一、廢水蒸發器堵管及結垢現象

 

1、堵管的主要原因：

 

（1）晶體鹽的沉積。

 

（2）鈣、鎂等離子造成的結垢。

 

（3）添加有機硅類消泡劑產生的鹽沉積現象，曾出現在垃圾滲透液處理的蒸發工藝階段。

 

2、選對蒸發形式是防止堵管的第一步，降膜蒸發器等膜式蒸發器不適合有結晶體產生的場合，如果這些場合采用降膜等薄膜蒸發器，堵管是必然。易產生結晶體的場合應該采用強制循環型蒸發器或刮板蒸發器。其中強制循環蒸發器蒸發面積大、操作方便，換熱管內流速保持2m/s以上，如果采用的泵的流量遠遠不夠，達不到規定流速也會出現鹽的沉積。

 

3、蒸發管路的設置也是減少鹽沉積的重要因素。設計的管路盡量無死角，確保所有結晶鹽引入集鹽器，最后從集鹽器排出。

 

4、鈣、鎂離子等引起的結垢，采取的措施：

 

（1）對該廢水進一次程度的軟化，降少鈣、鎂離子的濃度。

 

（2）采用強制循環型蒸發器。

 

（3）采用石膏晶種法防垢或添加緩蝕阻垢劑。

 

（4）采用酸性清洗劑對蒸發設備進行定期清洗。

 

5、針對有機硅消泡劑引起的鹽沉積現象，建議更換聚醚類消泡劑進行消泡抑泡處理。優點是抑泡效果好，沒有鹽沉積現象；缺點是消泡成本增加，消泡效果沒有有機硅消泡劑明顯。

 

二、蒸發器運行成本控制

 

1、采用多效蒸發工藝，每增加一效，運行成本下降，但初次投資加大，對于廢水蒸鹽，一般不會超過三效，最多四效。

 

2、熱力壓縮型蒸發器TVR，可以減少一效的能耗。系統運轉會變得復雜。

 

3、采用機械蒸汽壓縮型蒸發器，降低運行成本，但國內蒸汽壓縮機不成熟，設備造價高，維護難度變大。另外機械蒸汽壓縮型蒸發器不適合沸點上升大的鹽類和堿類的蒸發。在含鹽廢水蒸發采用機械蒸汽壓縮型蒸發器需慎重選用。

 

4、做好蒸發設備的外保溫，減少熱量的損失。

 

5、冷凝液顯熱和潛熱和利用。利用預熱器回收冷凝器的顯熱，提高蒸發原液的進料溫度；采用閃蒸系統回收冷凝液的潛熱。

 

三、蒸發出鹽

 

1、離心機出鹽，離心機出鹽含水率低，但增加初次投資和運行成本，對于蒸發廢鹽品質要求高的可以采用；

 

2、出鹽器配收晶罐出鹽，鹽以晶體形式析出，外在水份較少，設備簡單、操作方便。微量水份可由濾網回到原液池再蒸發。

 

四、蒸發器的選擇

 

鹽類蒸發，優先選用強制循環型蒸發器。如果鹽類濃度較低，也可以采用前置降膜蒸發器+強制循環蒸發器的方式，以降低運行及初次投資。對于其它非鹽類的蒸發，優先選用降膜蒸發器。

 

五、蒸發器材材質的選擇

 

1、蒸發器材質選擇與廢水的成份密切相關。廢水易腐蝕鹽類可以分為氯離子鹽（如氯化鈉和氯化銨）和非氯離子鹽（硫酸鈉、硫酸銨、碳酸鈉、硝酸鹽等）。

 

2、氯離子按耐腐蝕性優先選用順序：鈦、雙相不銹鋼、炭鋼、普通不銹鋼。氯離子按性價比優先選用順序：炭鋼、鈦、雙相不銹鋼，最次是普通不銹鋼。非換熱設備，還可以選用炭鋼搪瓷，四氟，低溫可以選用聚丙烯、玻璃鋼等。

 

3、非氯離子鹽耐腐蝕性優先選用順序：不銹鋼316L,不銹鋼304，炭鋼。非氯離子按性價比優先選用順序：不銹鋼304或不銹鋼316L,其次為炭鋼。低溫可以采用UPVC、PE聚丙烯、玻璃鋼等。

 

