焦化廠硫酸鈉廢水處理設備選型需結合廢水特性(高鹽度、復雜成分、易結垢)、處理規模、能源價格及環保要求,采用“預處理+蒸發結晶+深度處理+資源回收”的組合工藝,核心設備選型及技術要點如下:
一、焦化廠硫酸鈉廢水特性與預處理設備
特性分析:硫酸鈉濃度20%-35%,含鋁離子、有機物、懸浮物,pH酸性(2-4),蒸發時易結垢(硫酸鈉在33-34℃溶解度高,高溫下溶解度下降,低溫析出芒硝)。
預處理設備:
物理預處理:格柵過濾去除大顆粒懸浮物,調節池均衡水質水量(停留時間8-10小時),pH調節至6-7(氨水/石灰中和),蒸氨脫酚塔去除氨氮和酚類化合物。
化學預處理:膜過濾(陶瓷膜錯流微濾)分離氫氧化鋁沉淀,萃取脫酚回收酚類化合物,混凝沉淀去除懸浮物和膠體顆粒。
除油設備:氣浮機或斜板隔油池去除油類物質,防止后續蒸發器堵塞。
二、焦化廠硫酸鈉廢水蒸發結晶核心設備
蒸發器選型:
MVR蒸發器:節能30%-50%,蒸汽消耗降至傳統蒸發1/3以下,適合大處理量(≥8t/h)。采用強制循環設計(流速≥2m/s防結垢),材質選用2205雙相鋼或鈦材,耐腐蝕且抗結垢。配套自動化控制系統(PID調節溫度/壓力),實現無人值守。
多效蒸發器:三效/四效順流蒸發,熱效率80%以上,適合蒸汽價格低、大規模連續生產場景。前效二次蒸汽作為后效熱源,減少蒸汽消耗。
強制循環蒸發器:流速≥1.5m/s,沖刷管壁防結垢,適合高粘度、易結晶物料。搭配OSLO/DTB結晶器,控制晶體粒度(≥1mm),減少細晶堵塞。
結晶控制:蒸發溫度80-120℃,真空度0.05-0.075MPa,濃縮比1:20。通過晶型控制劑調節過飽和度,促進大顆粒晶體形成。冷凍結晶(-5℃至10℃)進一步分離硫酸鈉和氯化鈉,提升純度。
三、焦化廠硫酸鈉廢水深度處理與資源回收
固液分離:離心機或板框壓濾機分離硫酸鈉晶體(純度≥99%),母液回流至蒸發器循環使用。晶體經干燥(真空干燥機,含水率≤0.5%)后作為工業鹽或肥料回收。
冷凝水處理:蒸發冷凝水含氨氮(約200mg/L)、COD,經A/O生化系統脫氮,活性污泥法降解COD,確保出水氨氮≤15mg/L、COD≤50mg/L。深度處理采用反滲透/電滲析,電導率<10μS/cm,回用于生產(如配酸、沖洗),回用率≥85%。
資源回收:硫酸鈉結晶作為工業鹽(符合GB/T5462標準),氫氧化鋁沉淀經干燥后替代陶土用于農藥填充料。母液通過多效蒸發濃縮或返回前端循環,減少固廢排放。
四、焦化廠硫酸鈉廢水處理設備防結垢與防腐蝕措施
材質選擇:接觸部分采用2205雙相鋼或鈦材,非換熱部件用316L不銹鋼,關鍵位置設置吹掃/置換裝置。
防結垢設計:提高流速(≥2m/s),優化溫度分布(避免局部過熱),采用折流板加熱器強化傳熱。定期水洗、酸洗或機械清洗(高壓水槍),結合電脈沖、超聲波防垢技術。
腐蝕防護:陰極保護、耐蝕涂層(搪瓷/四氟),預處理去除鈣鎂離子(軟化、脫鈣),或添加晶種法控制結晶過程。
五、焦化廠硫酸鈉廢水技術經濟性與環保效益
能耗與成本:MVR蒸發噸水能耗25-50kWh,運行成本約22元/噸,較傳統三效蒸發降低40%以上。硫酸鈉回收率≥85%,資源化產品產生經濟效益。
環保合規:符合《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)、《農藥工業水污染物排放標準》(GB21523-2008),廢水零排放,減少氨氮、COD排放,固廢減少80%以上。
案例參考:河南某鈦白粉企業采用多效蒸發+冷凍結晶工藝,年回收硫酸鈉與氯化鈉,冷凝水回用率96.8%;山東某企業MVR蒸發器處理硫銨廢水,結晶純度99.2%,能耗降低60%。
焦化廠硫酸鈉廢水處理設備選型需以“資源回收+達標排放”為目標,優先選擇MVR蒸發器+強制循環蒸發器組合,輔以預處理、防結垢防腐蝕設計及深度處理系統,實現硫酸鈉高效回收、廢水循環利用及環境友好排放,兼具經濟效益與環保效益。