废水处理工程设备专业施工队伍 地埋式污水处理设备

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　汽提过程属于预处理阶段，是利用物理过程脱除氨氮废水中的氨及酸性气体的方法之一。煤气化中氨氮废水可看作是NH3、H2S和CO2等组成的多元水溶液，在水中形成NH4HS、(NH4)2CO3、NH

　实际运行过程中，气化装置黑灰水循环工段出现外排废水pH值高、氨氮含量高，过高的氨氮含量给后续生化处理造成很大的压力，大大增加了废水的生化处理费用。分析发现，原工艺流程中氨氮没有出

　核燃料循环的各个工艺试验环节均会产生低水平放射

　热侧料液在原水槽中加热至温度时由磁力循环泵经预过滤器至膜组件热侧后又返回原水槽，冷却水在冷水槽经磁力循环泵至制冷水槽换热，后至膜组件冷侧又返回冷水槽，如此热侧、冷侧循环建立，热侧料液在蒸汽压差的作用下发生挥发，水蒸气通过膜后被冷却形成净化水。

　　1.4 实验方法及内容

　　模拟料液配制以Ca(NO3)2、Al(NO3)3为源项配制Al3+与Ca2+摩尔比1:1的不同含量硝酸盐混合溶液。热实验分析检测废水总α放射性比活度Σα为1.26kBq/L、总β放射性比活度Σβ为30.4kBq/L，同时调节配制不同盐分含量的废液开展热验证实验。

　　实验过程以热侧流量、热侧温度、热侧盐含量为变量，以硝酸盐混合溶液为原料液进行实验得出优化的工艺运行控制参数，考虑到处理高酸废液，故研究不同酸度对膜蒸馏效果的影响，后在优化工艺运行条件下开展热实验验证。

　　数据采集以实验系统稳定30min后开始，每隔10min分别取原料液和冷凝液，冷却至室温后进行电导率测量，单一控制条件下数据平行采集5次。

　　冷实验结果计算以电导率(电导率与溶液中溶质的质量浓度在一定范围内成线性关系)表征盐的质量浓度，计算膜通量和截留率;热实验结果计算以废液放射性比活度，计算净化系数。

　　2、结果与讨论

　　2.1 热侧循环流量的影响

　　热侧溶液盐分的质量浓度10g/L，温度65℃，冷侧循环体积流量qV1=2m3/h，温度20℃，该操作条件下热侧循环流量qV2对膜通量及截留率的影响见表1。

性废水(简称“低放废水")，如铀转化纯化的含铀含氟低放废水、核电站的含硼酸低放废水、核燃料后处理的各类复杂低放废水、乏燃料后处理产生的高盐分低放废水等等。为了保护环境和人类健康，这些废水必须经过安全、经济和有效的处理处置。目前此类废水虽得到较为有效的处理处置，但仍存在处理工艺流程复杂、成本高、效率低等问题。

　　膜蒸馏作为一种新型膜分离技术已逐渐引起了广泛关注，相比传统的低放废水处理方法，如蒸发法、化学沉淀法、过滤法、离子交换法或这几种工艺的组合，膜蒸馏技术具有工艺流程简单、应用成本低、效率高等诸多优点，尤其是对高盐分废水的浓缩结晶处理具有不可代替的*性。

　　本研究以某核设施产生的高含盐量低放废水为处理对象，以其主要化学组成Ca(NO3)2、Al(NO3)3为模拟源项配制料液，研究气隙式膜蒸馏组件系统操作温度、流量及浓度对膜通量、截留率的影响，并验证该系统对真实高盐分低放废液的净化效果。

　　1、实验部分

　　1.1 膜蒸馏关键性能评价参数

　　膜蒸馏是一种采用微孔疏水膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的新型膜分离过程。如图1所示，冷热侧的水溶液被疏水微孔膜分开，由于膜的疏水性，因此两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一侧，而热侧水溶液与膜界面的水蒸汽分压高于冷侧，水蒸汽就会从热侧(高蒸汽压)穿过膜孔进入冷侧(低蒸汽压)而冷凝，这个蒸发-传质-冷凝过程称其为膜蒸馏过程。

口，煤气化废水及合成气中的氨氮通过黑灰水循环系统和变换、净化工段回收的氨又以水溶液的形式进入水煤浆制备工段，造成了氨氮在系统中的累积。为此需通过流程优化改造，为累积的氨氮设置出口，实现氨的资源化回收。

