消灭工业废水的有效途径有哪些？

      废水也是资源。生物化工、无机盐化工、食品工业，肉类加工、造纸业、酒精等工业废水中含有的纤维素、糖、蛋白、氮基酸、无机盐等有用的资源，扔掉是害，取出是宝，治理废水要将废水中有用的资源提取出来，废水通过蒸发成为蒸汽冷凝水，是废水不废，实现清洁生产和真正意义上的美好环境。

      无论是过去还是现在的企业是以获取大的经济效益为目的。如果在废水治理上只有投入，没有产出，企业是不会有积极性的。自颁布国家国家环境保护法以来，某些企业宁愿罚款，也不认真的进行废水治理，因此废水外排现象时有发生，更有受到利益驱使，认为治废就是扔钱，治理越*，钱扔的就越多，所以无论是环保的管理者，还是企业的负责人，必须转变思想观念，废水就是资源。治理废水应是有投入，有产出，有社会效益，也有经济效益的一种产业，尤其是有着高浓度废水的企业，废水是宝，废水浓度越高，采用蒸发器浓缩，连续结晶的投入会越少（因为蒸发水量少）。对于有低浓度废水的企业，要改变原有产品生产工艺，使废水浓度提高，才能使废水治理投入减少。如谷氨酸产业，谷氨酸产品的废水量大，浓度低（含硫酸铵浓度3-4%），大部分企业为了竞争，为了获取大的利润，治理不*，经常偷偷排放，平时储存废水的地方，快成了一座水库，甚至占据一条河。废水中的硫酸铵、糖、蛋白、纤维素全是有用的物质。国外谷氨酸企业清洁生产没有废水，生产工艺与我国谷氨酸提取工艺大不相同，发酵后的谷氨酸溶液，经过膜过滤，截留糖、蛋白、纤维素成为饲料，再将9%浓度的谷氨酸铵溶液，蒸发浓缩至28%，采用四效降膜+热泵蒸发工艺，高蒸发温度低于75℃，蒸发1吨水，仅消耗0.20吨蒸汽。再等电点连续结晶，谷氨酸一次结晶，便成为形结晶，粒度大于0.15mm，而含有硫酸铵（有些是氯化铵）的废水浓度达到13-14%，再蒸发结晶出硫酸铵肥料。这种生产工艺*解决了氨氮工业废水难以治理的难题，而产出部分足以抵消治理的费用，还有余额，这才是受企业欢迎的废水治理方案。

      采用真空蒸发结晶的工艺治理工业废水。

      1.真空蒸发工艺：即再真空状态下料液沸点降低的物理特性进行低温（100℃-40℃）蒸发浓缩，真空度越高，料液沸点就越低。（查水蒸气技术特性表）真空是如何形成的呢？是蒸汽瞬间突然被冷凝形成的，再辅以真空泵抽走不冷凝性气体，以保证真空的稳定，目前经济的做法是用常温冷却水或低温冷却水冷凝蒸气。我们如何控制真空度的高低呢？控制冷却水的温度及水量就可以了。

      真空蒸发可分为单效生产，也可以分为多效生产，效数越多能耗越低，但随之投资业越大。效数的确定是根据物料蒸发浓缩的量、投资与能耗的对比来确定的。物料蒸发的水量按每小时计，现在已可以做到单套每小时蒸发250吨-50公斤。一单套每小时蒸发水量数百公斤至数十吨比较常做，为了节约能耗，在首效的前面加一台蒸汽喷射压缩泵（简称热泵），则能耗更低，蒸发1吨水需锅炉的生蒸汽多少，为蒸汽消耗比。即常说的蒸发1吨水消耗多少蒸汽，这是衡量蒸发与否的一项重要参数，目前世界上的水平是：单效+热泵 蒸汽消耗比 0.55～0.65双效+热泵 蒸汽消耗比 0.38～0.42三效+热泵 蒸汽消耗比 0.28～0.33四效+热泵 蒸汽消耗比 0.20～0.22五效+热泵 蒸汽消耗比 0.16～0.18我国真空蒸发的能耗在某些行业已接近世界水平，但大多数行业水平还是较低，主要表现在不同的沸点进料、二次闪发和冷凝水热量的再利用，真空度不高，料液沸点温度还不够低，以及自动调节仪表的材质差等等。更主要的是理论水平和实际水平工作创新能力，还远远落后于发达国家。

