焦化廢水是在煤炭高溫干餾、煤氣凈化及化學(xué)產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的。該廢水中含有多種污染物，如酚類、氨氮、氰化物、苯系物、吡啶、噻吩和喹啉等，種類繁多。這些污染物濃度高、色度深、毒性大，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此焦化廢水屬于典型的難降解有機(jī)廢水。經(jīng)預(yù)處理、生化及膜濃縮處理后，廢水中無機(jī)鹽分與難降解有機(jī)物濃度提升。傳統(tǒng)處理方法難以去除這些鹽分，而蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)通過加熱蒸發(fā)水分，分離并濃縮固體鹽分，部分實現(xiàn)資源化回收，達(dá)成廢水零排放循環(huán)利用。

焦化廢水蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)由五大核心組件構(gòu)成：板式MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、十水硝冷凍結(jié)晶器、硫酸鈉MVR蒸發(fā)結(jié)晶器、氯化鈉MVR蒸發(fā)結(jié)晶器以及雜鹽蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

板式MVR強(qiáng)制循環(huán)技術(shù)

MVR技術(shù)基于熱泵原理，通過壓縮蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽，提升其溫度和壓力，再將這些蒸汽作為熱源重新加熱蒸發(fā)器中的物料。該技術(shù)省去了外來蒸汽的使用，因此具有顯著的節(jié)能效果。對于蒸汽供應(yīng)不足或電價較低的企業(yè)，MVR技術(shù)是一個理想的選擇。料液在泵的作用下強(qiáng)制循環(huán)流動，產(chǎn)品和加熱介質(zhì)在各自的相應(yīng)通道內(nèi)呈逆流流動，規(guī)定的板間距和特制板型產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流，具有極高的傳熱效率，從而使料液中的水分迅速蒸發(fā)。這種強(qiáng)制循環(huán)的方式確保了料液在蒸發(fā)器內(nèi)均勻受熱，避免了局部過熱或結(jié)垢的問題，大大提高了蒸發(fā)效率。

板式強(qiáng)制循環(huán)MVR蒸發(fā)器主要由加熱器、分離器、強(qiáng)制循環(huán)泵等組成。物料在換熱器的換熱管內(nèi)被換熱管外的蒸汽加熱，溫度升高后在循環(huán)泵作用下上升到分離器中。在分離器內(nèi)，由于物料靜壓下降使物料發(fā)生蒸發(fā)，產(chǎn)生二次蒸汽并從物料中溢出。物料被濃縮產(chǎn)生過飽和而使結(jié)晶生長，解除過飽和的物料進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)泵，再次進(jìn)入換熱器進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)濃縮或濃縮結(jié)晶。晶漿則從循環(huán)管路中用出料泵輸出。因此，對于廢水的濃縮過程，選擇板式MVR強(qiáng)制循環(huán)器，它具有占地面積小、節(jié)能、設(shè)備投資成本低等優(yōu)點(diǎn)。

十水硝冷凍結(jié)晶與MVR硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶

冷凍脫硝技術(shù)是一種處理高鹽廢水的新方法。它利用了無機(jī)鹽在不同物質(zhì)中溶解度的差異，通過控制溫度來析出十水硝(Na2SO4·10H2O)。冷凍溫度對硫酸鈉產(chǎn)品的收率和裝置能耗等方面都有顯著影響。結(jié)合相關(guān)的硫酸鈉冷凍研究和實際工程案例，在-5℃到0℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行冷凍結(jié)晶，可以直接析出十水硝，然后將冷凍上清液送至氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)。

為了獲得高純度的氯化鈉單鹽，同時利用十水硝作為不穩(wěn)定水合物的特性，通過加熱十水硝使其溶解，得到飽和的硫酸鈉溶液。該溶液隨后進(jìn)入MVR硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng)，在那里硫酸鈉固體析出，經(jīng)過離心脫水和干燥處理，最終制得符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的硫酸鈉。

MVR氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶與雜鹽蒸發(fā)結(jié)晶

冷凍上清液中含有高濃度的NaCl以及更高含量的COD，同時還有少量的Na2SO4。在廢水濃縮過程中，超過90%的COD都集中在冷凍上清液中。根據(jù)物料平衡計算，為了控制氯化鈉產(chǎn)品的質(zhì)量，需要外排大量的母液；為了控制母液的外排量，同時盡可能減少COD在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)，需要將本應(yīng)外排的這部分母液繼續(xù)濃縮至結(jié)晶出雜鹽，然后將雜鹽回溶在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。

蒸發(fā)結(jié)晶分鹽技術(shù)是焦化廢水零排放的有效途徑。選用一個值得信賴的處理技術(shù)，不僅能達(dá)成節(jié)約能源、減少污染的目的，也是達(dá)到廢水零排放和資源化目標(biāo)的有效方法。