　　3.3 改造思路

　　总体改造思路为：在不使用外界热量的前提下，合理配置中、低压闪蒸所具有的热量和动力，通过新增脱酸塔、脱氨塔、水回收塔、氨吸收塔及相应的冷换设备，对流程进行合理配置，实现气化、变换工段高氨氮废水中氨的资源化回收。

　　上述改造思路为高氨氮废水中的氨氮提供一个出口，将装置中累积的氨氮实现高品质回收利用。汽提出的氨气通过脱盐水吸收，制成10%~15%(w)的氨水，直接作为烟气脱硫的还原剂使用;处理后的废水氨氮含量能够很好地满足后续生化处理的要求。闪蒸过程中富裕的能量用于水回收塔最大限度对废水进行纯化，流程操作灵活稳定。

　　3.4 改造后流程

　　改造后工艺流程如图2所示，其中红色部分为新增设备。气化装置的黑水首入高压闪蒸罐，高压闪蒸罐气相去后续装置冷凝后为高压闪蒸汽凝液，进入闪蒸凝液罐，高压闪蒸凝液进入中压闪蒸罐;中压闪蒸罐汽相作为新增脱酸塔、脱氨塔再沸器热源，根据流程调整也可作为新增水回收塔的再沸器热源，冷凝液进入闪蒸凝液罐，中压闪蒸罐液相进入低压闪蒸罐，后续进入原有流程;闪蒸凝液罐汽相进入新增脱酸塔中部，罐底液相进入脱酸塔中上部，变换凝液温度较低，进入脱酸塔塔顶作为冷回流，控制脱酸塔塔顶温度;脱酸塔塔顶出酸性气体去火炬系统燃烧，脱酸塔底部液相进入脱氨塔;脱氨塔塔顶汽相依次进入一级冷凝器、一分罐、二级冷凝器、二分罐使水冷凝下来进入回流罐作为脱氨塔的回流，脱氨塔塔底进入原有除氧器;二分罐汽相为低硫氨气，进入氨吸收塔底部，脱盐水进入氨吸收塔顶部，氨吸收塔塔底为10%~15%(w)的氨水产品;为了保证装置有更大的调节空间，新增加水回收塔，原灰水槽部分灰水进入水回收塔塔顶，水回收塔塔顶组分进入原有除氧器，塔底组分经冷却后进入生化处理装置，水回收塔塔釜可根据流程调整利用中压闪蒸罐汽相作为再沸器热源或利用原有低压闪蒸蒸汽直接蒸汽汽提。

废水处理工程设备专业施工队伍4HCO3等弱酸弱碱性铵盐，在水中溶解后分别产生NH3、H2S和CO2分子，因此该多元水溶液是化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂体系，因此控制化学、电离和相平衡的适宜条件是处理好氨氮废水和选择适宜操作条件的关键，影响上述三个平衡的主要因素是浓度和分子比[3]。汽提过程通过加热可以提高气相中NH3、H2S和CO2的含量，但其在液相中的浓度、溶解度、挥发性不同，且离子反应的平衡常数不同，这就造成了这三种分子从液相转入气相难易程度和顺序不同。NH3、H2S和CO2在液相中以相应的离子(NH4+、CO32-、HCO3-、S2-)形式存在，汽提促使液相中化学平衡及电离平衡逆向进行，氨、硫化氢和二氧化碳以分子形式通过气相移除，这样使得氨、硫化氢及二氧化碳不断从液相转移到气相，最终达到净化水质的目的。

　　3、工艺流程简述

　　3.1 原工艺流程

　　原高氨氮废水处理流程如图1所示，原流程采用四级闪蒸流程，变换凝液及高压闪蒸凝液进入中压闪蒸罐，中压闪蒸罐气相依次经灰水换热器、中压闪蒸冷凝器进入中压闪蒸分离罐，中压闪蒸罐液相进入低压闪蒸罐;中压闪蒸分离罐气相进入变换汽提塔，液相进入除氧器;低压闪蒸罐气相进入除氧器，液相进入真空闪蒸罐;真空闪蒸罐气相经真空闪蒸冷凝器进入真空闪蒸分离罐，液相进入澄清槽;真空闪蒸分离罐气相进入真空泵，液相经泵送至除氧器;澄清槽分液进入灰水槽，灰水一部分作为锁斗冲洗水，一部分去废水处理，其余部分去除氧器，除氧器液相返回气化工段。变换凝液部分经汽提塔汽提后返回磨煤装置，