热法处理高盐废水新进展
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常规的膜法如离 子交换 法 ，电渗 析法 和反 渗透 法在 工业生产 中应用很多 。但是 离子交 换树脂对 给 水要求很 高 ，一般来说油含 量要低 于 ２ｍｇ／Ｌ，另外 含 盐量 也不能 高于 ３００ｍｇ／Ｌ ，否 则生 产成 本迅 速 升 高。电渗析除盐率一般为 ５０％ ～９０％ 。反渗透是 最早 由美 国发展起 来 的 ，利 用压力 推 动淡化盐 水 的 技术 ，其处理成 本较 低 ，但 是 渗透 膜很 容易 被污 染 ， 一 旦被污染 ，处理能力和渗透膜 的寿命 也随之 降低 ， 膜通量一般 都成倍 下 降 ，这些不 足都 会 限制膜分 离技术在工程 上 的大规模 应用 ，尤其 对 于高浓 度 的 盐水更有局 限性。
点 ，并 指 出 了适 用 于 高盐 重度 废 水 处理 技 术 的 现 状 及 发展 前 景 。
关 键 词 高 盐 废 水 热 法 处 理 喷 雾 蒸 发 浸 没 式燃 烧 蒸发
中图 分 类 号 ＴＱ０２８
文 献标 识 码 Ａ
文 章 编 号 ０２５４—６０９４（２０１６）０２—０１４０—０４
水 ，会 对换热 系统 造成很 大 的影 响 ，增 大能耗 ，降低 生产能力 。另外 ，对 于油气 田方 面的废 水 ，由于成 分复杂而且含有原油 ，油膜会大幅 降低 传热 ，使得蒸 馏法在油 田水处理上受到限制。
常规 的生 物法 处 理 高 盐 废 水 时 ，耐盐 污 泥微 生物 的培 养 难度 较 大 ，周 期长 ，占地 面 积大 ，过 程 参数 不 易 控 制 ，应 用 于 工 业 生 产 有 一 定 的 限 制 ，因此 无论 是膜 法 还 是 常规 的热 法 以及生 物法 在处 理高 浓度 废水 上都有 局 限性 … 。 ２ 几种 热 法处理 高盐 废水 的特 点和 进展 ２．１ 喷雾 蒸发 法 （Ｒａｐｉｄ Ｓｐｒａｙ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）
图 １ 喷 雾蒸发 原理 示意 图
￥ 李 俊 岭 ，男 ，１９７３年 ２月 生 ，工 程 师 。上 海 市 ，２０１１０３。
第 ４３卷 第 ２期
化 工 机 械
ห้องสมุดไป่ตู้１４１
美 国 Ａｑｕａｓｏｎｉｃｓ公 司于 ２００１年 推 出一 项 “快 速 喷雾蒸 发 ”海 水 淡 化 方 法 ” ，将 海 水 以 ２００— ３００ｍ／ｓ的流 速喷 入蒸 发室 ，实 现盐 水 常压 环境 下 真空 蒸发 ，在热 空气 流 中迅速 变成 水蒸 气 ，水 蒸气 被一 组特 殊 的挡 板截 留 而冷 凝 ，盐 分 则 成 为 固 体 颗粒 沉积 下来 ，平均 算下 来生 产 １ｔ淡水 的成本 为 ３５美 分 左 右 。 田凤 山 采 用 一 种 节 能 喷 雾 负 压 蒸 馏式 海水 淡化 的方 法 － ，在 蒸 发室 内使用 闪蒸 的 方法 强化 海水 雾滴 的蒸 发 ，蒸 发 室 内通 过一 个 外 接 的液位 罐维 持 负压 状 态 ，制 成 一 套 自动 喷雾 闪 蒸设 备 。关 于喷雾 蒸发 的研 究主要 在 二次蒸 汽 的 热利 用上 ，美 国能源 公 司 ２００４年推 出把二 次蒸 汽 作为 多效 蒸 馏 的 热 源 ¨ ，大 大 提 高 了热 利 用 率 。 成怀 刚和 高从 增利 用低 温蒸 馏 一喷雾蒸 发集 成 工 艺 ¨ ，进 行 高盐 水 深 度 淡 化 的 可 行 性 探 究 ，结 果 表 明 回 收率 达 到 ７０％ 以上 ¨ ，同 时 可 以获 得 固 体盐 颗粒 。
１４０
化 工 机 械
２０１６年
热 法 处 理 高 盐 废 水 新 进 展
李俊 岭
（福 陆 （中国 ）工 程 建设 有 限公 司 ）
摘 要 在 传 统 的膜 法 和 蒸 馏 法 处 理 高 盐 废 水 的 基 础 上 ，介 绍 了热 法 处 理 技 术 的 原 理 ，总 结 了其 技 术 特
