一、预处理阶段:去除杂质,保护后续设备
预处理是保障整套系统稳定运行的基础,主要解决高盐废水中的杂质干扰问题。
过滤处理:通过石英砂过滤器、精密过滤器等设备,去除废水中的悬浮颗粒、泥沙等固态杂质,避免堵塞蒸发器的换热管或喷嘴。
软化 / 除硬:若废水中钙、镁离子含量高(即硬度高),需加入软化剂(如碳酸钠)或使用离子交换树脂,防止钙镁离子在蒸发过程中形成水垢,附着在换热面上影响传热效率。
去除有机物(可选):若废水含高浓度有机物,需通过活性炭吸附、高级氧化等工艺降低有机物含量,避免有机物在蒸发时随蒸汽冷凝进入淡水,或在结晶时污染盐产品。
二、低温蒸发阶段:真空环境下实现水分汽化
此阶段是核心环节,利用真空降低废水沸点,在低温下完成水分与盐分的初步分离。
废水预热:预处理后的废水进入预热器,利用后续冷凝环节产生的余热进行加热,提升废水温度(通常至 30-40℃),减少主蒸发器的能耗。
真空蒸发:预热后的废水进入主蒸发器(如板式蒸发器、管式蒸发器),系统通过真空泵将蒸发器内压力降至负压(通常真空度>-0.09MPa),使废水沸点降至 40-60℃,在低温下快速汽化,形成含少量杂质的二次蒸汽。
盐分浓缩:水分汽化后,剩余的废水会逐渐浓缩,盐分浓度不断升高,形成高浓度的 “浓盐水”,暂存于浓盐水储罐,等待后续结晶处理。
三、冷凝回收阶段:二次蒸汽转化为淡水
汽化产生的二次蒸汽需经过处理,转化为可回用或达标排放的淡水。
蒸汽净化:二次蒸汽先进入汽液分离器,分离其中夹带的雾滴(避免盐分随雾滴进入淡水),部分系统还会增设除雾器,进一步提升蒸汽纯度。
低温冷凝:净化后的二次蒸汽进入冷凝器,与冷却水(或冷媒)进行换热,蒸汽遇冷液化形成淡水,收集至淡水储罐。
淡水回用 / 排放:若淡水水质满足要求(如电导率<100μS/cm),可直接回用于生产车间(如清洗、冷却);若需排放,需检测是否符合当地废水排放标准,达标后即可排放。
四、结晶分离阶段:浓盐水转化为固体盐
浓缩后的浓盐水(接近或达到饱和状态)需通过结晶分离,将盐分转化为固态,实现废水 “零排放” 或减量化。
强制循环结晶:浓盐水进入结晶器(常用强制循环结晶器),系统通过循环泵使浓盐水在结晶器内高速循环,同时轻微升温或维持低温,促使盐分逐渐析出形成晶体。
固液分离:含晶体的 “晶浆” 进入离心机或过滤机,通过离心力或压力将盐晶体与母液分离,得到湿盐。
盐干燥 / 处置:分离后的湿盐可进入干燥机(如热风干燥机),去除表面水分,形成干盐;若干盐纯度达标(如工业级氯化钠),可回收再利用;若纯度不达标(如含重金属或混合盐),则作为危废交由专业机构处置,剩余母液可回流至蒸发器重新处理,形成闭环。