曝气式增湿除湿蒸发工艺处理高盐废水的模拟分析与优化

高盐废水在废水中属于极难处理的一类,对环境危害极大。为了高效处理高盐废水,设计了一种直接接触的曝气式增湿除湿蒸发工艺,并利用Aspen Plus软件对该工艺进行模拟。通过实验验证发现模拟数据与实验数据的最大偏差不超过10%,确立了模型的可靠性及模拟结果的正确性。为降低曝气式增湿除湿蒸发工艺的能耗,对曝气式增湿除湿蒸发工艺进行多工况模拟。结果表明,蒸发速率随溶液温度的升高呈指数型增长,随盐度的增大而减少。冷凝效率随冷凝温度的升高而降低,随初始内部冷却水量的升高而升高。增湿除湿系统造水比随着溶液温度和冷凝温度的增大呈现先增大后减小的趋势,能量消耗比则呈现先减小后增大的趋势,最大造水比为1.79,最小能量消耗比为0.77。根据造水比和能量消耗比得出系统最佳工作范围:溶液温度为60~80℃,冷凝温度为20~40℃。

加湿除湿技术用于高盐工业废水脱盐的实验研究

通过加湿除湿蒸发实验,对高盐工业废水34个不同水样采用了加湿除湿技术进行脱盐处理。在所得实验数据的基础上,对加湿除湿技术在实际工业中的普遍应用进行了可行性研究,并结合不同高盐工业废水的水质特点和处理效果,总结了判定该方法处理高盐工业废水的效果的一般规律。结果表明,实验中所有废水的冷凝液的电导率下降百分比ησ均在80.0%以上,最高可达99.9%;冷凝液的盐度均可达到生化处理标准,其中,有32个废水样的冷凝液的电导率可降到2000μS·cm^(-1)以下。另外,加湿除湿技术对沸点比水高的盐类物质的去除效果较为彻底,对沸点比水低且电离常数较大的盐类物质也有较好的去除效果,而对沸点比水低且电离常数较小的盐类物质的去除效果较差。

加湿除湿技术在高盐废水浓缩中的应用及其研究进展

加湿除湿技术是一种处理高盐废水的新型浓缩技术。本文在简述其他浓缩技术的基础上,详细阐述了加湿除湿技术的基本原理及技术特点,并介绍了其处理不同高盐废水的应用现状,提出其在应用过程出现传质传热效率低、耗能大、产水量低等问题。针对应用过程中存在的问题,着重介绍了近五年来国内外关于工艺流程优化、改变装置、增设级/效数、与低品位能源联用等方面的研究进展。最后对加湿除湿高盐废水浓缩技术进行总结,对工艺流程改进提出建议,如采用变压降温的工作条件、更换低摩尔气体作为循环工质、研发新换热方式等。并对其应用于工业废水处理领域如进行工业废水蒸发浓缩及与工厂废热联用等方面进行展望。

高盐溶液蒸发过程的分子动力学模拟与分析

随着膜浓缩工艺产生的高盐废水急剧增加,热蒸发技术在减量化处理高盐废水工程当中得到广泛应用。采用分子动力学模拟方法,从微观角度研究了含KCl和CaCl_(2)的高浓度溶液在铜表面的非稳态蒸发过程。研究结果表明:盐溶液蒸发过程中的蒸发水分子主要来源于远离离子的自由水分子,而离子配位水分子对蒸发水分子贡献不大,在相同加热温度下2种盐溶液的蒸发速率都比纯水低,并且加热温度越低,差距越大;同时,由于Ca^(2+)和水分子的作用强于K^(+)和水分子的作用,相同摩尔浓度的KCl溶液蒸发速率大于CaCl_(2)溶液。由于界面离子的存在改变了其周围水分子的取向,有利于界面水分子与碰撞水分子间氢键的形成,使得两种溶液蒸发系数都低于纯水。