針對6噸/小時(6T/h)化肥廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理,需根據(jù)廢水中具體成分(如銨鹽、磷酸鹽、鉀鹽等)、濃度及回收目標設(shè)計工藝。以下是分步解決方案:
1.化肥廢水典型成分分析
成分 | 常見含量 | 處理難點 |
氨氮(NH??) | 500~5000mg/L | 易揮發(fā),需控制pH防止氨逃逸 |
磷酸鹽(PO?3?) | 100~1000mg/L | 易與鈣鎂形成結(jié)垢 |
鉀鹽(K?) | 100~2000mg/L | 高價值可回收 |
懸浮物(SS) | 50~300mg/L | 需預(yù)處理防堵塞 |
2.推薦工藝流程
方案一:多效蒸發(fā)(MED)+分鹽結(jié)晶(高鹽廢水)
適用場景:廢水含NaCl、NH?Cl、KCl等混合鹽,需分步結(jié)晶回收。
方案二:MVR強制循環(huán)結(jié)晶(單一高濃度鹽)
適用場景:廢水以硫酸銨或磷酸銨為主,目標直接回收肥料。
3.關(guān)鍵設(shè)備選型與參數(shù)
(1)預(yù)處理系統(tǒng)
中和池:加NaOH或H?SO?調(diào)節(jié)pH至6.5~7.5(抑制氨揮發(fā))。
過濾:多介質(zhì)過濾器(石英砂+活性炭)+精密過濾(5μm)。
(2)蒸發(fā)結(jié)晶核心設(shè)備
設(shè)備 | 參數(shù)要求 | 材質(zhì)建議 |
蒸發(fā)器(MED/MVR) | 蒸發(fā)量6T/h,設(shè)計溫度80~110℃ | 2205雙相不銹鋼 |
強制循環(huán)泵 | 流量200m3/h,揚程20m,耐顆粒物 | 襯氟或超級雙相鋼 |
結(jié)晶器(DTB) | 直徑3m,帶細晶消除系統(tǒng) | 316L不銹鋼 |
離心機 | 臥式螺旋,分離因數(shù)≥2000 | 鈦材(若含氯離子) |
(3)熱泵系統(tǒng)(MVR方案)
壓縮機:羅茨式(壓比1.8~2.2),處理二次蒸汽量5.5T/h。
換熱面積:350~400m2(沸點升高按15℃計算)。
4.工藝控制要點
參數(shù) | 控制范圍 | 目的 |
蒸發(fā)溫度 | 一效105℃,二效85℃ | 防止銨鹽分解(如NH?Cl≥130℃分解) |
系統(tǒng)真空度 | 0.07~0.08MPa | 降低沸點,節(jié)能 |
循環(huán)流速 | ≥1.8m/s | 防垢、防晶體沉積 |
結(jié)晶過飽和度 | 1.05~1.10(通過密度計監(jiān)測) | 控制晶體粒度(0.5~1.2mm) |
5.防垢與清洗策略
化學(xué)防垢:添加聚丙烯酸阻垢劑(50ppm),抑制Ca?(PO?)?結(jié)垢。
物理防垢:電磁阻垢器或超聲波防垢裝置。
CIP清洗:每周用2%硝酸循環(huán)清洗1小時。
6.能耗與經(jīng)濟性對比
設(shè)備名稱 | 蒸汽消耗(T/h) | 電耗(kWh/T水) | 投資成本(萬元) | 晶體產(chǎn)品價值 |
三效蒸發(fā)(MED) | 1.8~2.0 | 18~22 | 450~550 | 混鹽(低價值) |
MVR蒸發(fā)結(jié)晶 | 0(僅用電) | 45~50 | 600~700 | 高純度NH?Cl/KCl(可銷售) |
注:若廢水中鉀鹽含量高(如K?>1000mg/L),回收鉀肥可抵消30%~50%運行成本。
7.特殊問題解決方案
氨氮控制:
蒸發(fā)前調(diào)pH至酸性(pH≈6),冷凝水接氨吹脫塔。
母液處理:
高COD母液可焚燒或返回生化系統(tǒng)(需稀釋)。
產(chǎn)品干燥:
流化床干燥機(溫度≤80℃,避免銨鹽熱分解)。
8.推薦設(shè)備供應(yīng)商
國內(nèi):上海森松(MED/MVR)、南京高捷(DTB結(jié)晶器)。
國際:GEA(德國)、Veolia(法國,含鹽廢水專長)。
對于6T/h化肥廢水:
1.混合鹽分高→選擇多效蒸發(fā)分鹽結(jié)晶,分離NaCl與銨鹽/鉀鹽。
2.單一高濃度鹽→采用MVR強制循環(huán)結(jié)晶,直接回收肥料級產(chǎn)品。
核心優(yōu)化點:
預(yù)處理降低氨揮發(fā)風險;
過飽和度精確控制提升晶體品質(zhì);
熱泵集成(MVR)降低能耗成本30%以上。
建議先做水質(zhì)全分析及小試,確定結(jié)晶順序與動力學(xué)參數(shù)。