      2真空结晶工艺真空结晶分为：真空蒸发连续结晶和真空闪发降温连续结晶，都是在真空状态下，结晶溶液沸点温度降低的物理特性，进行连续结晶的。

      真空蒸发结晶工艺是在真空的状态下边蒸发边结晶，如谷氨酸钠就是采用这种工艺，按规模说年产2-4万吨的味精，一套真空蒸发结晶设备即可以。工业废水中提取无机盐，如氯化铵、硫酸铵、氯化钠、硫酸钠、碳酸氢钠等，也采用真空连续结晶。这种工艺可单效，也可以多效，根据蒸发数量决定，结晶温度要根据结晶物体的工艺特性和饱和溶解度曲线确定。实际应用中，结晶温度尽量低些，便于结晶设备选择较便宜的材料，降低投资造价，温度太低也不可取。因为未效二次蒸汽比容太大，设备做的大而增加投资。真空蒸发结晶工艺的特点是结晶粒度大，颗粒均匀，能耗低，操作费用低，技术含量高。

      真空闪发结晶工艺是真空状态下，边闪发降温，边结晶。结晶温度可以做的很低，为提高收率，甚至在0℃前可做到。谷氨酸等电点连续结晶，就是闪发结晶工艺，他要求2-3℃结晶，闪发蒸汽几乎达到0℃。闪发过程就是降温过温。比如从30℃降至10℃，结晶溶液的比热×结晶溶液的重量除以10℃时该溶液的汽化潜热等于闪发蒸汽量/小时，也就是说闪发掉这么多蒸汽，结晶溶液才能从30℃降至10℃，而真空状态同样需要低温冷却水，甚至冷冻盐水去冷凝闪发蒸汽，也同样需要真空泵抽取不凝性气体，以保持真空的稳定。真空闪发结晶工艺应用也很广泛，谷氨酸、异维C纳，木糖醇、维生素C，无机盐中，七水硫酸镁、工业硝酸钾、五水硫酸铜等均采用。和间歇冷却结晶工艺相比，大的优势是能耗低，结晶颗粒大小可控制，粒度园滑均匀，技术含量高，占地面积小，投资总费用不高。

      真空多效蒸发+喷雾干燥工艺。

      废水中有用物质如蛋白质，胶体等不适合用结晶的方法进行固液分离的物质，而且废水浓度又不高，采用真空多效蒸发+喷雾干燥工艺，即可把废水变成蒸汽冷凝水，又可以把废水中的有用物质，变成饲料的添加剂，如肉类联合加工厂中的血水，洗肉水过去都是作为废水扔掉了，即污染环境又损失了资源，国外已采用这种工艺将血蛋白全部回收，卖给饲料厂，很受欢迎，而肉联厂又取得了经济效益，一举两得。淀粉工业中的玉米、小麦、马铃薯等、洗涤水、浸泡水含有淀粉、蛋白、乳酸等。国内有很多淀粉厂都把它作为废水扔掉了，其中可以蒸发浓缩至50%，再喷雾干燥成蛋白饲料添加剂，而浸泡水变成了蒸汽冷凝水，*可以做为工艺水再回收使用，而淀粉厂臭烘烘的环境一去不复返。

      4、技术的成熟和可靠上述技术均为物理过程，没有化学反应，技术上是成熟的、可靠的。国人在掌握控制这些技术时，还有新的发展和创新，但是完成一项工程设计，必须要进行物料和热量的衡算，这需要企业配合，提供该废水的基础理化参数如比热、结晶热、重度、粘度。（均为不同温度，不同浓度的条件下）如蒸发浓度，首先要提供初始量（KG/小时），初始浓度，初始温度，接着要提供，终止量（KG/小时），终止浓度，终止温度，如果需要真空结晶，还要提出结晶粒度要求，提供废水中其它物质含量，要准确。特殊的废水还要提供不同浓度下的蒸汽分压（沸点升高）因为一般盐类溶液的蒸汽分压，手册中可以查到。只有和企业密切的配合，才能完成一件的设计和精密的制造。

       真空蒸发的设备

      （1）降膜蒸发器，降膜蒸发器用途十分广泛，能耗低（蒸汽、电）热接触时间短，初始物料从进蒸发器至出蒸发器，往往才几十秒钟，即使四效，也不超过二分钟，尤其适应热敏性物质。热传导温差小也可以生产，所以蒸发温度可以设计很低。如前面所述的谷氨酸浓缩，就是选用的降膜蒸发器，四效+热泵。首效温度仅有74℃～75℃。降膜蒸发器分直流式和循环式，直流式从节能和二次蒸发再利用上均好于循环式，尤其适合热敏性强的溶液蒸发浓缩。

