การระเหยและการตกผลึกของน้ำเสียเค็มจากอุตสาหกรรมเคมี
ภาคการผลิตเคมีสร้างน้ำเสียปริมาณมหาศาลที่มีความซับซ้อนและมีความเค็มสูง ซึ่งเต็มไปด้วยเกลืออนินทรีย์ โลหะหนัก และสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้น้ำทิ้งที่มาจากเคมีภัณฑ์ชั้นดี สีย้อม เม็ดสี ยา และการผลิตคลอ-อัลคาไล มีความท้าทายด้านการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างลึกซึ้งวิธีการออกซิเดชันทางชีวภาพและเคมีแบบดั้งเดิมไม่เพียงพอสำหรับการกำจัดของแข็งอนินทรีย์ที่ละลายน้ำได้
เพื่อให้เป็นไปตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดและบรรลุการปล่อยน้ำเสียเป็นศูนย์ (ZLD)โรงงานสมัยใหม่ใช้ระบบการระเหยและการตกผลึกแบบบูรณาการระบบความร้อนขั้นสูงเหล่านี้จะทำให้สารละลายเข้มข้นสูงตกผลึกเกลือแข็ง และกู้คืนน้ำกลั่นบริสุทธิ์สูงเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ในการดำเนินงานของโรงงาน
1. ขั้นตอนการดำเนินงานหลักของ ZLD น้ำเสียเคมี
ระบบการกู้คืนเกลืออุตสาหกรรมที่สมบูรณ์มักจะทำงานผ่านขั้นตอนตามลำดับที่ออกแบบมาเพื่อลดการใช้พลังงานและปกป้องอุปกรณ์เครื่องกล:
ขั้นตอนการบำบัดเบื้องต้น: น้ำเสียเคมีดิบจะผ่านกระบวนการทำให้เป็นกลางทางกายภาพ-เคมี การกำจัดความกระด้าง (การตกตะกอนของไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียม) และการกรองเพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอย น้ำมัน และสารตั้งต้นที่ก่อให้เกิดตะกรัน
การทำให้เข้มข้นด้วยเมมเบรน: ในกรณีที่เหมาะสม กระแสที่มีความเค็มสูงแรงดันต่ำจะผ่านหน่วยรีเวอร์สออสโมซิส (RO) เพื่อสกัดน้ำสะอาด ลดปริมาณสารละลายที่ส่งไปยังหน่วยความร้อนปลายน้ำ
การระเหยด้วยความร้อนและการลดปริมาตร: สารละลายเข้มข้นจะเข้าสู่เครื่องระเหยแบบฟิล์มตกหรือ MVR เพื่อกำจัดน้ำส่วนเกิน เพิ่มปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำทั้งหมด (TDS) จนถึงขีดจำกัดของการตกผลึก
การตกผลึกด้วยการระเหย: สารละลายข้นสูงจะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องตกผลึกแบบบังคับหมุนเวียนชนิดพิเศษ ซึ่งเกลือเป้าหมายจะตกผลึกเป็นผลึกแข็ง ซึ่งจะถูกแยกน้ำออกโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงอุตสาหกรรมอัตโนมัติ
2. การกำหนดค่าเทคโนโลยีขั้นสูง: MVR และการหมุนเวียนแบบบังคับ
เนื่องจากขั้นตอนการระเหยและการตกผลึกเป็นส่วนที่ใช้พลังงานมากที่สุดของโรงงาน ZLD การเลือกฮาร์ดแวร์เครื่องกลที่เหมาะสมจะเป็นตัวกำหนดความคุ้มค่าในระยะยาว:
การอัดไอน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยเครื่องจักร (MVR): ระบบ MVR จะจับไอน้ำรองที่เกิดขึ้นระหว่างการเดือด อัดไอน้ำด้วยเครื่องเป่าอุตสาหกรรมเพื่อเพิ่มอุณหภูมิและความดัน และนำกลับมาใช้เป็นสื่อกลางในการให้ความร้อนหลัก การออกแบบวงจรปิดนี้ช่วยลดการใช้พลังงานภายนอกลง 40% ถึง 60% เมื่อเทียบกับระบบไอน้ำแบบหลายผลแบบดั้งเดิม
