如何解決廢水低溫蒸發(fā)設(shè)備處理高鹽廢水時(shí)的結(jié)垢堵塞問(wèn)題？

一、預(yù)處理：從源頭降低易結(jié)垢離子濃度

1. 化學(xué)軟化法（針對(duì)鈣鎂離子）

• 向高鹽廢水中投加碳酸鈉（Na?CO?） 和氫氧化鈉（NaOH） ，使鈣離子與碳酸根反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀（CaCO?↓），鎂離子與氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀（Mg (OH)?↓），再通過(guò)沉淀池、壓濾機(jī)等設(shè)備去除沉淀物。

• 適用場(chǎng)景：高硬度（鈣鎂離子總量＞500mg/L）的高鹽廢水，如化工、電鍍、印染廢水；需注意控制反應(yīng) pH 值（除鈣 pH=9.5-10.5，除鎂 pH=11-12），避免藥劑過(guò)量導(dǎo)致新的雜質(zhì)引入。

2. 絡(luò)合 / 螯合阻垢（針對(duì)低硬度廢水）

• 投加氨基三亞甲基膦酸（ATMP）、羥基乙叉二膦酸（HEDP） 等有機(jī)膦類(lèi)阻垢劑，或聚馬來(lái)酸酐（PMA）、聚丙烯酸（PAA） 等聚合物阻垢劑。這類(lèi)藥劑可與鈣、鎂離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物 / 螯合物，抑制其形成晶體；或吸附在微小晶體表面，阻止晶體長(zhǎng)大附著在設(shè)備內(nèi)壁。

• 優(yōu)勢(shì)：無(wú)需沉淀分離，操作簡(jiǎn)單；需根據(jù)廢水鹽度和離子組成調(diào)整藥劑投加量（通常 5-50mg/L），避免與其他藥劑發(fā)生拮抗反應(yīng)。

3. 物理預(yù)處理（去除懸浮態(tài)雜質(zhì)）

• 高鹽廢水中若含有懸浮顆粒物（如泥沙、有機(jī)物殘?jiān)?，?huì)成為鹽類(lèi)晶體的 “附著核心”，加速結(jié)垢。需通過(guò)石英砂過(guò)濾、精密過(guò)濾（5-10μm 濾芯）、離心分離等工藝去除懸浮雜質(zhì)，避免其進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。

二、優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：避免鹽類(lèi)超飽和析出

1. 控制蒸發(fā)溫度與真空度

• 低溫蒸發(fā)的核心是通過(guò)真空環(huán)境降低廢水沸點(diǎn)（通常 40-70℃），但溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)效率下降，濃縮速度變慢，反而增加鹽類(lèi)在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間；溫度過(guò)高則會(huì)加速鹽類(lèi)析出（如硫酸鈣在 60℃以上溶解度顯著下降）。

• 建議：根據(jù)廢水的鹽類(lèi)組成（如通過(guò)溶解度曲線(xiàn)查詢(xún)）設(shè)定最優(yōu)溫度，例如處理含硫酸鈣的廢水時(shí)，蒸發(fā)溫度控制在 50-55℃；同時(shí)穩(wěn)定真空系統(tǒng)（真空度保持在 - 0.085~-0.095MPa），避免溫度波動(dòng)導(dǎo)致局部超飽和。

2. 限制濃縮倍數(shù)，避免過(guò)度濃縮

• 高鹽廢水的 “濃縮倍數(shù)”（濃縮后廢水體積 / 原廢水體積）需嚴(yán)格控制在鹽類(lèi)飽和濃度的 80%-90% 以?xún)?nèi)，避免達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。例如，某高鹽廢水的氯化鈉飽和濃度為 360g/L（20℃），則濃縮后氯化鈉濃度需控制在 300g/L 以下。

• 操作：通過(guò)在線(xiàn)濃度計(jì)（如折光儀、電導(dǎo)率儀）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濃縮液濃度，達(dá)到設(shè)定值后及時(shí)排出濃鹽水（進(jìn)入后續(xù)固液分離環(huán)節(jié)，如結(jié)晶器、干燥機(jī)），避免在蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)長(zhǎng)期滯留。

3. 提高流體流速，減少局部沉積

• 換熱管內(nèi)或板式換熱器流道內(nèi)的流速過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致廢水在局部停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鹽類(lèi)易附著在換熱面上。需通過(guò)調(diào)整循環(huán)泵功率或優(yōu)化流道設(shè)計(jì)，提高流速至1.5-3m/s（湍流狀態(tài)），利用流體的沖刷作用減少結(jié)垢。

• 注意：流速過(guò)高會(huì)增加系統(tǒng)能耗和管道磨損，需平衡 “防結(jié)垢” 與 “能耗成本”。

三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與材質(zhì)升級(jí)：降低結(jié)垢附著性

1. 換熱組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化

• 傳統(tǒng)列管式換熱器的直管內(nèi)壁易形成均勻結(jié)垢，可替換為波紋管換熱器（內(nèi)壁凹凸不平，流體形成湍流，減少沉積）或螺旋板式換熱器（流道長(zhǎng)且呈螺旋狀，流速均勻，不易死角積垢）。

• 蒸發(fā)室內(nèi)部可增加攪拌裝置（如槳式攪拌、氣流攪拌），避免濃縮液在底部靜置沉積；或設(shè)計(jì)成 “升膜式”“降膜式” 蒸發(fā)器（廢水在換熱管內(nèi)壁形成薄膜快速蒸發(fā)，停留時(shí)間短，結(jié)垢少）。