喷雾 蒸发 淡化 原 理 如 图 １所 示 ，将 海 水 通 过 喷头呈 雾 状喷人 蒸 发 室 内 ，与 蒸 发 室 内 的热 空 气 迅 速进 行 热交换 ，海 水 中 的水 分 快 速蒸 发 成 为 水 蒸 气 ，海 水 由此 被 浓 缩 ；蒸 发过 程 结束 后 ，水 蒸 气 被空气 流 带 出蒸 发 室 ，随后 再 被 冷 凝 为淡 水 并 予 以 回收 。喷雾蒸 发淡 化过 程 中海 水 的浓缩倍 率 很 高 ，盐分 甚 至可 以结 晶析 出 。
喷雾蒸 发 没有 传热 面 ，更 适合 于高 盐废水 ，避 免 了结垢 腐蚀 换 热 管 。操 作 压 力 多 为 常压 ，操 作 温度 一般 在 ５０—９０￣Ｃ［１７ ３，容 易使 用低 品位热 能作 为能 源 ，便 于应 用 价 廉 易得 的高 分 子 材 料制 作 设 备 ，从 而减 少设 备投 资 。理 论 上 可将 ９９％ 以上 的 海水 转化 为淡水 且 达到 零排放 。但 是 喷雾蒸 发 的 二次蒸 汽 中含有 大量 的空气 （高 达 ５０％ ～９０％ ）， 给蒸 汽冷 凝带来 了很大 的难 度 。喷雾蒸 发 尚处 于 研究 阶段 ，短期 内不 适合 大规 模生 产 。 ２．２ 增湿 一去湿法（Ｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ—Ｄｅｈｕｍ ｉｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ）
常规 的热法有 多级 闪蒸 、多效 蒸馏 川和压 气蒸 馏 ，在水处 理上应 用很 广泛 ，尤 其是 在 中东地 区 ，技 术 已经成熟 ，设备 的运行 以及 维护 费用少 。但是 由于这些方法都 涉及 到废 水和热 源 的间壁 式换 热 ， 所 以很容易结垢 腐蚀 设备 ，尤 其是处 理 高浓度 的盐
含 盐 废 水 是 指 含 有 溶 解 性 固 体 ＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄ）的 质 量 分 数 至 少 达 ３．５％ 的 废 水 ，主 要来 源 为 海 水 、苦 咸 水 的浓 缩 水 ，食 品 加工 、化 工生 产 排 放 的废 水 以及 石 油 和 天 然 气采 集加 工 过程 中产 生 的高浓 度废 水 。这些 废水 中除 含有 微 生物 、大分 子有 机 物 以外 ，还 含有 大量 的无 机盐 如 ｃｌ一、ｓ０ 、ｃａ“ 、Ｎａ 、Ｍｇ 等 Ｊ。常 规 的处 理 方法盐 水 浓 度 不 能 太 高 ，因此 探究 处理 高 盐废 水 的新方 法 迫在 眉睫 。 １ 处 理含 盐废 水 的常规 方 法
点 ，并 指 出 了适 用 于 高盐 重度 废 水 处理 技 术 的 现 状 及 发展 前 景 。
关 键 词 高 盐 废 水 热 法 处 理 喷 雾 蒸 发 浸 没 式燃 烧 蒸发
中图 分 类 号 ＴＱ０２８
文 献标 识 码 Ａ
文 章 编 号 ０２５４—６０９４（２０１６）０２—０１４０—０４
水 ，会 对换热 系统 造成很 大 的影 响 ，增 大能耗 ，降低 生产能力 。另外 ，对 于油气 田方 面的废 水 ，由于成 分复杂而且含有原油 ，油膜会大幅 降低 传热 ，使得蒸 馏法在油 田水处理上受到限制。
常规 的生 物法 处 理 高 盐 废 水 时 ，耐盐 污 泥微 生物 的培 养 难度 较 大 ，周 期长 ，占地 面 积大 ，过 程 参数 不 易 控 制 ，应 用 于 工 业 生 产 有 一 定 的 限 制 ，因此 无论 是膜 法 还 是 常规 的热 法 以及生 物法 在处 理高 浓度 废水 上都有 局 限性 … 。 ２ 几种 热 法处理 高盐 废水 的特 点和 进展 ２．１ 喷雾 蒸发 法 （Ｒａｐｉｄ Ｓｐｒａｙ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）
图 １ 喷 雾蒸发 原理 示意 图
￥ 李 俊 岭 ，男 ，１９７３年 ２月 生 ，工 程 师 。上 海 市 ，２０１１０３。
第 ４３卷 第 ２期
化 工 机 械
ห้องสมุดไป่ตู้１４１
