成功案例｜水泥公司废水废水零排放

一、工程概况
该水泥公司目前生产用水取自河水，经过竖流沉淀池和过滤处理后用于循环冷却水，同时，反渗透浓水、处理后的生活污水、雨水、矿渣废水和少量的生产废水也经过竖流沉淀池和过滤处理后用于循环冷却水。

二、设计规模
根据资料，原水软化处理规模为1500m/d，反渗透浓水处理规模为20m/d，矿渣废水处理规模为4m/d。
三、设计要求
实现废水零排放，循环水水质满足工艺生产要求，矿渣废水处理后对管道完全无腐蚀影响。
四、工艺设计
1、工艺流程
本方案设计对原水进行石灰-纯碱软化法处理，对反渗透浓水和矿渣废水使用蒸发结晶的工艺进行处理（或将反渗透浓水和矿渣废水外运由专业单位处置）。该工艺技术先进、系统运行稳定、可靠，处理工艺流程见下图。

2、工艺说明
（一）石灰-纯碱软化
对于硬度高、碱度低的水采用石灰-纯碱软化法进行处理。石灰能去除水中二氧化碳和碳酸盐硬度，纯碱能去除水中的非碳酸盐硬度。
经过石灰-纯碱法处理后，原水（河水）的硬度大大降低，从源头降低硬度，避免冷却塔结垢、腐蚀。降低反渗透处理负荷。
工艺流程概述
石灰乳制备及投加：生石灰通过螺旋给料机进入石灰乳储罐制成石灰乳，生石灰与水混合反应产生Ca2+、OH-并形成氢氧化钙过饱和溶液，由此结晶出固相Ca(OH)2，水化反应产生的蒸汽把水加热至90-100℃，然后用这些热水将生石灰熟化成30%左右的熟石灰浆料，最后在石灰乳配置草稀释到5%左右的石灰乳液。由于石灰乳分散性较高，具有自发凝聚、结块的趋势，在贮存过程中必须不断搅拌，使之保持悬浮状。通过活塞式计量泵送至机械搅拌澄清池。搅拌箱流出的石灰乳中所含的杂质和细砂，可用捕砂器去除。
纯碱及混凝剂投加：将纯碱和混凝剂分别配成溶液，使用活塞式计量泵送至机械搅拌澄清池。
机械搅拌澄清池：属于泥渣循环型澄清池，其特点是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。加药混合后的原水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应，然后经叶轮提升至第二反应室继续反应，以结成较大的絮粒，再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。适用于石灰软化水的澄清。
无阀滤池：来水由进水管送入滤池，经过滤层自上而下进行过滤，滤后的清水从连通管进入清水箱进行贮存。水箱充满后，水从出水槽遗留入清水池。滤池运行中，滤层不断截留悬浮物，滤层阻力逐渐增加，促使虹吸上升管内的水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管管口时，发生虹吸作用，则水箱中的水自下而上地通过滤层对滤料进行反冲洗。此时滤池仍在进水，反冲洗开始后，进水和冲洗排水同时经虹吸上升管、下降管排至排水并排出。
污泥处理：污泥进入污泥浓缩池降低含水率，再经过板框压滤机处理后外运。
（二）蒸发结晶
本项目产生的反渗透浓水、矿渣废水可以通过蒸发结晶处理最终实现零排放。由于现场已经有余热锅炉，可以利用余热锅炉产生的蒸汽进行蒸发结晶。本方案采用三效蒸发器。三效蒸发器能长期稳定运行，可间隙操作，噪音小，投资小，故障率低。产生的冷凝水回用不外排。

（1）工艺流程概述
采用三效管式外加热式自然循环加强制循环蒸发形式。该过程主要设备由一效加热器和一效分离器、二效加热器和二效分离器、三效加热器和三效OSLO结晶分离器、冷凝器、循环泵、真空泵等构成。
物料流向：料液由业主送至—原料罐—进料泵送至冷凝水预热器与一效生蒸汽产生的冷凝水进行换热。再到一效加热器，料液从加热器经由喷管喷入一效分离器，重组份由弯道回到加热器，再次受热又喷入分离器形成循环。料液喷入蒸发室时成雾状，水分迅速蒸发，高效。料液利用压力差到二效自然循环蒸发，再到三效强制循环蒸发，三效配备OSLO结晶器。热饱和料液连续加到循环管下部，与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器，并由送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大。在环形挡板外围还有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒及上清液则随母液入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部入淘析柱，而结晶产品从淘析柱下部卸出。本套设备连续进料、连续出料。
蒸汽流向、冷凝水流向：生蒸汽经过调节阀进入到一效加热室壳程。一效管程内的废水受热蒸发在一效分离器生成低压蒸汽，到二效加热室的壳程作为二效蒸发的热源，同样管程内的废水受热蒸发在二效分离室生成低压蒸汽到三效作为其热源，三效的低压蒸汽最后进入到乏汽预热器，与原料进行换热再到间接冷凝器冷凝成冷凝水，一效、二效、三效加热室壳的蒸汽冷凝成冷凝水排出和三效低压蒸汽生成的冷凝水一起进入冷凝水罐经过冷凝水泵到业主回用地点进行回用，不外排。
整套装置操作简便，一般 1 人就可操作，在蒸汽压力相对稳定的情况下，操作人员巡视即可。配置 PLC 自控系统，更加方便简捷。
最终蒸发结晶出的残渣，由专业单位进行处置。