刮板蒸发减量化经济效益分析

张 荣

（苏州依斯倍环保装备科技有限公司，江苏 苏州 215000）

引言

随着工业的快速发展，高盐废水日益增加，对水体的污染也日渐严重，如果这部分废水不进一步的利用或妥善处置，直接排放至环境中，势必会产生诸多不利影响。如何将工业废水处理达标或减量排放，并最大限度地实现水资源的循环利用，成为困扰工业企业的一大难题。因此，在大力提倡水资源节约利用和环境保护的大环境下，工业废水零排放应运而生。

零排放，并不是只要水达到循环利用，在整个废水处理工程中，如果不对最终的浓缩液或结晶盐进行处理，势必又产生了新的污染物。在很多环评报告中虽然描述为废水零排放，但实际应用中，只有少数企业能真正实现零排放。比如，部分行业的含盐废水组分比较单一，无其他杂盐，只要通过常规的反渗透膜浓缩、蒸发浓缩等工艺，便可以做到真正的零排放，因为通过此工艺可以得到比较纯的固体结晶盐，该盐可以作为副产品外销，另外，蒸发产生的蒸馏水水质较好，也能够全部再回收利用[1]。但对大多数企业，生产线上产生的废水成分都比较复杂，不但含有多种盐和其他杂物，而且COD含量也很高，这种废水仅仅依靠单纯的蒸发工艺实现零排放是很困难的，最终产生的杂盐及部分母液也都被当做固体废物进行处置。当今国内处理固体危废的成本普遍在四五千元/吨左右，这个处置成本是非常昂贵的。因此，零排放只是理想的工艺，现实中企业要讲成本，污水处理必须做到技术和经济两方面都可行，相对而言，更实际的操作应该是实现最大限度的“污染物减量化”。

例如，某汽车公司现有废水处理装置，每年排放大量废水，因大环境影响，新建废水站需在原有工艺基础上进行改造实现部分废水零排放，最终实现污染物减量化。

1 废水的水质水量及现状

废水水量、水质如表1、表2所示。

表1 废水水量一览表

表2 废水水质一览表

该厂原有废水系统，所有废水全部达标排放，现生产线扩产，废水量增加，为满足国家环保控制要求，该厂新建废水站含镍及含铬废水需实行零排放，即废水回用量为43.5吨/天，年回用量达287 100吨，采用反渗透对废水进行回用的同时产生浓水，浓水经蒸发器浓缩后产生浓缩液。企业回收利用这部分废水并做经济效益分析，做到最终污染物减量化的同时经济和环境效益显著。

2 废水处理工艺

（1）含镍废水预处理工艺流程如图1所示。

图1 含镍废水预处理工艺流程

经收集的废水通过提升泵输送至反应槽，调节pH值，投加NaClO进行破络反应，再调节pH值，同时投加PAC、PAM进行混凝絮凝反应，通过重力沉降实现泥水分离，将金属离子、SS、COD等污染物转移到沉淀污泥内，最终沉淀池出水至生化系统。

（2）含铬废水预处理工艺流程如图2所示。

图2 含铬废水预处理工艺流程

收集池中废水通过提升泵输送至pH值调节池，调节pH值，投加还原剂将Cr6+还原成Cr3+，然后再调节pH值，同时投加PAC、PAM进行混凝絮凝反应，通过重力沉降实现泥水分离，将金属离子、SS、COD等污染物转移到沉淀污泥内，最终沉淀池出水至生化系统。

（3）含铬含镍废水经预处理后进入生化系统，生化处理系统工艺流程如图3所示。

图3 生化处理系统工艺流程

生化系统由水解酸化池、好氧池和MBR池组成，进一步降解废水中的有机污染物。

（4）生化处理系统出水进入回用系统，回用系统工艺流程如图4所示。

图4 回用系统工艺流程

回用系统主要由碳滤、RO系统、蒸发系统组成，碳滤主要去除水中余氯及部分有机物，RO系统的主要作用是脱盐，去除原水中约98%的盐类和有机物，RO浓水通过蒸发系统进一步脱盐，RO产水直接回用，蒸发系统产生的盐泥委外处置，蒸馏水去生化池进一步处理。

（5）物化污泥及生化污泥通过泵泵入污泥浓缩池，污泥系统工艺流程如图5所示。

图5 污泥系统工艺流程

沉淀池底部沉淀的污泥和生化污泥由污泥泵提升至污泥处理系统。污泥进入板框压滤机进行压滤处理，压滤机出来的污泥委外处置。

3 回用标准

根据业主要求，本项目综合废水处理后达标排放，含铬、含镍废水处理后回用，回用水标准限值：电导率：≤20 uS/cm，pH值：6.5～8.5，回用水量：42.5 m3/d

本文仅对含铬及含镍废水零排放进行相关分析，企业在做到部分废水回用的同时，也考虑最终固废的委外处置量的问题，委外固废除了污泥之外，还有蒸发浓缩液。

4 蒸发器运行成本分析

本项目含镍和含铬分别单独处理后进入生化系统、回用系统。回用系统主要采用反渗透膜进行浓缩，反渗透浓液进入后续蒸发器，考虑减量化，蒸发器采取MVR蒸发器及刮板蒸发器结合的形式，最终以盐泥的形式委外处置[2]。针对配套的刮板蒸发器做以下运行成本分析，如表3所示。

表3 刮板蒸发器运行成本分表

5 盈亏分析

本项目针对反渗透浓水直接采用MVR蒸发器蒸发，蒸发器浓缩液委外处置，并在MVR蒸发器的基础上再配置一套刮板蒸发器，两者结合使用，盐泥委外处置，做了以下盈亏分析表，如表4所示。

表4 盈亏分析表

从表4可知，即投入一套刮板蒸发器后，设备运行第三年左右可回刮板蒸发器设备投资成本。

6 减量化分析

如表5所示为减量化分析表，即反渗透浓水直接使用MVR蒸发器进行浓缩后的浓缩液年委外量及采用MVR蒸发器配套刮板蒸发器，对MVR产生的浓缩液进一步的干化，最终以盐泥形式委外的年委外量进行对比分析。

表5 减量化分析

从表5可见，增加一套刮板设备后，已经实现最大限度的污染物减量化，随着年份的递增，固废呈减量趋势[3]。

7 结论

通过刮板蒸发器这套设备的实施，不仅降低了整个系统的运行成本，而且提高了整个废水处理系统水资源的利用效率，减少了固废的委外量，有效实现固废的减量化，若该系统运行状况稳定，各项运行参数正常，对企业来说有效地实现了经济效益与社会效益。随着国家和环保行业对节能减排的日益重视，传统的水处理工艺的节水经济型逐渐受到挑战，所以要不断的应用新工艺及新技术，才能进一步降低运行成本，同时提高水资源利用效率，减少环境污染。