美 国 Ａｑｕａｓｏｎｉｃｓ公 司于 ２００１年 推 出一 项 “快 速 喷雾蒸 发 ”海 水 淡 化 方 法 ” ，将 海 水 以 ２００— ３００ｍ／ｓ的流 速喷 入蒸 发室 ，实 现盐 水 常压 环境 下 真空 蒸发 ，在热 空气 流 中迅速 变成 水蒸 气 ，水 蒸气 被一 组特 殊 的挡 板截 留 而冷 凝 ，盐 分 则 成 为 固 体 颗粒 沉积 下来 ，平均 算下 来生 产 １ｔ淡水 的成本 为 ３５美 分 左 右 。 田凤 山 采 用 一 种 节 能 喷 雾 负 压 蒸 馏式 海水 淡化 的方 法 － ，在 蒸 发室 内使用 闪蒸 的 方法 强化 海水 雾滴 的蒸 发 ，蒸 发 室 内通 过一 个 外 接 的液位 罐维 持 负压 状 态 ，制 成 一 套 自动 喷雾 闪 蒸设 备 。关 于喷雾 蒸发 的研 究主要 在 二次蒸 汽 的 热利 用上 ，美 国能源 公 司 ２００４年推 出把二 次蒸 汽 作为 多效 蒸 馏 的 热 源 ¨ ，大 大 提 高 了热 利 用 率 。 成怀 刚和 高从 增利 用低 温蒸 馏 一喷雾蒸 发集 成 工 艺 ¨ ，进 行 高盐 水 深 度 淡 化 的 可 行 性 探 究 ，结 果 表 明 回 收率 达 到 ７０％ 以上 ¨ ，同 时 可 以获 得 固 体盐 颗粒 。
１４０
化 工 机 械
２０１６年
热 法 处 理 高 盐 废 水 新 进 展
李俊 岭
（福 陆 （中国 ）工 程 建设 有 限公 司 ）
摘 要 在 传 统 的膜 法 和 蒸 馏 法 处 理 高 盐 废 水 的 基 础 上 ，介 绍 了热 法 处 理 技 术 的 原 理 ，总 结 了其 技 术 特
喷雾 蒸发 淡化 原 理 如 图 １所 示 ，将 海 水 通 过 喷头呈 雾 状喷人 蒸 发 室 内 ，与 蒸 发 室 内 的热 空 气 迅 速进 行 热交换 ，海 水 中 的水 分 快 速蒸 发 成 为 水 蒸 气 ，海 水 由此 被 浓 缩 ；蒸 发过 程 结束 后 ，水 蒸 气 被空气 流 带 出蒸 发 室 ，随后 再 被 冷 凝 为淡 水 并 予 以 回收 。喷雾蒸 发淡 化过 程 中海 水 的浓缩倍 率 很 高 ，盐分 甚 至可 以结 晶析 出 。
喷雾蒸 发 没有 传热 面 ，更 适合 于高 盐废水 ，避 免 了结垢 腐蚀 换 热 管 。操 作 压 力 多 为 常压 ，操 作 温度 一般 在 ５０—９０￣Ｃ［１７ ３，容 易使 用低 品位热 能作 为能 源 ，便 于应 用 价 廉 易得 的高 分 子 材 料制 作 设 备 ，从 而减 少设 备投 资 。理 论 上 可将 ９９％ 以上 的 海水 转化 为淡水 且 达到 零排放 。但 是 喷雾蒸 发 的 二次蒸 汽 中含有 大量 的空气 （高 达 ５０％ ～９０％ ）， 给蒸 汽冷 凝带来 了很大 的难 度 。喷雾蒸 发 尚处 于 研究 阶段 ，短期 内不 适合 大规 模生 产 。 ２．２ 增湿 一去湿法（Ｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ—Ｄｅｈｕｍ ｉｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ）
常规 的热法有 多级 闪蒸 、多效 蒸馏 川和压 气蒸 馏 ，在水处 理上应 用很 广泛 ，尤 其是 在 中东地 区 ，技 术 已经成熟 ，设备 的运行 以及 维护 费用少 。但是 由于这些方法都 涉及 到废 水和热 源 的间壁 式换 热 ， 所 以很容易结垢 腐蚀 设备 ，尤 其是处 理 高浓度 的盐
含 盐 废 水 是 指 含 有 溶 解 性 固 体 ＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄ）的 质 量 分 数 至 少 达 ３．５％ 的 废 水 ，主 要来 源 为 海 水 、苦 咸 水 的浓 缩 水 ，食 品 加工 、化 工生 产 排 放 的废 水 以及 石 油 和 天 然 气采 集加 工 过程 中产 生 的高浓 度废 水 。这些 废水 中除 含有 微 生物 、大分 子有 机 物 以外 ，还 含有 大量 的无 机盐 如 ｃｌ一、ｓ０ 、ｃａ“ 、Ｎａ 、Ｍｇ 等 Ｊ。常 规 的处 理 方法盐 水 浓 度 不 能 太 高 ，因此 探究 处理 高 盐废 水 的新方 法 迫在 眉睫 。 １ 处 理含 盐废 水 的常规 方 法