，采用双效蒸发器是可行的，混合液总含盐量达60％以上，实现了变废为宝，资 源再生的目的。
(3)由于废水中含较多杂质，进水前道工序必须设过滤器，以确保蒸发器不被杂物粘堵，及 保证结晶盐的品质。
(4)废水进蒸发器前，需先调节pH至碱性(约8．5)，以保持废水的化学稳定性，同时起到保 护蒸发设备的作用。
(5)蒸发时，需控制物料液位，以免出现跑料现象，影响蒸出液水质。
(6)蒸发过程宜批量连续进行，可节约蒸汽耗量，减少冲洗次数，降低处理成本。
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