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

一、預(yù)處理：從源頭降低易結(jié)垢離子濃度

1. 化學軟化法（針對鈣鎂離子）

• 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)?↓），再通過沉淀池、壓濾機等設(shè)備去除沉淀物。

• 適用場景：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），避免藥劑過量導致新的雜質(zhì)引入。

2. 絡(luò)合 / 螯合阻垢（針對低硬度廢水）

• 投加氨基三亞甲基膦酸（ATMP）、羥基乙叉二膦酸（HEDP） 等有機膦類阻垢劑，或聚馬來酸酐（PMA）、聚丙烯酸（PAA） 等聚合物阻垢劑。這類藥劑可與鈣、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，阻止晶體長大附著在設(shè)備內(nèi)壁。

• 優(yōu)勢：無需沉淀分離，操作簡單；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、有機物殘渣），會成為鹽類晶體的 “附著核心”，加速結(jié)垢。需通過石英砂過濾、精密過濾（5-10μm 濾芯）、離心分離等工藝去除懸浮雜質(zhì)，避免其進入蒸發(fā)系統(tǒng)。

二、優(yōu)化設(shè)備運行參數(shù)：避免鹽類超飽和析出

1. 控制蒸發(fā)溫度與真空度

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

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

2. 限制濃縮倍數(shù)，避免過度濃縮

• 高鹽廢水的 “濃縮倍數(shù)”（濃縮后廢水體積 / 原廢水體積）需嚴格控制在鹽類飽和濃度的 80%-90% 以內(nèi)，避免達到過飽和狀態(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：通過在線濃度計（如折光儀、電導率儀）實時監(jiān)測濃縮液濃度，達到設(shè)定值后及時排出濃鹽水（進入后續(xù)固液分離環(huán)節(jié)，如結(jié)晶器、干燥機），避免在蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)長期滯留。

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)的流速過低，會導致廢水在局部停留時間過長，鹽類易附著在換熱面上。需通過調(diào)整循環(huán)泵功率或優(yōu)化流道設(shè)計，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：流速過高會增加系統(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：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，鹽類難以附著，且耐強腐蝕）。

• 換熱組件和管道材質(zhì)需同時滿足 “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，這類材質(zhì)易被高鹽廢水腐蝕，腐蝕產(chǎn)物會進一步加速結(jié)垢。

四、在線清洗（CIP）：實時清除初期結(jié)垢

1. 化學在線清洗

• 針對碳酸鈣、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；

• 針對硫酸鈣結(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），清洗時間需延長至 2-4 小時；

• 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）注入針對性清洗劑，通過循環(huán)沖刷去除結(jié)垢：

2. 物理在線清洗

• 對于板式換熱器或管式換熱器，可安裝在線高壓水射流裝置（壓力 10-20MPa），通過旋轉(zhuǎn)噴頭對換熱面進行定期沖刷；

• 針對小型設(shè)備，可采用超聲波在線清洗（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，適合精細部件清洗。

五、離線深度清理：解決頑固結(jié)垢堵塞

1. 機械清理法

• 對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，無二次污染）；

• 對于板式換熱器：拆開換熱器板片，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），浸泡時間 4-8 小時（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、日常運維管理：建立結(jié)垢預(yù)防長效機制

1. 水質(zhì)監(jiān)測與記錄

• 每日監(jiān)測原廢水的硬度（鈣鎂離子）、鹽度、pH 值，建立水質(zhì)臺賬；若水質(zhì)波動較大（如硬度突然升高），及時調(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；冬季可延長至 15 天 / 次），避免 “過度清洗” 增加能耗或 “清洗不及時” 導致堵塞。

總結(jié)