      （2）外加热式强制循环蒸发器，他由加热室和蒸发室组成，靠循环管、循环泵连接成一个整体，它适合于有结晶颗粒或粉粒的溶液蒸发浓缩。结构简单，容易操作，*不足的是循环泵、电耗相对较高。目前，国内普遍使用的循环泵是单悬臂，双端面机械密封的轴流泵，流量大，杨程小，转速低，机械密封处有冷却水和密封水，只要保持水的清洁和供应，机械密封一般不会损坏，该蒸发器经三十余年的运行改进，国内已掌握了不堵管，不结垢等技术要点，已能够设计出和国外相同的，传热系数高的蒸发器。

      2、真空蒸发结晶器和真空闪发结晶器真空蒸发结晶器和真空闪发结晶器连续结晶，它与间歇结晶器的概念*不同间歇结晶为常压，真空蒸发器和真空闪发结晶器是在真空状态下连续结晶，连续进料、连续出料。生产是均衡的连续的，真空蒸发器结晶器是在相同的压力温度下，边蒸发，边结晶生产，因此它有加热室和蒸发结晶室。真空闪发结晶是降温结晶。它需要闪发一部分热量（把热量变成水蒸气闪发出去）所以它不需要加热室，只有闪发结晶室，而结晶室内又分为闪发区，晶核成长区、沉降区、母液分离区，中央循环管区等，尤其是D、T、B型结晶罐，还设有立式轴流泵，进行自身循环，让新的物料降温，在中央循环管内进行，不破环结晶在介稳区内正常生长，因此这种结晶器，结晶颗粒大，粒度均匀、园滑，是间歇结晶不能比拟的。

      结晶器的类型分为FC型，奥斯陆型和DTB型，世界各国都是在这三种结晶器的基础上，不断研究，不断改进，以形成自己的风格，朝着更节能，更节省材料，结晶效果更好的方向努力。我国也在努力，设计人员研制的味精真空蒸发结晶器，直径φ5600、高14m，体积130m3， 味精颗粒长3-4mm，直径1～1.2mm，立式轴流泵仅15KW，已于2002年在安徽、蚌埠、丰原生化集团公司投入生产，其技术水平已经和国外水平相差无几。

      3、喷雾干燥设备喷雾干燥分为压力式、气流式、离心式，这些技术均已成熟，我国在染料（压力式喷雾干燥）、白炭黑（离心式喷雾干燥）、制药行业（气流式喷雾干燥）上应用已很普遍，技术也很成熟，主要结构分为供料系统、雾化系统、干燥系统、气固分离系统，目前，干燥塔大直径已可以做到12M，大干燥蒸发水量已可以做到15000㎏/小时自己研制的离心雾化器已获得了国外同行专家的赞誉。

      4、材质：材质选择正确与否，直接关系到蒸发、结晶、干燥设备的使用寿命。废水有酸性、碱性、有含氯离子、硫离子、铵离子、浓度不一的盐，腐蚀性也不甚相同，所以必须选择相应的材质，保证设备的正常运转，温度不同，材质型号也不同。如：含有氯离子的废水蒸发结晶时温度40℃以下时，材质选择2304＃，双相不锈钢温度在40℃～90℃时，材质选择2205＃，双相不锈钢如：含有氯离子，又含有铵离子的废水蒸发结晶时温度在40℃以下时，材质选择2205＃，双相不锈钢温度在40℃～90℃时，材质选择2507＃，双相不锈钢温度在90℃以上时，材质选择254SMo或钛材。对于酸性或碱性盐PH=4～10之间的废水可以选择奥氏体316L、304L，温度越高要求材质越好。而氯、硫离子存在水中时，必须选用双相不锈钢，因为双相不锈钢对应力腐蚀开裂，点腐蚀和晶间腐蚀有着优良的耐腐蚀性。

      四、努力的方向清洁生产，工业废水*，是各级政府环保部门一直追求的目标，也是企业，尤其是老企业努力的方向，目前主要问题仍是资金困扰着企业，技术改造资金难以落实，我们科技人员希望看到政府、银行和企业携起手来，为共同的目标，积极筹措资金，为实现清洁生产，实现社会效益和经济效益双丰收而共同努力。

      我们科技人员在现有技术的基础上，将继续研究工业废水*中出现的新问题。

       1、为减少资金投入，开发用一套设备同时提取废水中两种盐，如氯化钠和硫酸钠，氯化钠和氯化铵等新工艺，目前该技术已经有突破，施工设计均已完成，只待投产后再大力推广。

      2、为了减少资金的投入，用较便宜的材质替代娇贵的金属材料。这需要和治金部门共同联手，我们正在做方面的工作3、从废水中提取有用的物质，是一项系统工程，它涉及的专业和目前的环保专业是大相径庭的，我们希望政府和企业的环保技术人员努力学习相关的化学基础，用蒸发、结晶的技术消灭废水将成为企业环保的新途径。