蒸发技术在浓盐水零排放处理中的应用概述
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摘要：随着水处理工业的高速发展，副产物浓盐水产生量日益增长。浓盐水零排放技术成为解决水回收率低浓盐水污染环境两难问题的一把利剑。本文介绍了蒸发技术在浓盐水零排放处理中的应用。
关键词：浓盐水;蒸发技术;应用
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）07-00-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.046
Abstract：With the rapid development of water treatment industry，the output of the byproduct concentrated brine is increasing day by day.The zero discharge technology of concentrated brine has become a sword to solve the environmental dilemma of low water recovery rate of low concentrated brine pollution.This paper introduces the application of evaporation technology in the treatment of zero liquid of concentrated brine.
Keywords：Concentrated brine;Evaporation technology;Application
随着我国水处理工业规模的不断扩大，工业水处理过程产生的浓盐水和海水淡化产生的浓海水总量日益增长[1-2]
根据国际脱盐协会（IDA），2010年全球运行的脱盐装置总淡水生产能力5990×104m3/d，在建装置产能约180×104 m3/d[3]。浓盐水作为副产品，面临处理量大，成本高等问题。随着我国环保要求的严格，浓盐水直接外排或倾倒大海的措施已无法满足要求。浓盐水零排放技术成为解决水回收率低浓盐水污染环境两难问题的一把利剑。
1 浓盐水特点
浓盐水中的盐、温度、金属污染物和化学药剂等会对环境与生物造成严重的危害。例如浓盐水排入海中，造成海水局部盐度的增加，影响耐盐性较差的生物，甚至造成其灭亡[4-5]。浓盐水排入纳污水体使其水温升高，溶解氧降低，危害水中生物。浓盐水中含有许多化学药剂及高浓度的金属离子。对环境造成很大危害。
综上所述，浓盐水直接排放会对生态环境造成严重危害，环保、高效、经济的浓盐水处理技术已经成为国内外浓盐水零处理领域关注的热点。
2 浓盐水零排放技术概况
浓盐水的零排放是指将浓盐水浓缩至含盐量达20000mg/L以上，淡水的回收率达到80%以上[6]，再对少量剩余的浓缩液或结晶产物进行资源化利用。其中蒸发技术在浓盐水零排放中应用最广，按照工艺分为蒸发塘技术、膜蒸馏结晶技术、喷雾蒸发技术、热法蒸发技术。
2.1 蒸发塘技术
蒸发塘技术是将浓盐水输送到蒸发塘，通过自然蒸发，使盐分结晶，在进行固液分离脱盐。为提高蒸发塘蒸发效率，发展了带有强制循环的蒸发塘技术。通过改变气液界面流速、温度等措施来增加蒸发的作用。蒸发塘技术的缺点是，受地域限制较大，适合建设于年平均蒸发量为降雨量 3～5 倍以上的区域。不适用于冬季气温低自然蒸发量极小的西北地区蒸[7]。目前国电赤峰“3052”项目、大唐阜新项目、新疆庆华项目、大唐克旗项目等化工浓盐水零排放处理应用该技术 [8]。
2.2 膜蒸馏结晶技术
膜蒸馏是20世纪80年代初发展起来的脱盐技术，是膜技術与传统蒸发技术结合的新型脱盐技术，具有产水品质好，浓缩倍数高等特点。
它以疏水膜为介质，在膜两侧蒸汽压差的作用下，使热侧蒸汽分子穿过膜孔后在冷侧冷凝富集，从而实现分离的目的。根据冷侧冷凝方式不同，膜蒸馏可以分为：直接接触式膜蒸馏（DCMD）、空气隙式膜蒸（AGMD）、气扫式膜蒸馏（SGMD）和真空膜蒸馏（VMD）。根据国内外学者研究表面，膜蒸馏技术已在海水淡化、苦咸水治理及反渗透浓盐水零排放领域得到广泛应用[9-10]。
2.3 喷雾蒸发技术
喷雾干燥盐水技术，浓盐水零排放的技术之一。浓盐水首先被雾化器分散成25 μm 的微小粒子，进入到干燥塔内，并与热空气进行热量质量交换，汽化效率达100%[11]。其进料可以是乳液、悬浊液和乳浊液，提高浓盐水的盐度可大大降低能耗。喷雾干燥技术由于耗能较高，在浓盐水回收领域，没有得到广泛应用。
2.4 热法蒸发技术
在处理水质较差、水温高、易造成膜污染的浓盐水时，适合采用热法浓缩技术。该技术对进水水质要求低、产生率可90%左右，主要缺点是启动阶段的能耗较高。热蒸发浓缩技术包括多效蒸发技术（MED）、机械压缩蒸发技术（MVR）、多级闪蒸技术（MSF）技术。MED的为多个蒸发器的串联，前一级蒸发器蒸出蒸汽作为下一级蒸发器热源，进行水蒸气的蒸发从而实现盐水浓缩的目的。MVR是目前广泛应用的最先进的热蒸发技术，通过机械压缩机产生二次蒸汽，补充循环蒸汽的热损失。属于高效节能蒸发器，其节能效果与十效蒸发系统相当。MSF将高温浓盐水引入闪蒸室，由于闪蒸室压力小于进水饱和蒸气压，水迅速汽化，水蒸气冷凝产生淡水，浓盐水不断浓缩的过程。该技术不会析出溶质，可有效规避蒸发器结垢的问题。
其中MED及MVR技术在煤化工浓盐水零排放处理系统应用交广泛，MSF普遍应用于海水淡化处理[12]。
3 结语
蒸发结晶是浓盐水零排放的最终解决方案，但占地大、能耗高、处理费用高，制约其发展。因此在今后提高效率、降低费用，是浓盐水零排放技术关注点。 参考文獻
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[12]刘晓鹏.煤化工浓盐水蒸发结晶分离工业盐的实验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.
收稿日期：2019-03-12
基金项目：中煤科工集团企业创新基金（2016XAYZD08）
作者简介：王玉（1985-），女，汉族，工学硕士，工程师，研究方向为矿井水处理技术、污水的再生利用。
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