焦化厂硫酸钠废水处理设备选型需结合废水特性(高盐度、复杂成分、易结垢)、处理规模、能源价格及环保要求,采用“预处理+蒸发结晶+深度处理+资源回收”的组合工艺,核心设备选型及技术要点如下:
一、焦化厂硫酸钠废水特性与预处理设备
特性分析:硫酸钠浓度20%-35%,含铝离子、有机物、悬浮物,pH酸性(2-4),蒸发时易结垢(硫酸钠在33-34℃溶解度高,高温下溶解度下降,低温析出芒硝)。
预处理设备:
物理预处理:格栅过滤去除大颗粒悬浮物,调节池均衡水质水量(停留时间8-10小时),pH调节至6-7(氨水/石灰中和),蒸氨脱酚塔去除氨氮和酚类化合物。
化学预处理:膜过滤(陶瓷膜错流微滤)分离氢氧化铝沉淀,萃取脱酚回收酚类化合物,混凝沉淀去除悬浮物和胶体颗粒。
除油设备:气浮机或斜板隔油池去除油类物质,防止后续蒸发器堵塞。
二、焦化厂硫酸钠废水蒸发结晶核心设备
蒸发器选型:
MVR蒸发器:节能30%-50%,蒸汽消耗降至传统蒸发1/3以下,适合大处理量(≥8t/h)。采用强制循环设计(流速≥2m/s防结垢),材质选用2205双相钢或钛材,耐腐蚀且抗结垢。配套自动化控制系统(PID调节温度/压力),实现无人值守。
多效蒸发器:三效/四效顺流蒸发,热效率80%以上,适合蒸汽价格低、大规模连续生产场景。前效二次蒸汽作为后效热源,减少蒸汽消耗。
强制循环蒸发器:流速≥1.5m/s,冲刷管壁防结垢,适合高粘度、易结晶物料。搭配OSLO/DTB结晶器,控制晶体粒度(≥1mm),减少细晶堵塞。
结晶控制:蒸发温度80-120℃,真空度0.05-0.075MPa,浓缩比1:20。通过晶型控制剂调节过饱和度,促进大颗粒晶体形成。冷冻结晶(-5℃至10℃)进一步分离硫酸钠和氯化钠,提升纯度。
三、焦化厂硫酸钠废水深度处理与资源回收
固液分离:离心机或板框压滤机分离硫酸钠晶体(纯度≥99%),母液回流至蒸发器循环使用。晶体经干燥(真空干燥机,含水率≤0.5%)后作为工业盐或肥料回收。
冷凝水处理:蒸发冷凝水含氨氮(约200mg/L)、COD,经A/O生化系统脱氮,活性污泥法降解COD,确保出水氨氮≤15mg/L、COD≤50mg/L。深度处理采用反渗透/电渗析,电导率<10μS/cm,回用于生产(如配酸、冲洗),回用率≥85%。
资源回收:硫酸钠结晶作为工业盐(符合GB/T5462标准),氢氧化铝沉淀经干燥后替代陶土用于农药填充料。母液通过多效蒸发浓缩或返回前端循环,减少固废排放。
四、焦化厂硫酸钠废水处理设备防结垢与防腐蚀措施
材质选择:接触部分采用2205双相钢或钛材,非换热部件用316L不锈钢,关键位置设置吹扫/置换装置。
防结垢设计:提高流速(≥2m/s),优化温度分布(避免局部过热),采用折流板加热器强化传热。定期水洗、酸洗或机械清洗(高压水枪),结合电脉冲、超声波防垢技术。
腐蚀防护:阴极?;?、耐蚀涂层(搪瓷/四氟),预处理去除钙镁离子(软化、脱钙),或添加晶种法控制结晶过程。
五、焦化厂硫酸钠废水技术经济性与环保效益
能耗与成本:MVR蒸发吨水能耗25-50kWh,运行成本约22元/吨,较传统三效蒸发降低40%以上。硫酸钠回收率≥85%,资源化产品产生经济效益。
环保合规:符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)、《农药工业水污染物排放标准》(GB21523-2008),废水零排放,减少氨氮、COD排放,固废减少80%以上。
案例参考:河南某钛白粉企业采用多效蒸发+冷冻结晶工艺,年回收硫酸钠与氯化钠,冷凝水回用率96.8%;山东某企业MVR蒸发器处理硫铵废水,结晶纯度99.2%,能耗降低60%。
焦化厂硫酸钠废水处理设备选型需以“资源回收+达标排放”为目标,优先选择MVR蒸发器+强制循环蒸发器组合,辅以预处理、防结垢防腐蚀设计及深度处理系统,实现硫酸钠高效回收、废水循环利用及环境友好排放,兼具经济效益与环保效益。