[发明专利]一种蒸发工艺防止结垢的方法

说明书

废水在蒸发工艺设备中进行蒸发的过程里，投加化学除垢药剂使易结垢成分形成固体颗粒物以不溶物的形式从废水中分离出来，可以有效防止蒸发器结垢，占地面积小，投资较小，可以提高蒸发器的有效工作时间，可减少蒸发器的清洗次数，控制简单，管理简单的优点。

技术领域

本发明涉及一种蒸发工艺防止结垢的方法，特别涉及废水处理过程中的蒸发工艺。

背景技术

废水中的成分既有作为溶剂的水，又有溶质，如各种类的盐、有机物等。蒸发工艺常用于高含盐量废水的蒸发，来用于去除水以及减少残余废水的重量，有时也用来进行蒸发、结晶来减少废水的含盐量。常用的蒸发器有单效蒸发器、双效蒸发器、多效蒸发器、机械压缩再蒸发（MVR）蒸发器、热泵型蒸发器等。废水中的某种组分如果达到结晶点也就是结晶临界值会使溶液中这种组分离子浓度的乘积大于该组分的溶度积，则这种组分有从溶液中析出的趋势，如氯化钠的溶液经过反复蒸发可能导致氯化钠固体析出。有些组分在蒸发过程中很容易从废水溶液中析出，沉积并附着在废水流通通道的表面形成结垢，如换热器的流道内、管道内壁等部位。特别是钙、镁离子、其它高价态金属阳离子与碳酸根、硫酸根、硅酸跟、磷酸根等阴离子结合形成的污垢附着性强、硬度高，长期累积容易造成管道内径减小、传热性能降低等，甚至导致蒸发工艺无法顺利进行。

常用于防止蒸发结垢有三种方法。一是经过软化工艺作为预处理，降低钙镁离子的浓度来减少结垢的风险。但是即使通过预处理中的软化过程，在蒸发工艺过程造成的结垢离子的浓度也会逐步增高，高于结垢的临界值后会有晶体析出，或者形成过饱和溶液，过饱和溶液很容易附着在管道和设备上形成结垢，最终导致蒸发工艺的设备和管道不同程度的结垢；二是采用石膏晶种法，利用大量微细的硫酸钙晶体作为晶种使结垢在晶种表面进行，延缓蒸发设备和管道内结垢，但是晶种法在蒸发时易产生泡沫、热效率低、性价比低且要求较高的管理水平；三是采用投加阻垢剂的方法，在废水中投加阻垢剂或螯合剂来防止垢的形成，但是随着蒸发母液含盐量的增加，一般很难起到预期效果。

为了克服以上防蒸发结垢方法的缺点，本发明提供一种工作原理简单可靠、实施方便、管理简单，可以长期地、有效地防止蒸发工艺中设备和管道的结垢的方法。

发明内容

本发明解决问题的技术方案是：废水在蒸发工艺设备中进行蒸发的过程中，包含一个投加化学除垢药剂使易结垢成分形成固体颗粒物的过程，使易结垢成分在特定的工艺设备内以不溶物的形式从废水中分离出来排出蒸发系统，分离后的废水继续蒸发或排出蒸发系统。

一般蒸发设备大致由换热器、蒸发器（也可以叫分离器、分离室等）、真空泵、循环泵、连接管道等组成，对于有结晶要求的工艺过程有可能还有结晶器（也可以叫稠厚器、增稠器等）、母液罐、母液泵、离心机等设备；MBR设备还有蒸汽压缩机等设备。本专利所例举的工艺设备仅是有助于对专利原理的说明，具体实施中有可能并不是必要的和不可替代的，可以根据需要而定，这不缩小本专利的保护范围。

本专利投加化学药剂使易结垢成分形成固体颗粒物的过程中投加的药剂暂时称作“化学除垢药剂”，具体种类需要根据水质特性而定，如对于钙镁离子可能投加的药剂为类似碳酸钠和氢氧化钠液体的组合药剂，对于防止硅酸盐结垢可能采用先投加镁盐，再投加氢氧化钠等药剂或类似的药剂，可能的反应和分离过程至少不少于一次，可以是连续过程也可以是批次进行。本专利的说明书仅以防止钙镁离子结垢作为例子来说明，需要投加的化学药剂种类和反应方式仅用来进行说明本发明的工作原理，不缩小本专利的保护范围。