针对高COD(化学需氧量)废水蒸发结晶设备的处理,需综合考虑有机物对蒸发过程的影响、设备结垢与腐蚀风险、结晶产物纯度及环保合规性。以下是专业技术方案:
1.高COD废水典型特征
COD浓度:通常>5,000mg/L(甚至高达10万mg/L)。
成分复杂:含有机酸、醇类、盐分(如NaCl、Na₂SO₄)、胶体等。
易发泡、结焦:有机物热稳定性差,高温下易碳化粘壁。
2.高COD废水核心问题
结垢堵塞:有机物与无机盐混合垢(如CaSO₄+有机物)。
泡沫夹带:导致冷凝液COD超标,压缩机损坏。
产物污染:结晶盐含有机杂质,影响回收价值。
3.预处理+蒸发结晶组合工艺
低COD(<10,000mg/L):xyu蒸发+强制循环结晶(适用盐分高、有机物可挥发场景)。
高COD(>10,000mg/L):多效蒸发(MED)+焚烧结晶(耐高温有机物,如含酚类废水)。
4.关键设备设计要点
(1)预处理系统
氧化降解:芬顿(Fenton)氧化:H₂O₂+Fe²⁰,COD去除率30-50%。
臭氧催化氧化:适用于难降解有机物(如苯系物)。
物理分离:陶瓷膜过滤(孔径0.1μm):去除胶体及大分子有机物。
气浮除油:针对含脂类废水(如油脂COD>2,000mg/L)。
(2)蒸发器选型
强制循环蒸发器(推荐):
流速>2m/s,防止管壁结垢。
材质:2205双相钢/钛(耐Cl⁻+有机物腐蚀)。
(3)防泡沫设计
机械消泡:安装旋转碟片式消泡器(转速1,000-1,500rpm)。分离室扩容20%,降低雾沫夹带。
化学消泡:投加硅类消泡剂(浓度10-50ppm),需兼容后续结晶。
(4)结晶系统
分质结晶(适用混合盐):先析出NaCl(溶解度低),母液再析出Na₂SO₄。
干燥净化:流化床干燥+热风洗涤(去除表面有机物,盐纯度≥95%)。
(5)母液处理
焚烧系统(COD>50,000mg/L时):回转窑焚烧(800-1,000℃),余热回用至蒸发器。
高级氧化(COD5,000-20,000mg/L):湿式氧化(WAO):200-300℃、5-8MPa,COD去除率>80%。
5.自动控制与能效优化
在线监测:COD传感器(UV254法)+浊度仪,联动调节蒸发速率。结晶过饱和度控制(通过密度与电导率反馈)。
防垢预警:实时计算污垢热阻(Rf),>4×10⁻⁴m²·K/W时触发清洗。
能效提升:压缩机变频+TVR耦合,吨水电耗≤40kWh(高COD废水)。
6.材质选择与维护
腐蚀防护:蒸发器壳体:316L+防腐涂层(如PTFE)。
焊缝:氩弧焊后酸洗钝化。
7.清洗方法
化学清洗:碱性清洗(4%NaOH+0.5%EDTA,去除有机物)。酸性清洗(2%硝酸,去除无机垢)。
机械清洗:高压水射流(压力≥50MPa,每3个月1次)。
8.经济性与环保合规
投资估算:
预处理系统:¥150-300万(视COD复杂度)。
xyu蒸发结晶主体:¥1,000-1,500万(15t/h规模)。
焚烧系统:¥500-800万(可选配)。
运行成本:吨水处理成本,80-150元(含药剂、能耗、维护)。
9.典型案例参考
某制药废水项目(COD=35,000mg/L):
工艺:芬顿氧化+xyu蒸发+母液焚烧。
效果:结晶盐纯度91%,冷凝液COD<300mg/L。能耗比传统多效蒸发降低45%。
高COD蒸发结晶设备需“预处理减量-蒸发防堵-结晶分质-母液兜底”全流程设计,关键在于:
1.控制有机物结焦(低温蒸发+强制循环);
2.分阶段去除COD(氧化+蒸发+焚烧组合);
3.智能抗垢(在线监测+自动化清洗)。
建议优先开展小试确定废水蒸发特性(如TDS/COD比、结焦温度),再选择定制化方案。