高濃度含鹽廢水液中焚燒處理技術(shù)

孔連琴

宜興福鼎環(huán)保工程有限公司 （江蘇宜興 214214）

環(huán)境保護(hù)

高濃度含鹽廢水液中焚燒處理技術(shù)

孔連琴

宜興福鼎環(huán)保工程有限公司 （江蘇宜興 214214）

概述了常規(guī)水處理技術(shù)處理高濃度含鹽廢水的局限性，介紹了液中焚燒處理含鹽廢水的工藝技術(shù)和特點(diǎn)，通過對液中焚燒技術(shù)正壓工藝與負(fù)壓工藝進(jìn)行比較來論證正壓工藝的可靠性；對煙囪“白煙”的產(chǎn)生原理予以說明，并提出預(yù)防措施。含鹽廢水液中焚燒技術(shù)燃燒效率高、防腐能力強(qiáng)、控制先進(jìn)，避免了傳統(tǒng)焚燒爐工藝的諸多弊端，解決了高化學(xué)需氧量（COD）含鹽廢水難以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的難題，符合國家各項(xiàng)法律法規(guī)要求。

高濃度含鹽廢水 液中焚燒 正壓 白煙去除

0 前言

印染、造紙、醫(yī)藥中間體、農(nóng)藥、化工等行業(yè)在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量含鹽有機(jī)廢水，該類廢水含鹽量較高、污染嚴(yán)重且沒有回收價(jià)值，必須經(jīng)過處理后才能排放。目前最常用的水處理技術(shù)是生物處理，它具有應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。無機(jī)鹽類在微生物生長過程中起著促進(jìn)酶反應(yīng)、維持膜平衡和調(diào)節(jié)滲透壓等重要作用，但鹽濃度過高又會(huì)對微生物的生長產(chǎn)生抑制，其主要原因在于：（1）鹽濃度高會(huì)導(dǎo)致滲透壓高，使微生物細(xì)胞脫水，引起細(xì)胞原生質(zhì)分離；（2）鹽析作用使脫氫酶活性降低；（3）高氯離子對細(xì)菌有毒害作用；（4）含鹽廢水密度高，活性污泥容易上浮流失。基于以上幾點(diǎn)，生物處理技術(shù)只能處理鹽濃度低于1%的含鹽廢水，如果對廢水進(jìn)行稀釋，不僅會(huì)造成水資源的浪費(fèi)，而且還會(huì)造成處理設(shè)施龐大、投資增加、運(yùn)行費(fèi)用提高、可行性差等后果。因此，本文介紹了利用焚燒技術(shù)來處理高濃度含鹽廢水的方法。

1 含鹽廢水的焚燒處理難點(diǎn)

有機(jī)含鹽廢水具有高含鹽（飽和溶解度以下）、含鹵族元素、高化學(xué)需氧量（COD）等特點(diǎn)，廢水中的無機(jī)鹽以低熔點(diǎn)的鈉鹽為主，傳統(tǒng)的廢液焚燒爐在處理以上廢水時(shí)，往往由于無機(jī)鹽熔點(diǎn)低（氯化鈉熔點(diǎn)為801℃、硫酸鈉熔點(diǎn)為884℃），爐膛內(nèi)溫度高（焚燒法規(guī)要求焚燒溫度為1100℃）而造成無機(jī)鹽熔融結(jié)壁、不易出灰甚至隨煙氣進(jìn)入后續(xù)工段堵塞設(shè)備及煙道，從而影響尾段設(shè)備的使用，基本導(dǎo)致排風(fēng)機(jī)故障率高等現(xiàn)象，使設(shè)備不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2 液中焚燒技術(shù)介紹

目前國際上高濃度含鹽廢水最成功最穩(wěn)定的焚燒技術(shù)即為液中焚燒系統(tǒng)，液中焚燒裝置主要由儲(chǔ)槽區(qū)、進(jìn)料輸送系統(tǒng)、液中焚燒爐、輔助燃燒系統(tǒng)、急冷罐、文丘里洗滌塔、儀電控制系統(tǒng)、高壓送風(fēng)系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)等構(gòu)成，裝置簡圖見圖1。

