高浓度含盐废水液中焚烧处理技术

孔连琴

宜兴福鼎环保工程有限公司 （江苏宜兴 214214）

环境保护

高浓度含盐废水液中焚烧处理技术

孔连琴

宜兴福鼎环保工程有限公司 （江苏宜兴 214214）

概述了常规水处理技术处理高浓度含盐废水的局限性，介绍了液中焚烧处理含盐废水的工艺技术和特点，通过对液中焚烧技术正压工艺与负压工艺进行比较来论证正压工艺的可靠性；对烟囱“白烟”的产生原理予以说明，并提出预防措施。含盐废水液中焚烧技术燃烧效率高、防腐能力强、控制先进，避免了传统焚烧炉工艺的诸多弊端，解决了高化学需氧量（COD）含盐废水难以连续运转的难题，符合国家各项法律法规要求。

高浓度含盐废水 液中焚烧 正压 白烟去除

0 前言

印染、造纸、医药中间体、农药、化工等行业在生产中会产生大量含盐有机废水，该类废水含盐量较高、污染严重且没有回收价值，必须经过处理后才能排放。目前最常用的水处理技术是生物处理，它具有应用范围广、适应性强等特点。无机盐类在微生物生长过程中起着促进酶反应、维持膜平衡和调节渗透压等重要作用，但盐浓度过高又会对微生物的生长产生抑制，其主要原因在于：（1）盐浓度高会导致渗透压高，使微生物细胞脱水，引起细胞原生质分离；（2）盐析作用使脱氢酶活性降低；（3）高氯离子对细菌有毒害作用；（4）含盐废水密度高，活性污泥容易上浮流失。基于以上几点，生物处理技术只能处理盐浓度低于1%的含盐废水，如果对废水进行稀释，不仅会造成水资源的浪费，而且还会造成处理设施庞大、投资增加、运行费用提高、可行性差等后果。因此，本文介绍了利用焚烧技术来处理高浓度含盐废水的方法。

1 含盐废水的焚烧处理难点

有机含盐废水具有高含盐（饱和溶解度以下）、含卤族元素、高化学需氧量（COD）等特点，废水中的无机盐以低熔点的钠盐为主，传统的废液焚烧炉在处理以上废水时，往往由于无机盐熔点低（氯化钠熔点为801℃、硫酸钠熔点为884℃），炉膛内温度高（焚烧法规要求焚烧温度为1100℃）而造成无机盐熔融结壁、不易出灰甚至随烟气进入后续工段堵塞设备及烟道，从而影响尾段设备的使用，基本导致排风机故障率高等现象，使设备不能连续稳定运行。

2 液中焚烧技术介绍

目前国际上高浓度含盐废水最成功最稳定的焚烧技术即为液中焚烧系统，液中焚烧装置主要由储槽区、进料输送系统、液中焚烧炉、辅助燃烧系统、急冷罐、文丘里洗涤塔、仪电控制系统、高压送风系统、烟风系统等构成，装置简图见图1。

图1 液中焚烧装置示意图

辅助燃料/废溶剂输送至高压燃烧器，充足的补氧空气由燃烧风机提供，废水由均匀设在焚烧炉肩部的雾化器定量喷入炉内，在压缩空气的雾化下（雾化粒度以微米计），废水在高温下从液态变为气态，废水中的钠盐也以微米级颗粒物的形式分散在烟气中。焚烧炉温度为1100℃，废水中的有机物被完全破坏分解，废液中的无机盐在高温下熔融，并在高压风的作用下，一部分无机盐颗粒物在气流运动过程中触碰到炉壁，大量小颗粒聚集为流体态的无机盐顺着炉壁流至急冷罐并于水中溶解；另一部分无机盐以颗粒物的状态随着烟气浸没至急冷罐，不会出现无机盐堆积、结壁现象。冷却液循环至一定的浓度后外排，外排的含盐水外观无色透明，COD、水中悬浮物（SS）等各项指标均可达到国家一级排放标准。此外，还可将该排放盐水通往三效蒸发器，回收无机盐以供生产线循环使用。

完全燃烧产生的烟气通过诱导管进入冷却罐，将1100℃的烟气瞬间冷却至100℃以下，阻止二噁英再次生成；通过控制冷却罐内NaOH溶液的加药量来调节冷却液pH值，确保酸性气体的去除。

烟气中无机盐颗粒物在烟气和急冷液急剧地直接接触、蒸发过程中会有一部分随烟气逃逸进入后续工段，经文丘里喉管的高速洗涤，去除粉尘和细微无机盐，最后达标的烟气通过烟囱排入大气中。

