精细化工、制药、农药废水特点及蒸发器选用

一、废水特点

1.精细化工、化工制药、农药生产

本质是化工生产，主要是由各种大化工产品（石油天然气有机化工、煤化工等生产的饱和烃、不饱和烃、芳烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物等，各种无机的酸、碱、盐等原料）经一系列的化学反应（酸碱中和、取代反应、加成反应、消除反应、周环反应、重排反应和氧化还原反应等）生成我们需要的化工产品。

 

作为药物原料的化工制药产品；用于农药原料的农药产品；及不用于特定行业的化工中间体或最终制成品原料的精细化工产品。其中的主反应一般生产我们所需要的最终产品，各种酸碱中和等反应的副产品，少部分回收回用，其余均转化为废水。原料中的钠、钾、铵等阳离子及氯根、硫酸根、硝酸根等阴离子也部分或全部转成含盐废水中的具体盐分（如氯化钠、硫酸钠、氯化铵、硫酸铵等一种或多种）

 

2.品种多、废水量一般不会特别大：不同的精细化工、化工制药、农药产品都有具体的功能和需求，最终满足人类的生产、生活的特定需求。需求是多样化的，必然上游提供的产品也是多样化，多样化必然品种多而单种产品产量不大，进而单种产品的排水量也不大。

 

例如农药包括：酰胺类、杂环类、苯氧羧酸类、磺酰脲类、有机硫类、菊酯类、有机磷类、有机氯类。有机硫类农药又包括代森类有机硫杀菌剂、沙蚕毒素类杀虫剂和福美系列杀菌剂。其中福美系列的年产量较小，每年约4000-6000吨（折百原药）。代森类有机硫杀菌剂和沙蚕毒素类杀虫剂年产量较大，分别在4万吨和8万吨左右。适用范围较广的代森类有机硫杀菌剂（即二硫代氨基甲酸酯类化合物代森锰锌、代森锌、代森铵、代森钠等）及沙蚕毒素类杀虫剂（杀虫双、杀虫单、杀螟丹等）两类有机硫农药典型代表。有机氯类农药原药品种有：百菌清、三氯杀螨醇、硫丹、四螨嗪、四氯苯酞、林丹和三氯杀虫酯。其中，百菌清、三氯杀螨醇产量较大，约占有机氯类农药原药总产量的 90％以上。上仅为举例说明。

3.含盐废水的COD高及氨氮高：生产产品原料含有的有机物，反应中的原料或副产不可避免的有极少量流失进入废水中，进而形成高COD，各种含有氨氮或硝基的物质经反应副产变成氨氮物质，进而废水氨氮值高。

二、蒸发器选用

1. 为什么该废水处理常采用蒸发器？

根据废水特点可知：精细化工、化工制药、农药废水通常含有氯化钠、硫酸钠、氯化铵、硫酸铵等中一种或多种盐分，而且多数盐含量极高，甚至接近饱和程度。如此高盐废水采用含盐废水蒸发器几乎成为唯一实际可行的预处理方法。

2.选用多效蒸发器还是MVR蒸发器？

若某精细化工、化工制药、农药含盐废水盐分明确（仅含氯化钠、硫酸钠、硫酸铵等中的一种）；或水质已经进行了准确的分析测试，可以明确含盐废水经适当反复累积沸点升仍不超过10℃，最多12℃。同时料液不存在严重起泡沫、有机轻组分含量极高等情况；电价还较为便宜时，从节能的角度出发可以采用MVR蒸发器。若水质情况复杂难明，工厂有稳定的蒸汽源时，精细化工、化工制药、农药含盐废水尽可能采用三效或双效蒸发结晶系统。增强设备对后期水质波动变化的适应能力。

3. 蒸发器的形式选择

精细化工、化工制药、农药含盐废水一般含盐量较高，尽量采用三效或双效强制循环蒸发器，不要为了节约成本采用降膜或自然循环蒸发器，更不要采用“四不像的所谓强制循环蒸发器”。并且保证蒸发换热器料液的流动速度，最好流动速度能达到2m/s，同时增加强制循环泵变频器，实际流速的可调可控。

4.蒸发器的材质选择

除了涉氟化工，大部分精细化工、化工制药、农药含盐废水中基本不含有氟离子，可以按如下原则选择材质：含氯离子废水优先选用钛材质，其次选用双相不锈钢2205等双相不锈钢材质。含硫酸根、硝酸根废水可以选用不锈钢316L或不锈钢304材质。阳离子如果含有氨根离子，则与二次蒸汽及冷凝水接触的材质起码采用不锈钢304以上的材质。氯化铵废水与物料、二次蒸汽的材质均可采用钛材质。氯离子中低温可以采用PE或玻璃钢材质。生产情况、水质不确定，客户考虑降低初次造价的废水，也可以采用碳钢材质。后序生产工艺等变化因素都逐步确定，蒸发系统稳定运行后，可后备制作钛材料换热器，在设备出现腐蚀或清洗的空档进行切换，如此则投资风险较小。选用碳钢材质，将废水的PH值调节至中性或微碱性。

