氯化钙废水膜浓缩与多效蒸发零排放技术方案.docVIP

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氯化钙废水（如盐湖提锂、钙法除氟工艺）具有高盐度（含CaCl?5%~15%）、高腐蚀性特点，需通过膜浓缩与多效蒸发（MEE）协同实现资源化与零排放。以下是技术方案设计及实施要点：

一、工艺流程设计

预处理单元

絮凝沉淀：投加PAC（30~50mg/L）+PAM（1~3mg/L），去除SS（≤50mg/L）。

酸洗调节：HCl调节pH=2~3，溶解微量CaCO?（硬度≤50mg/LasCaCO?）。

保安过滤：5μm滤芯拦截颗粒，确保膜进水SDI≤3。

功能：去除悬浮物、有机物及硬度离子，防止膜污染与蒸发器结垢。

工艺：

膜浓缩单元

DTRO反渗透：耐高压（60~80bar），回收率70%~80%，产水电导率≤50μS/cm。

纳滤（NF）：截留分子量200Da，选择性去除二价盐（如SO?2?），浓缩CaCl?至15%~20%。

设备选型：

优势：能耗低（1.5~2.5kWh/m3），产水回用至生产环节。

多效蒸发结晶单元

蒸发温度：效间温差10~15℃（一效105℃，三效75℃）。

结晶终点：CaCl?浓度30%~35%，晶体粒径50~150μm。

核心设备：三效降膜蒸发器（TA2材质）+强制循环结晶器（2205双相钢）。

操作参数：

热回收：二次蒸汽串联利用，热效率≥85%。

二、关键技术难点与解决方案

膜污染控制

动态清洗：周期性酸洗（0.5%HCl）与碱洗（1%NaOH）。

在线监测：压力差传感器（ΔP15%触发清洗）。

问题：CaCl?在高压下易析出微晶堵塞膜孔。

方案：

蒸发器结垢防护

分散剂添加：投加0.1%~0.3%聚丙烯酸（PAA）。

材质选择：蒸发器内衬钛合金（TA2），管道采用双相钢（2205）。

风险：CaCO?、CaSO?在高温下析出。

措施：

结晶过程优化

晶种添加：投加3%~5%CaCl?晶种（粒径200~300μm）。

过饱和度调控：维持OS≤1.3（基于CaCl?溶解度曲线）。

三、零排放实现路径

冷凝水回用：MEE冷凝水TDS100mg/L，回用于厂区循环水或锅炉补水。

盐分资源化：离心机分离工业级CaCl?（纯度≥95%），副产价值500~800元/吨。

污泥处理：浓缩母液经板框压滤（含水率30%），外运焚烧或固化填埋。

四、经济性与环保效益

指标

数值

说明

系统投资

约1800~2500万元

含土建、设备及安装（10t/h规模）

运行成本

18~25元/t废水

电价0.8元/kWh，蒸汽成本200元/t

年处理量

8.76×10?t废水

按8000小时/年计算

盐回收收益

300~400万元/年

CaCl?售价600~900元/吨

碳减排

年减排CO?1500吨

对比传统蒸发工艺

五、典型案例

某盐湖提锂厂案例

废水特性：含CaCl?8%~10%，SO?2?3%~5%，COD1000~1500mg/L。

工艺配置：三级DTRO浓缩+三效蒸发+强制循环结晶。

成果：年回收CaCl?1.5万吨，冷凝水回用率98%，COD排放≤50mg/L。

六、技术趋势

智能化控制：AI算法预测结垢风险，动态调整清洗周期与分散剂添加量。

多效耦合：结合电渗析（EDR）与MEE的复合工艺，提升浓缩倍率至10倍以上。

低碳能源：利用工厂余热作为蒸发预热热源，蒸汽自给率≥70%。