六、蒸發器采用炭鋼材質的使用年限

 

從用戶降低蒸發設備的初次投資，提高設備的性價比的角度出發，同時根據腐蝕數據和生產經驗，廢水的蒸發器建議部分或全部采用炭鋼材質。

 

炭鋼材質不是所有材質里面抗腐蝕能力最強的，卻是性價比較優的材質；腐蝕數據表顯示氯化鈉鹽水對炭鋼的腐蝕速率為0.1-0.5mm/年，據據該數據炭鋼在氯化鈉廢水蒸發器的使用年限為5年。廢水成分復雜，廢水對材質的腐蝕過程也更復雜，科學分析和工程經驗很重要。

 

七、蒸發器是否為壓力容器

 

蒸發器不是典型的壓力容器，除了一效換熱室可能會有一定的壓力外，其余部分均為常壓或負壓裝置，無需按壓力容器要求執行。

 

八、蒸發過程中COD的去除

 

廢水中的COD主要是由廢水中的有機物的含量的多少決定的，廢水中含有的有機物可能是高沸點也可能是低沸點的。如果高沸點的有機物，在蒸發時隨鹽一塊進入固廢和廢液系統，冷凝水的COD則下降；如果廢水中是低沸點有機物，在蒸發過程隨冷凝水進入冷凝水系統，冷凝水的COD則不下降。

 

因此，蒸發過程中的COD的去除率與廢水中有機物的具體成份有關，可以根據廢水中有機物的具體成份和含量，對蒸發過程的COD去除率做基本判斷，最科學的辦法是先做蒸發小試，確定蒸發過程中的COD的去除率的問題。

 

九、廢水蒸發的MVR和多效蒸發

 

1、MVR和多效蒸發都是為了降低廢水蒸發的運行成本。MVR的基本原理是由二次蒸汽進行再壓縮，提高二次蒸汽的壓力和溫度，重復利用二次蒸汽加熱換熱器，最終實現節能。

 

2、多效蒸發的基本原理是二次蒸汽進入下一效蒸發器加熱，實現蒸汽的重復利用。多效蒸發由于各種因素的影響效數往往是有限的。單從節省蒸汽的角度看：MVR肯定比多效蒸發節省蒸汽消耗。 

 

3、初次造價：相比較多效蒸發，MVR需要增加蒸汽壓縮機和單效換熱面積，減少多效的相關設備和冷凝設備。由蒸汽壓縮機價格昂貴，同時增加換熱面積，處理規模相同的MVR蒸發器的總造價往往是多效蒸發的三、四倍。 

 

4、運行成本：MVR適合沸點隨濃度上升少的液體蒸發，例如果汁等食品行業及低濃度的液體（包括鹽溶液）的蒸發，這時MVR具有運行成本上的優勢。如果廢水的沸點隨濃度上升快，因為需要壓縮的溫升高，壓縮機電功率高，經濟性就明顯下降。

 

十、降膜蒸發器和強制循環蒸發器的組合

 

組合工藝是為了降低運行成本和初次造價，強制循環泵流量大，結構復雜，造價較高，沒有強制循環泵的降膜蒸發器的初次造價可以適當降低。強制循環泵電功率相對較大，去掉強制循環泵后蒸發系統的電耗量減少，因此運行成本有所下降。

 

降膜蒸發器只適合廢水的濃縮，不適合有鹽結晶的場合，因此采用降膜＋強制循環組合的蒸發器實際上犧牲了鹽水蒸發的可靠性，選擇降膜＋強制循環蒸發器處理含鹽廢水要更加慎重。一般情況下只對廢水中鹽的濃度低于10%的廢水采用降膜+強制循環蒸發的組合形式。

 

十一、廢水蒸發設備多效的選擇

 

總體而言，四效的初次造價會高些，四效的運行成本會相對低一點。具體而言，含鹽廢水蒸發過程，由于隨濃度升高，沸點上升的問題，效數不適采用過多，過多效數帶來的節能越來越有限，要求的生蒸汽壓力越來越高，同時初次造價增加明顯。綜合初次造價及運行成本，蒸發量超過100T的蒸發器宜采用三效或四效，小型蒸發器（小于20T/d)可以采用兩效。采用幾效蒸發器，需要根據污水處理廠的實際情況進行綜合評估和確定。