5.料液起泡沫及除沫器的选择

大部分精细化工、化工制药、农药含盐废水由于水质复杂且含有一些低沸点物质，均有一定的起沫趋势，特别是从开机到正常蒸发的转变时间，需要重点注意和防范。除沫器采用复合功能除沫器，尽量不要选用单一丝网除沫器。特别防止泡沫带料进入MVR离心式蒸汽压缩机，进而损伤叶轮。MVR蒸发器的除沫器更应采用复合功能的除沫器，一道除沫器不能消除风险，可以考虑增加两道除沫器。同时厂内一定要配备适当的消泡剂，作为应急之需。

6.多效（以三效为例）蒸发器顺流、逆流的选择

说明A：逆流工艺时，第一效的料液浓度较高，但在高温区时粘度相对小些；第三效的料液浓度较低、粘度较小，但在低温区时粘度相对大些。如此一效高温区与料液高浓区、三效低温区与料液低浓区匹配，且一效高温区有效温差较大且可调。如此，则逆流蒸发各效换热效率比较均衡，各效温差较为均衡。顺流工艺时，第三效的料液浓度高、粘度高，又处于三效低温区，总体料液粘度就更高，换热效率较低。如此，则顺流蒸发各效换热效率不够均衡，各效温差亦不均衡。结论：仅从换热角度而言，逆流是存在一定优势的；不管是逆流还是顺流，各效温差都会根据实际运行的情况自动平衡，形成符合蒸发器实际运行的合理温差；顺流三效蒸发器一直处于排盐排浓缩母液的情况，因此最终浓度会控制在一个合理范围内。

说明B：采用逆流操作时，需要增加三效往二效、二效往一效倒料的两台效间泵，顺流因为前后效的压差，一般可不设置效间泵。逆流投资及运行成本稍大，但影响也有限。

说明C：逆流操作时，含盐废水的结晶生长主要集中于第一效及少量为第二效。有机物浓度高、温度高结晶的氯化钠晶体数量极多但颗粒小，大量细小且粘稠的细晶体进入温度相对较低的离心机时，很容易导致离心机漏料或堵住滤孔而拉稀。因离心机漏料或拉稀进入导致蒸发系统内的盐无法及时排出，进而影响蒸发器的正常运转。这种情况在很多项目上均有体现，后期将逆流或混液改回顺流时则情况恢复正常。逆流操作时，也可以将盐浆从一效蒸发器抽送至降温结晶增稠器，让料液温度降至60-70℃，晶浆在降温结晶增稠器增稠、晶体颗粒变大，从而实现正常离心出料。但也反复升降温操作，不可避免增加能耗，降温结晶增稠器也需要做的更大一些，保证足够的换热面积及换热时间，整体投资也会增加一些。

从上述三点综合考虑，农药化工等含盐废水可用三效顺流蒸发器，亦可用三效逆流蒸发器，逆流蒸发器投资及能耗会稍高一些。

7.料液粘稠、母液排放及处理、系统定期清洗

大部分精细化工、化工制药、农药含盐废水由于含有大量的高沸点有机物，在蒸发的过程中，不断在蒸发体系内富积，致使料液粘稠，蒸发室粘壁，换热器粘壁。虽然采用强制循环蒸发器及保证合理的流动速度，可以减缓粘壁，但最终的出路还是需适当排母液，实际母液排放量根据具体废水实际制定排母液量标准。最直观的标准可采用与排母液前蒸发量与清洗后的初始蒸发器的比值（假设80%是个指标），确定排母液量、排母液时的COD值或一效蒸发室料液温度等。系统停机清洗和定期清洗是系统稳定运行的关键。

蒸发母液的处理处置：委外处置或厂内处置，上述废水的母液可试用滚筒式外刮刀蒸发干燥系统。可以较好地实现母液的零排放，同时需要注意滚筒式外刮刀蒸发干燥系统本身的气体等的环保问题。

8. 二次蒸汽的洗涤及冷凝水优化

若需优化冷凝水的氨氮值，则可以适当降低进蒸发器的废水PH值，废水中的氨氮主要以铵盐形式存在，蒸发时主要进入固相盐分排出系统。有条件可以对二次蒸汽进行酸性洗涤，吸收二次蒸汽中的氨氮。若需优化冷凝水的COD值，则要了解COD的成分，然后有针对性解决。降低分离室内的上升流速及提升除沫器的除沫效果，是降低冷凝水中COD值的有效办法。

9.多盐分分盐、盐品质的优化

优先倡导原水分类，实现盐分分盐及盐品质的优化。还可采用根据盐溶液相图特点的蒸发分盐。

三、蒸发器厂家的选用

使命：提供环境问题解决方案、设备及服务，由此提升环境质量。

愿景：含盐高氨氮水溶液资源化的引领企业

精细化工、制药、农药含盐废水蒸发是环保与蒸发的交叉地带，是博特环保蒸发的起源行业。公司对蒸发废水水质的前期分析，到后期蒸发器设计、制作、安装、调试、质量管理、运营均有相应硬件及经验；并在行业内有众多的项目案例。项目实施中的设计、安装、调试及运营经验又加深了我们对精细化工、化工制药、农药含盐废水蒸发器的认识。