เครื่องตกผลึกแบบบังคับหมุนเวียน:ปั๊มแกนไหลกำลังสูงจะรักษาความเร็วของของเหลวให้สูงผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ ป้องกันการเดือดเฉพาะจุดและป้องกันการก่อตัวของตะกรันบนพื้นผิวการให้ความร้อนเมื่อจัดการกับสารละลายเกลืออิ่มตัว
เทคโนโลยีน้ำเสียเกลืออุตสาหกรรม: เมทริกซ์เปรียบเทียบ
| พารามิเตอร์ / คุณสมบัติ | เครื่องตกผลึกแบบบังคับหมุนเวียน MVR | การระเหยแบบหลายผล (MEE) | บ่อระเหยพลังงานแสงอาทิตย์ |
|---|---|---|---|
| แหล่งพลังงานหลัก | ไฟฟ้า (คอมเพรสเซอร์และปั๊ม) | ไอน้ำอุตสาหกรรมภายนอก | พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ |
| ประสิทธิภาพพลังงาน | สูงมาก (นำความร้อนแฝดกลับมาใช้ภายใน) | ปานกลางถึงสูง (ขึ้นอยู่กับจำนวนผล) | ประสิทธิภาพความร้อนต่ำ พื้นที่ขนาดใหญ่ |
| การควบคุมการดำเนินงาน | วงจรปิดอัตโนมัติเต็มรูปแบบต่อเนื่อง | วาล์วควบคุมอัตโนมัติมาตรฐาน | ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ การเก็บเกี่ยวด้วยตนเอง |
| ผลผลิต | ของแข็งเกลือผลึกบริสุทธิ์สูงและน้ำสะอาด | ของแข็งเกลือผลึก | ส่วนผสมเกลือที่ไม่บริสุทธิ์ |
| การใช้งานที่เหมาะสมที่สุด | ZLD เคมีต่อเนื่องและการกู้คืนกำลังการผลิตสูง | โรงงานที่มีไอน้ำแรงดันต่ำส่วนเกินราคาถูก | ภูมิภาคแห้งแล้งที่มีมาตรฐานสิ่งแวดล้อมต่ำ |
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
ถาม: วัตถุประสงค์หลักของการระเหยและการตกผลึกในการบำบัดน้ำเสียเคมีคืออะไร?
ตอบ: เป้าหมายหลักคือการบรรลุการปล่อยน้ำเสียเป็นศูนย์ (ZLD) โดยการกำจัดกระแสน้ำเสีย การกู้คืนน้ำกลั่นที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ และการแยกเกลืออนินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ออกเป็นผลึกแข็งที่เหมาะสมสำหรับการกำจัดอย่างปลอดภัยหรือการนำกลับมาใช้ในอุตสาหกรรม
ถาม: เหตุใดการอัดไอน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยเครื่องจักร (MVR) จึงเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในการกู้คืนเกลือเคมี?
ตอบ: MVR จะจับและอัดไอน้ำรองเพื่อนำกลับมาใช้เป็นสื่อกลางในการให้ความร้อน ช่วยลดการใช้พลังงานความร้อนภายนอกได้อย่างมาก และลดต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว
ถาม: จะป้องกันการก่อตัวของตะกรันระหว่างการตกผลึกของสารละลายเกลือเคมีได้อย่างไร?
ตอบ: การก่อตัวของตะกรันจะลดลงผ่านการบำบัดทางเคมีต้นน้ำ (การกำจัดไอออนความกระด้าง เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม) และโดยการใช้ระบบหมุนเวียนแบบบังคับที่รักษาความเร็วของของเหลวให้สูงผ่านท่อแลกเปลี่ยนความร้อน
ถาม: จะเกิดอะไรขึ้นกับเกลือผลึกที่เก็บเกี่ยวได้จากน้ำเสียเคมี?
ตอบ: สารละลายผลึกเข้มข้นจะถูกปล่อยเข้าสู่เครื่องหมุนเหวี่ยงอุตสาหกรรมอัตโนมัติหรือเครื่องกรองสุญญากาศแบบหมุนเพื่อแยกของแข็งและของเหลว ทำให้ได้เค้กเกลือที่แยกน้ำออกแล้ว ซึ่งจะถูกทำให้แห้งและส่งไปฝังกลบหรือรีไซเคิลในอุตสาหกรรมที่ได้รับการรับรอง