圖1 液中焚燒裝置示意圖

輔助燃料/廢溶劑輸送至高壓燃燒器，充足的補(bǔ)氧空氣由燃燒風(fēng)機(jī)提供，廢水由均勻設(shè)在焚燒爐肩部的霧化器定量噴入爐內(nèi)，在壓縮空氣的霧化下（霧化粒度以微米計(jì)），廢水在高溫下從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，廢水中的鈉鹽也以微米級(jí)顆粒物的形式分散在煙氣中。焚燒爐溫度為1100℃，廢水中的有機(jī)物被完全破壞分解，廢液中的無機(jī)鹽在高溫下熔融，并在高壓風(fēng)的作用下，一部分無機(jī)鹽顆粒物在氣流運(yùn)動(dòng)過程中觸碰到爐壁，大量小顆粒聚集為流體態(tài)的無機(jī)鹽順著爐壁流至急冷罐并于水中溶解；另一部分無機(jī)鹽以顆粒物的狀態(tài)隨著煙氣浸沒至急冷罐，不會(huì)出現(xiàn)無機(jī)鹽堆積、結(jié)壁現(xiàn)象。冷卻液循環(huán)至一定的濃度后外排，外排的含鹽水外觀無色透明，COD、水中懸浮物（SS）等各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，還可將該排放鹽水通往三效蒸發(fā)器，回收無機(jī)鹽以供生產(chǎn)線循環(huán)使用。

完全燃燒產(chǎn)生的煙氣通過誘導(dǎo)管進(jìn)入冷卻罐，將1100℃的煙氣瞬間冷卻至100℃以下，阻止二噁英再次生成；通過控制冷卻罐內(nèi)NaOH溶液的加藥量來調(diào)節(jié)冷卻液pH值，確保酸性氣體的去除。

煙氣中無機(jī)鹽顆粒物在煙氣和急冷液急劇地直接接觸、蒸發(fā)過程中會(huì)有一部分隨煙氣逃逸進(jìn)入后續(xù)工段，經(jīng)文丘里喉管的高速洗滌，去除粉塵和細(xì)微無機(jī)鹽，最后達(dá)標(biāo)的煙氣通過煙囪排入大氣中。

特別需要說明的是可以根據(jù)廢水的具體組成，在焚燒系統(tǒng)中增設(shè)脫硝、濕法靜電除塵、廢水濃縮等裝置以確保達(dá)標(biāo)排放并進(jìn)行合理經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

3 正壓、負(fù)壓焚燒工藝在液中焚燒應(yīng)用的比較

目前，我國主要的焚燒工藝為負(fù)壓工藝，其優(yōu)點(diǎn)是在引風(fēng)機(jī)的作用下煙氣不易外泄，這在固廢焚燒爐上是很有必要的（固體焚燒爐在連續(xù)進(jìn)料和出灰的過程中必須保持負(fù)壓狀態(tài)，否則煙氣會(huì)逸出），但在含鹽廢水焚燒處理時(shí)并不適用，從上述液中焚燒的工藝描述可以看出，采用濕法尾氣處理工藝，含鹽廢水焚燒產(chǎn)生的煙氣濕度大、顆粒物細(xì)，如果選用常規(guī)的負(fù)壓廢液焚燒爐，引風(fēng)機(jī)易發(fā)生故障，會(huì)對連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患。

（1）由于煙氣中水分含量較大，且在露點(diǎn)溫度以下，水蒸氣容易在葉輪表面積聚，使葉輪重心不在中心位置，通過離心力作用，使引風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)加劇，不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；

（2）煙氣中逃逸的無機(jī)鹽/粉塵顆粒隨著氣流通過引風(fēng)機(jī)，使葉輪磨損，并黏結(jié)在表面，造成葉輪重心不在中心位置，使葉輪失去平衡、引風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)加劇，不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

所以引風(fēng)機(jī)容易發(fā)生故障，每次故障都會(huì)造成不正常停爐，瞬間排放不達(dá)標(biāo)尾氣，對環(huán)境造成危害。另外引風(fēng)機(jī)位于后段，與正壓的送風(fēng)機(jī)相比，送風(fēng)機(jī)能力只需考慮燃燒用的空氣，而引風(fēng)機(jī)能力還需要另外考慮廢水的煙氣發(fā)生量以及急冷罐蒸發(fā)的水蒸氣量，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量比送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量高出2倍，電力的消耗也在2倍以上，從運(yùn)行成本來看不經(jīng)濟(jì)。

