GE零排放技术介绍

1、GE工业废水“零排放”技术介绍1.背景工业废水是指工矿企业在生产过程中产生的含有大量有机和无机盐的废水。“零排放”定义为工矿企业不向坏境排放任何废水，工业废水全部回用。随着工业化程度越來越高，工业用水和废水的排放量也越來越大，对生态环境造成的危害也越严重。同时，有些地区严重缺水，成为对社会经济持续发展的制约。面对这样严峻的周势，一些工业发达的国家，对某些地区的工矿企业，实施废水“零排放”。含有机物的废水比较容易处理。市场上有各种成熟的、行之有效的处理技术和设备可供选择。也可把废水排放至城市污水处理系统，集中处理。含有大量无机盐或TDS(TotalDissolvedSolids)的工业废水，就很

2、难处理。城市污水处理系统也无法处理这类废水。有些技术，如RO,EDR等膜技术，能回收60%左右的废水，剩余的浓缩废水最终仍耍排放进入环境，对环境造成二次其至多次重复污染，间接造成宏观经济上的严重损失。GE在70年代初期，开发和完善了一套处理含有大量无机盐或TDS的工业废水技术。该公司设计和生产的工业废水处理设备，能正真达到工业废水“零排放”的耍求，在目前世界上同类技术设备中处丁领先地位。数十年來，的技术和设备，在世界各地获得广泛采用和推崇。的核心技术为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”(MechanicalVapoiRecompressionEvaporationTeclmology),“晶种法技

3、术(SeededSlunyTeclmologv),和混合盐结晶技术(MixedSaltsCiystallizationTechnology)o下而分别介绍：400m3/hi11!屿产cfl水回月2(iam汕4ISOmSTh更发结島2Chn伽典型零排放系统工艺(仅供参考)2.机械蒸汽再压缩循环蒸发技术根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需耍吸收定量的热能；当物质由气态转为液态时，会放出等量的热能。这种热能称为“潜热”(LatentHeat)。传统的蒸发设备，无论是单级或多级闪蒸，在运作过程中，终会有部分潜热流失。在70年代初期，开发了目前世界上最先进的蒸发器，称为下降水膜型机

4、械蒸汽再压缩循环蒸发器(FallingFilmTypeMechanicalVaporRecompressionEvaporator)o是目前世界上用作处理含有高盐分或TDS废水最有效、最经济的设备。用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，由蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放的热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵、和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命，蒸发器的主体和内部的换热管等，通常用高级钛合金制造。蒸发器的一般使用寿命长达30年或以上。蒸发器在用晶种法技术运行时，也称为卤水浓缩

5、器(Bm】eConcentiatoi)。卤水分布件流入废水蒸馆水J再循环泵图1卤水浓缩器构造和工艺流程/卤水进入贮存箱，将卤水的pH值调整至5.5-6.0之间，为除气和除炭做准备。卤水进入换热器，将温度升至沸点。GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of14/加热后的卤水经过除气器，去除水里的不溶气体，如氧气和二氧化碳。/新进卤水进入浓缩器底槽，和在浓缩器内部循环的卤水混合，然后被泵至换热器管束顶部水箱。/卤水通过装置在换热管顶部的卤水分布件流入管内，均匀地分布在管子的内壁JL,呈薄膜状下降至底糟。部分卤水沿管壁下降时，吸收管外蒸气释放的热

6、能而蒸发，蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底糟。/底糟内的蒸汽经过除雾器进入压缩机。压缩蒸汽进入浓缩器（换热管的外面）。/压缩蒸汽的潜热传过换热管壁，对沿着管内琏下降的温度较低的卤水膜加热，使部分卤水蒸发。压缩蒸汽释放潜热时，在换热管外讎上冷凝成蒸饰水。/蒸饰水沿管壁下降，在浓缩器底部积聚后，被泵经换热器，进储存罐待用。蒸绸水流经换热器时，对新流入的卤水加热。/底槽内部分卤水被排放，以控制浓缩器内卤水的浓度。上述循环过程，周而复始，继续不断地进行。浓缩器处理的典型废水的化学成分如下：表1浓缩器处理的废水的化学成分示例卤水浓缩器处理的典型废水冷却塔排放废水软化系统、RO、EDR残液煤矿排水（RO系统