2. 選擇低附著性、耐腐蝕材質(zhì)

• 常規(guī)高鹽廢水：選用316L 不銹鋼（耐氯離子濃度≤2000mg/L）或雙相鋼（2205） （耐氯離子濃度≤5000mg/L）；

• 高氯高鹽廢水（如含鹽量＞10%）：選用鈦合金（TA2） 或聚四氟乙烯（PTFE）涂層（表面光滑，鹽類(lèi)難以附著，且耐強(qiáng)腐蝕）。

• 換熱組件和管道材質(zhì)需同時(shí)滿(mǎn)足 “耐高鹽腐蝕” 和 “表面光滑不易結(jié)垢”：

• 避免使用普通碳鋼或 304 不銹鋼，這類(lèi)材質(zhì)易被高鹽廢水腐蝕，腐蝕產(chǎn)物會(huì)進(jìn)一步加速結(jié)垢。

四、在線(xiàn)清洗（CIP）：實(shí)時(shí)清除初期結(jié)垢

1. 化學(xué)在線(xiàn)清洗

• 針對(duì)碳酸鈣、氫氧化鎂結(jié)垢：使用1%-5% 鹽酸（HCl） 或2%-8% 檸檬酸（酸性溫和，避免腐蝕設(shè)備），清洗溫度控制在 40-50℃，循環(huán) 1-2 小時(shí)；

• 針對(duì)硫酸鈣結(jié)垢（難溶于酸）：使用氨基磺酸（5%-10%） 或EDTA 絡(luò)合劑（與鈣離子螯合溶解），清洗時(shí)間需延長(zhǎng)至 2-4 小時(shí)；

• 清洗后需用清水沖洗至 pH=6-8，避免殘留藥劑腐蝕設(shè)備。

• 在蒸發(fā)系統(tǒng)的換熱回路中設(shè)置清洗藥劑注入口和循環(huán)回路，定期（如每 7-15 天，根據(jù)結(jié)垢速度調(diào)整）注入針對(duì)性清洗劑，通過(guò)循環(huán)沖刷去除結(jié)垢：

2. 物理在線(xiàn)清洗

• 對(duì)于板式換熱器或管式換熱器，可安裝在線(xiàn)高壓水射流裝置（壓力 10-20MPa），通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴頭對(duì)換熱面進(jìn)行定期沖刷；

• 針對(duì)小型設(shè)備，可采用超聲波在線(xiàn)清洗（在換熱管外側(cè)安裝超聲波振子），利用超聲波的空化效應(yīng)擊碎附著的結(jié)垢，適合精細(xì)部件清洗。

五、離線(xiàn)深度清理：解決頑固結(jié)垢堵塞

1. 機(jī)械清理法

• 對(duì)于管道或列管式換熱器：使用管道疏通器（如鋼絲刷、旋轉(zhuǎn)刮刀）物理刮除內(nèi)壁結(jié)垢；若結(jié)垢堅(jiān)硬，可采用高壓水射流（壓力 30-50MPa） 或干冰清洗（利用干冰升華的低溫和沖擊力剝離結(jié)垢，無(wú)二次污染）；

• 對(duì)于板式換熱器：拆開(kāi)換熱器板片，用軟毛刷蘸取清洗劑（如檸檬酸溶液）手工擦拭，避免劃傷板片密封面。

2. 化學(xué)浸泡清理

• 將可拆卸的結(jié)垢部件（如換熱管、濾芯）浸泡在高濃度清洗劑中（如 10% 鹽酸 + 緩蝕劑，緩蝕劑添加量 0.5%-1%，防止腐蝕金屬），浸泡時(shí)間 4-8 小時(shí)（根據(jù)結(jié)垢溶解情況調(diào)整），待結(jié)垢完全溶解后用清水沖洗干凈。

• 注意：浸泡前需檢測(cè)清洗劑與設(shè)備材質(zhì)的兼容性，避免發(fā)生腐蝕（如鈦合金禁用氫氟酸）。

六、日常運(yùn)維管理：建立結(jié)垢預(yù)防長(zhǎng)效機(jī)制

1. 水質(zhì)監(jiān)測(cè)與記錄

• 每日監(jiān)測(cè)原廢水的硬度（鈣鎂離子）、鹽度、pH 值，建立水質(zhì)臺(tái)賬；若水質(zhì)波動(dòng)較大（如硬度突然升高），及時(shí)調(diào)整預(yù)處理藥劑投加量或濃縮倍數(shù)。

2. 設(shè)備狀態(tài)巡檢

• 定期檢查蒸發(fā)系統(tǒng)的換熱效率（如進(jìn)出水溫差、蒸發(fā)量）、真空度、循環(huán)泵出口壓力：若換熱效率下降 10% 以上、真空度低于 - 0.08MPa、泵壓升高 20%，需立即排查是否存在結(jié)垢堵塞。

3. 清洗周期優(yōu)化

• 根據(jù)結(jié)垢速度調(diào)整在線(xiàn)清洗周期（如夏季溫度高，結(jié)垢快，可縮短至 7 天 / 次；冬季可延長(zhǎng)至 15 天 / 次），避免 “過(guò)度清洗” 增加能耗或 “清洗不及時(shí)” 導(dǎo)致堵塞。

總結(jié)