资源化分盐方案设计（高盐废水零排放与盐类回收）MVR降膜蒸发.docVIP

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资源化分盐方案设计（高盐废水零排放与盐类回收）MVR降膜蒸发

一、工艺流程设计

预处理单元

高级氧化：Fenton氧化（H?O?/Fe2?=5:1，pH=3~4）或臭氧氧化（投加量50~100mg/L），分解COD至≤200mg/L。

软化处理：石灰-纯碱法（CaO:Na?CO?=3:2）去除Ca2?、Mg2?（硬度≤50mg/LasCaCO?）。

膜过滤：超滤（孔径0.01μm）+纳滤（截留分子量200Da），出水SDI≤3。

功能：去除悬浮物、有机物及硬度离子，防止膜污染与结晶器结垢。

工艺：

分盐工艺选择

MVR降膜蒸发：浓缩氯化钠至饱和（浓度28%~30%）。

强制循环结晶：硫酸钠结晶（温度60~75℃，压力-0.08~0MPa）。

电渗析（ED）：分离二价盐（如SO?2?、Ca2?）与一价盐（Na?、Cl?），浓缩倍率5~8倍。

纳滤（NF）：选择性截留硫酸钠，产水回收率70%~80%。

膜法分盐：

蒸发结晶分盐：

资源化利用

蒸发塘蒸发：低浓度母液（TDS1%）自然蒸发，盐泥固化填埋。

NaCl：纯度≥95%，用于融雪剂或工业漂洗（需精制至NaCl≥98%）。

Na?SO?：纯度≥95%，用于玻璃或造纸行业（需去除杂质如CaSO?）。

工业盐回收：

结晶母液处理：

二、关键技术参数与控制

技术环节

关键参数

电渗析分盐

电流密度2~5A/m2，膜堆级数10~15级，二价盐截留率≥90%。

纳滤浓缩

压力15~20bar，回收率70%~80%，硫酸钠浓度提升至15%~20%。

MVR蒸发结晶

蒸汽压缩比4:1，蒸发温度65~75℃，氯化钠晶体粒径50~100μm。

强制循环结晶

流速≥1.5m/s，过饱和度OS=1.2~1.5，硫酸钠晶体粒径100~200μm。

三、难点与解决方案

结垢与腐蚀控制

分散剂添加：投加0.1%~0.3%聚天冬氨酸（PASP）。

材质选择：蒸发器内衬钛合金（TA2），管道采用双相钢（2205）。

问题：CaSO?、MgSO?在高温下析出，腐蚀设备。

解决方案：

分盐纯度提升

晶种法：投加3%~5%纯盐晶种（粒径200~300μm）。

动态控制：PLC调节蒸汽流量，维持结晶器液位±5%波动。

问题：共晶析出导致盐类混杂（如NaCl与Na?SO?共存）。

解决方案：

能耗优化

热泵耦合：结合电渗析与MVR，热效率提升至95%。

余热回收：利用焚烧炉余热预热进料（温度提升20~30℃）。

措施：

四、经济性与环保效益

指标

数值

说明

系统投资

约1500~2000万元

含土建、设备及安装（10t/h规模）

运行成本

15~20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

250~350万元/年

NaCl售价500~700元/吨，Na?SO?300~500元/吨

碳减排

年减排CO?2000吨

对比传统蒸发工艺

五、典型案例

某印染厂案例

废水特性：含NaCl8%~10%，Na?SO?3%~5%，COD1000~1500mg/L。

工艺配置：三级Fenton氧化+电渗析分盐+双效MVR结晶。

成果：年回收NaCl1.2万吨，Na?SO?0.5万吨，废水零排放，年收益800万元。

六、技术趋势

智能化控制：AI算法预测结垢风险，动态调整分散剂添加量与清洗周期。

多效耦合：结合电渗析（EDR）与MVR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MVR预热热源，实现蒸汽自给率≥70%。

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