特别需要说明的是可以根据废水的具体组成，在焚烧系统中增设脱硝、湿法静电除尘、废水浓缩等装置以确保达标排放并进行合理经济的运行。

3 正压、负压焚烧工艺在液中焚烧应用的比较

目前，我国主要的焚烧工艺为负压工艺，其优点是在引风机的作用下烟气不易外泄，这在固废焚烧炉上是很有必要的（固体焚烧炉在连续进料和出灰的过程中必须保持负压状态，否则烟气会逸出），但在含盐废水焚烧处理时并不适用，从上述液中焚烧的工艺描述可以看出，采用湿法尾气处理工艺，含盐废水焚烧产生的烟气湿度大、颗粒物细，如果选用常规的负压废液焚烧炉，引风机易发生故障，会对连续稳定运行带来隐患。

（1）由于烟气中水分含量较大，且在露点温度以下，水蒸气容易在叶轮表面积聚，使叶轮重心不在中心位置，通过离心力作用，使引风机轴承振动加剧，不能连续稳定运转；

（2）烟气中逃逸的无机盐/粉尘颗粒随着气流通过引风机，使叶轮磨损，并黏结在表面，造成叶轮重心不在中心位置，使叶轮失去平衡、引风机轴承振动加剧，不能连续稳定运转。

所以引风机容易发生故障，每次故障都会造成不正常停炉，瞬间排放不达标尾气，对环境造成危害。另外引风机位于后段，与正压的送风机相比，送风机能力只需考虑燃烧用的空气，而引风机能力还需要另外考虑废水的烟气发生量以及急冷罐蒸发的水蒸气量，引风机的风量比送风机的风量高出2倍，电力的消耗也在2倍以上，从运行成本来看不经济。

含盐废水的焚烧，因为低熔点钠盐高温熔融特性，在焚烧量的工艺选择上，要关注的重点并不是泄漏问题（完全密封无泄漏的生产制作以现有工艺来说并不是很困难），而是连续稳定运转、达标排放的问题。正压工艺在连续稳定、经济运转上更优于负压工艺。

4 液中焚烧烟囱“白烟”（水汽）的去除

液中焚烧采用的是湿法尾气处理工艺，最终烟囱排出的烟气中水蒸气含量占50%左右，高出外界大气甚多。而在一定温度下，一定量的空气所能容纳的水蒸气量有一定的限度［空气中的水蒸气量多时占大气的3%～4%（体积分数），量少时仅占0.01%，一般情况下约1.1%］。空气中水蒸气含量达到最高限量时的空气称为饱和空气，湿冷的空气与烟囱口排出的烟气接触时，外界大气无法吸收烟气中的水蒸气，烟囱排出的气体会形成“白烟”，有碍环境美观。“白烟”产生的主要影响因素为：（1）烟气中水蒸气的含量、（2）排烟温度、（3）大气温度、（4）大气湿度。另外烟囱出口处的烟气速度和烟囱出口处的风速会影响到一定时间内烟气在空气中的扩散程度，即烟气接触空气量的多少会影响“白烟”的形态。

随着烟气在排出烟囱之后与周围空气的混合，烟气中的水蒸气被逐步稀释，一方面烟气与温度相对较低的空气混合造成的降温会导致“白烟”的产生；另一方面，与空气的混合会对烟气湿度起一定的稀释作用，能抑制“白烟”的出现。“白烟”是否产生取决于上述两种因素的作用大小，见图2。

从图2分析可知，当烟气位于饱和湿度曲线左侧时会产生“白烟”，位于右侧则不会出现“白烟”，即提高烟气的出口温度对防止“白烟”效果非常明显，另外可采取烟气再加热或冷凝去水等措施预防“白烟”的产生。

图2 白烟防止原理图

5 结语

液中焚烧技术主要是针对含盐和高腐蚀废水而特别设计的，运行稳定，不易发生故障，安全可靠，并可以采用废溶剂替代辅助燃料，以废制废，烟气废水均可以达标排放，无二次污染，自动化程度高，有很大的推广价值和应用前景。

Submerged Combustion Technique for High Salt Concentration Waste Water

Kong Lianqin

Summarizes the limitation of using conventional technique to treat high salt concentration waste water,introduces process technique and characteristics of submerged combustion for treatment of salt-containing waste water. Proves the reliability of positive pressure process by comparing it with negative pressure process of submerged combustion technique.Explains the principle of white smoke of chimney and puts forward preventive measures.Submerged combustion technique for salt-containing waste water treatment shows high efficiency of combustion,high anticorrosion ability and advanced control system.The technique avoids many disadvantages which exist in conventional incineration process, solves the difficulty of continuous operation of the plant for high chemical oxygen demand(COD)and salt-containing waste water treatment and meets the requirements of all national laws and regulations.

High salt concentration waste water;Submerged combustion;Positive pressure;White smoke elimination

（略）

X703

2014年8月

孔连琴女1980年生工程师建造师2003年毕业于南京工业大学研究方向为工业危险废物工艺设计已发表论文1篇