含鹽廢水的焚燒，因?yàn)榈腿埸c(diǎn)鈉鹽高溫熔融特性，在焚燒量的工藝選擇上，要關(guān)注的重點(diǎn)并不是泄漏問題（完全密封無泄漏的生產(chǎn)制作以現(xiàn)有工藝來說并不是很困難），而是連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、達(dá)標(biāo)排放的問題。正壓工藝在連續(xù)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)上更優(yōu)于負(fù)壓工藝。

4 液中焚燒煙囪“白煙”（水汽）的去除

液中焚燒采用的是濕法尾氣處理工藝，最終煙囪排出的煙氣中水蒸氣含量占50%左右，高出外界大氣甚多。而在一定溫度下，一定量的空氣所能容納的水蒸氣量有一定的限度［空氣中的水蒸氣量多時(shí)占大氣的3%～4%（體積分?jǐn)?shù)），量少時(shí)僅占0.01%，一般情況下約1.1%］。空氣中水蒸氣含量達(dá)到最高限量時(shí)的空氣稱為飽和空氣，濕冷的空氣與煙囪口排出的煙氣接觸時(shí)，外界大氣無法吸收煙氣中的水蒸氣，煙囪排出的氣體會(huì)形成“白煙”，有礙環(huán)境美觀。“白煙”產(chǎn)生的主要影響因素為：（1）煙氣中水蒸氣的含量、（2）排煙溫度、（3）大氣溫度、（4）大氣濕度。另外煙囪出口處的煙氣速度和煙囪出口處的風(fēng)速會(huì)影響到一定時(shí)間內(nèi)煙氣在空氣中的擴(kuò)散程度，即煙氣接觸空氣量的多少會(huì)影響“白煙”的形態(tài)。

隨著煙氣在排出煙囪之后與周圍空氣的混合，煙氣中的水蒸氣被逐步稀釋，一方面煙氣與溫度相對較低的空氣混合造成的降溫會(huì)導(dǎo)致“白煙”的產(chǎn)生；另一方面，與空氣的混合會(huì)對煙氣濕度起一定的稀釋作用，能抑制“白煙”的出現(xiàn)。“白煙”是否產(chǎn)生取決于上述兩種因素的作用大小，見圖2。

從圖2分析可知，當(dāng)煙氣位于飽和濕度曲線左側(cè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生“白煙”，位于右側(cè)則不會(huì)出現(xiàn)“白煙”，即提高煙氣的出口溫度對防止“白煙”效果非常明顯，另外可采取煙氣再加熱或冷凝去水等措施預(yù)防“白煙”的產(chǎn)生。

圖2 白煙防止原理圖

5 結(jié)語

液中焚燒技術(shù)主要是針對含鹽和高腐蝕廢水而特別設(shè)計(jì)的，運(yùn)行穩(wěn)定，不易發(fā)生故障，安全可靠，并可以采用廢溶劑替代輔助燃料，以廢制廢，煙氣廢水均可以達(dá)標(biāo)排放，無二次污染，自動(dòng)化程度高，有很大的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。

Submerged Combustion Technique for High Salt Concentration Waste Water

Kong Lianqin

Summarizes the limitation of using conventional technique to treat high salt concentration waste water,introduces process technique and characteristics of submerged combustion for treatment of salt-containing waste water. Proves the reliability of positive pressure process by comparing it with negative pressure process of submerged combustion technique.Explains the principle of white smoke of chimney and puts forward preventive measures.Submerged combustion technique for salt-containing waste water treatment shows high efficiency of combustion,high anticorrosion ability and advanced control system.The technique avoids many disadvantages which exist in conventional incineration process, solves the difficulty of continuous operation of the plant for high chemical oxygen demand(COD)and salt-containing waste water treatment and meets the requirements of all national laws and regulations.

High salt concentration waste water;Submerged combustion;Positive pressure;White smoke elimination

（略）

X703

2014年8月

孔連琴女1980年生工程師建造師2003年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)研究方向?yàn)楣I(yè)危險(xiǎn)廢物工藝設(shè)計(jì)已發(fā)表論文1篇