机械雾化蒸发器在蒸发塘的应用.docx

机械雾化蒸发器在蒸发塘的应用 合众高科（北京）环保技术股份有限公司技术总监  赵利鑫 蒸发塘是处理工业浓盐水的一种典型的自然蒸发技术， 尤其针对西北地广人稀、 土地资 源相对富裕， 同时气候干燥、 降雨较少的区域， 当地的工业企业可将达标的高浓盐水直接排 放到蒸发塘，进行自然蒸发结晶。这样，污水实现减量，而运行成本又十分低廉，企业负担 相对较少。 但是实际情况是很多蒸发塘的应用并没有解决企业的浓盐水排放问题， 相反由于 各种原因导致很多蒸发塘处于满塘状态， 随时有溢塘的风险。 因此操作维护简单， 投资和运 行成本都相对较低的机械雾化蒸发器，成为了业主配合蒸发塘自然蒸发使用的新选择。 一、高浓盐水的产生 工业生产过程中， 产生浓盐水的工艺段主要是： 脱盐水车间反渗透系统浓水、 循环水系 统排污水、 企业污水处理厂回用水系统中的反渗透系统浓排水， 以及电厂脱硫废水。 这些工 艺产生的浓盐水通常情况会再次使用回用水装置进行回收和减量化处置， 技术以膜法系统为 主，淡水回用，浓水侧水中的溶解盐再次被浓缩，水中总溶解盐从 2000-3000mg/L，被浓缩 到 7000-8000mg/L。到这里，一部分拥有蒸发塘的企业会把浓水排放到蒸发塘，使用蒸发塘进行蒸发结晶；另一部分用户会将浓缩后的废水再次进行浓缩，将溶解盐浓缩到接近饱和， 再排放到蒸发塘或使用 MVR或 MEE进行蒸发结晶； 其他用户会把这部分浓水排放到工业园区的污水处理系统，由园区污水处理厂进行处理。 图 1 伊犁新天煤制天热气项目生化废水回用流程 图 2 伊犁新天煤制天热气项目含盐废水回用流程 图 3 中煤图克项目浓盐水处理流程 二、蒸发塘满塘原因 蒸发塘是一种露天的处理设施， 现阶段暂无进水水质的标准要求， 为避免蒸发塘成为污 水池，进入蒸发塘的浓盐水水质应满足 GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级标准限值 的要求。标准中并未对 TDS（总溶解固体）给出限值，但出于节水减排的目的，鼓励企业提 高水的回收率，因此要求进入蒸发塘的浓盐水 TDS的质量浓度不小于 10000mg/L。 蒸发塘处理浓盐水是一种典型的充分利用太阳能自然蒸发的处理方法， 具有处理成本低、 运营维护简单稳定、 使用寿命长、 抗冲击负荷好等优点。 因而在国内浓盐水处置工程中得到 广泛应用。 但由于国家没有现行的蒸发塘处理浓盐水设计规范， 使得蒸发塘处理浓盐水的设 计和工程运行存在诸多问题。 通过现场多个蒸发塘的实地考察， 目前在用蒸发塘多数处于满塘状态， 分析原因主要有 以下几点： 一是在蒸发塘的实际设计和建造过程中， 企业会综合考虑蒸发的土地成本以及建造成本， 所以蒸发塘的建造通常会偏小； 二是蒸发塘进水量高于初始设计的进水量； 三是由于自然条 件原因，如降雨增加，导致的蒸发效率下降；四是由于污水中有机物质的富集，在蒸发塘表 面形成油膜，阻碍蒸发，降低蒸发效率。那么，如何才能在不增加蒸发塘面积的前提下，更 好的利用自然条件提高蒸发塘的整体蒸发率， 以解决蒸发塘满塘的危险？解决这个问题， 需 要从蒸发塘的蒸发原理入手才能迎刃而解。 三、机械雾化蒸发器工作原理 1、工作原理 蒸发塘是利用自然因素实现蒸发，蒸发面积确定后，蒸发速度可以参考道尔顿公式， C e P， 式中： E为水面蒸发量； e为饱和水汽压差，即表面水温对应的饱和水汽压 e0与水面上空气实际水汽压（绝对湿度） e的差值， e=e0-e；P为水面上的气压； C为与风速有关的系数。 蒸发塘是典型的表面蒸发，充分利用自然界因素如光照、风速、空气相对湿度等，在蒸 发塘表面来实现的浓盐水蒸发。 如果要提高蒸发速度， 理论上只能三种手段： 一是提高液体温度，温度越高， 蒸发速度越快； 二是加快水面上的空气流速； 三是加大蒸发液体的表面积。 以上三种方式， 第一种和第二种方式对于蒸发塘本身来说， 通过人为方式加热或提高空气流速，投资和能耗都会极高，显然不现实，所以，只能通过日照的方式提高水温和依靠自然风 力，所有很难通过前两种手段提高蒸发塘的蒸发速度。 对于第三种方式， 增加液体蒸发的表面积而言， 蒸发塘是表面蒸发， 面积越大自然蒸发速度就越快， 但是蒸发塘建设面积与投资是成正比， 蒸发塘不可能无限大。 通过对以上问题的分析， 如果能通过其他方式提高蒸发塘 蒸发表面积，是目前可行的方式。机械雾化蒸发器，其原理是将浓盐水雾化成细小的液滴， 将蒸发面从二维水平面， 变为三维空间的立体蒸发， 相同体积的浓盐水蒸发面积将增加数倍。 通过使用机械雾化蒸发器， 可以大幅度增加蒸发塘中浓盐水与空气的接触面积， 起到增加蒸发塘蒸发速度的作用。 图4 机械雾化蒸发器 通过测试， 1ml的液体，正常蒸发面积只有 1cm 2 ，破碎成不同粒径的小液滴，粒径 10