7、浓缩）钙Calcium400钠Sodium2,774钙Calcium32,815镁Magnesium400钙Calcium137镁Magnesium422钠Sodium1,320镁Magnesium26钠Sodium1,007硫酸盐Sulfate4,762氯化物Chloride829WPotassium1,186確酸氢盐Bicarbonate300铁Iron1硫酸盐Sulfate0.25硅Silica200钾Potassium151氯化物Chloride13总溶解固体7,589硫酸盐Sulfate4,816硝酸盐Nitrate1硝酸盐Nitrate324硅Silica24硅Silica89总溶

8、解固体21碳酸氢盐Bicarbonate308总悬浮固体53,138镒Manganese1磷酸盐Phosphate94浓缩器排放残液固体含量301,743PPm浓缩器排放残液固体含量157,330ppm浓缩器排放残液固体含量26L000ppm3“晶种法”技术如废水里含有大量盐分或TDS,废水在蒸发器内蒸发时，水里的TDS很容易附着在换热管的表面结垢，轻则影响换热器的效率，严重时则会把换热管堵塞。解决蒸发器内换热管的结垢问题，是蒸发器能否用作处理工业废水的关键。成功开发了独家护有的“晶种法”技术，解决了蒸发器换热管的结垢问题，使他们设计和生产的蒸发器，能成功地应用于含盐工业废水的处理，并被广泛采

9、用。应用“晶种法”技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩(BnneConcentrator)o经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,000ppm,通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。“晶种法”以硫酸钙为基础。废水里必须有钙和硫化物的存在。浓缩器开始运作前，如果废水里H然存存的钙和硫化物离子含量不足，可以人工加以补充，在废水里加添硫酸钙“种子”，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些“种子”上，并保持悬浮在水里，不会附着在换热管表面结垢。这种现像称为选择性结晶”(PreferentialPrecipit

10、ation)o卤水浓缩器通常能持续运作长达一年或以上，才需定期清洗保养。在一般情况下，除了在浓缩器启动时有可能需耍加添“晶种”外，正常运作时不需再加添“晶种”。图2为晶种法工艺示意图。图2晶种法工艺示意图混合盐结晶技术卤水浓缩器可回收卤水里9598%的水份。剩余的浓缩卤水残液，含有大量的可溶固体。在有些地区，卤水残液被送往蒸发池鬥然蒸发，或作深井压注处理。但很多地区，如美国西南部的科罗拉多河ColoradoRiver流域，为了防止浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注处理后渗出，对水源造成二次污染，沿岸的工矿企业产生的废水，必须作“零排放”处理。如残液的流量很小，则可用干燥器把残液干燥成固体，收集后送

11、堆填场填埋。如残液量较大，用结晶器把残液里的可溶固体给晶后收集填埋，是更经济可行的处理方法。一般生产性化工结晶程序，如氯化钠、硫酸钠等化工商品的生产，仅需要处理一种盐类的结晶。这类单盐卤水的结晶工芸，比较容易撑握。但工业污水里所含盐份，种类繁杂，其至含有两种盐份组成的复盐(DoubleSalts)o有多种盐类并存的卤水，会在结晶器内产生泡沫和具有极强的腐蚀性。同时多种不同盐类的存在，会造成卤水不同的沸点升高(BoilingPointRise)。不同成度的结垢，对设备的换热系数产生不同成度的影响。通过数十年的研究和实践，GETheimalProducts掌握了一整套混合盐类结晶技术，累积了丰富的

12、经验。通过实验室对混合盐卤的分析，准确检定卤水里各种盐类的成份和溶量，准确判断各种盐类对设备的影响，采用不同的设计参数，并在这基础上进行系统设计，为用户提供适合的，经济和可靠的设备，制定可行的操作和维修方案。用作混合盐结晶的结晶器，可用蒸汽驱Sj(SteamDnven),也可用电动蒸汽压缩机(ElectricityDrivenVaporCompiessoi)驱动。后者是能效较高的系统。因篇幅所限，这里仅就常用的电动蒸汽圧缩机驱动的结晶器作介绍。强制循压缩蒸汽结晶器强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统。系统所需的热能，由一台蒸汽压缩机提供。GEInfrastructureWater&Pr

13、ocessTechnologiesPage of140图3为结晶器的构造和工艺流程示意图待处理浓卤水被泵打入进结晶器。和正在循环中的卤水混合，然后进入壳管式(ShellandTube)换热器(加热器)。因换热器管子注满水，卤水在加压状态下不会沸腾并抑止管内结垢。循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体，产生涡旋；小部分卤水被蒸发。水分被蒸发时，卤水内产生晶体。大部分卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至离心机或过滤器，把晶体分禺。蒸汽经过除雾器，把附有的颗粒清除。蒸器经压缩机加压，压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸饰水，同时释放潜热，把管内的卤水加热。蒸係水供需耍高质蒸锚水的工艺使用。在某些条件下，

14、结晶器产生的晶体，可能是有很高商业价値的化工产品，如食盐，硫酸氨化肥等。GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of146.GEThermalProducts“零排放”处理设备的特点同其他废水处理设备比，GEThermalProducts的设备体积较小，占地面积也较小。设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16KWh:根据热动力学计算，卤水浓缩器的热效率是单效(SmgleEffect)闪蒸系统的27倍，或四效闪蒸系统的7倍。GEThermalPioducts的零排放系统能真正做到零排放”，回收高达98%以上废水中水分含量，而且回收的是优

15、质蒸绸水，所含TDS小TlOppm,稍作处理，即可作高压锅炉补给水。GEThermalProducts零排放的关键设备，用高质量的钛合金制造，设备使用寿命长达30年或以上。“晶种法”技术的应用，解决了设备结垢问题，设备能持续运作一年或以上，不用经常清理保养，不影响厂、矿的正常生产。GEThermalProducts设备H动化程度高，容易操作。设备易丁保养，所有需耍保养清洗的部位，工作人员都能进入。GEThermalProducts的设备，依据用户的客观条件，单独设计和制造，满足用户的需要。GEThermalProducts能为用户提供工业废水“零排放”处理有关的成套服务，包括咨询，项目评估，制

16、定方案，系统设备设计，设备制造和采购，质量监控，设备系统按装，项目管理，试运，投产，和提供人员培训，售后服务。GEThermalProducts-零排放”技术设备和服务，受到户用一致推崇。目前，在世界各地，有超过150套的设备在不动行业的工矿企业中运作。许多用户曾多次采用的设备，也有一些用户，是由丁采用了其它供应商的设备产生问题后，再找作善后处理的。为了抵抗浓缩工业废水的腐蚀，对设备质量有极严格的要求，浓缩器，结晶器，和其它相关辅助设备，必须采用最优质的材料制造，如钛合金等。所以设备成本较高。为了满足中国市场的需求，正在采取一系列的措施，如在中国进行设备组装，采购材料和部件等。在不影响设备质量

17、的前题下，达到降低成本的目的。使GE的设备和技术，能如在世界其它地区一样，在中国得到广泛的采用和支持。GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of14GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of14GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of14最早的化工行业的零液体排放工程最早的炼油厂零液体排放工程GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of14最早的重油开采零液体排放工程GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage #of14GEInfrastructureWater&ProcessTechnologiesPage of14mconxKTiatwk最佳国内案例