关于离子交换树脂再生活化废水蒸馏浓缩处理方法的技术探究

关于离子交换树脂再生活化废水蒸馏浓缩处理方法的技术探究

施旭明 王铭

浙江晟格生物科技有限公司，浙江省金华市321000

摘要：随着我国工业产能不断发展，由工业废水所带来的污染问题也日渐凸显，政府对环保问题日趋重视。近年来，国家出台多项废水处理相关政策，涉及水污染防治、工业废水处理机制等多方面内容，推动我国废水处理市场不断规范化发展。

关键词：废水处理、蒸馏浓缩、技术探究

引言

工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。工业用水产生的废水如果随意排放往往会对周围的环境和生态造成不可逆的伤害。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人民的健康和安全。

工业废水处理，指的是工业生产过程用过的水经过适当处理回用于生产或妥善地排放出厂，包括生产用水的管理和为便于治理废水而采取的措施。其主要分为两大类：中水回用处理和污水达标排放处理。工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，一般会加上软化器，RO，EDI/混床等设备使其达到软化水，纯化水，超纯水水平，可以进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境的目的。污水达标排放处理指各项指标都达到国家或地方排放标准的外排污水处理。

1工业废水处理行业的发展趋势

1.1智能化、自动化发展

近年来，随着人工智能、云计算、大数据等科技的进步，智能工业水处理控制技术得到发展。目前，国外先进的智能化计算机软件已成功地应用于工业用水预处理与循环冷却水系统等领域，计算机程序可根据处理水的类型、污染物的种类和性能及预定的水质条件进行计算，从而确定水质的实时数据及水处理方案的适用性。这种计算机技术与传统的水处理技术相结合，可实现水处理过程的自动控制和在线分析、监测，以达到高效、低耗的目的。当前，我国也正在积极通过技术引进并自主开发类似的智能化控制系统来运用到工业废水处理行业，但由于技术仍未成熟，其检测精度仍有待提高。未来，在工业废水处理技术进一步提高的背景下，智能化控制工业废水处理技术有望得到突破，智能化控制技术将在中国工业废水处理中得到运用。

1.2零排放处理

世界范围内，工业废水零排放处理技术已经经历了40多年的发展，技术水平不断提升，应用领域不断拓展。经过多年的发展，我国工业废水零排放技术也已广泛应用于能源、化工、造纸等行业，正在引领工业废水处理技术的发展方向。

2021年国家发改委、生态环境部、水利部等10部门联合发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》，文中将废水零排放作为实现污水资源化利用的重要路径再次被重点提及，并明确指出“实施污水近零排放科技创新试点工程……在长三角地区遴选电子信息、纺织印染、化工材料等国家高新区率先示范，到2025年建成若干国家高新区工业废水近零排放科技创新试点工程”。

随着工业废水处理技术的不断提升，工业废水零排放政策的持续落地收紧，预计零排放项目将会持续增多，成为行业发展的重要方向。

2工业废水处理行业的未来格局

随着环保政策对于产业端各企业要求逐步趋严，工业废水处理普遍应用于各污水排放企业，市场规模逐步扩大。未来随着各地工业园区建设的推进，以及政策的引导，工业废水处理的渗透率将快速提高，市场规模将进入加快增速的阶段。结合当前工业废水处理行业的发展，前瞻预测，2023—2028年，中国工业废水处理行业年复合增速将达8%，预计2028年，中国工业废水处理行业市场规模将达4519亿元。

在趋势上，随着各项利好政策发布，我国工业废水处理行业未来短期时间内的巨大发展机遇。《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》提出，2025年污水处理能力基本满足经济社会发展需要，2035年实现全覆盖；新增2025年基本消除城市建成区生活污水直排口和收集处理设施空白区，全国城市生活污水集中收集率力争达到70%以上，2035年城市生活污水收集管网基本全覆盖。污水处理行业前景广阔的同时也存在一定的进入壁垒，只有具有成本和技术优势的企业才能在行业不断向前发展的大潮中立于不败之地。

3离子交换树脂再生活化废水蒸馏浓缩处理方法的技术方案

3.1生物糖工艺的改进需求

生物糖作为植物光合作用的初生产物，广泛分布于生物体内，植物中的生物糖具有多种生物学活性，且毒副作用小；目前，生物糖主要提取方法是酸水解法，水解液通过中和脱酸、脱色、浓缩、离子交换、氢化等工艺从而得到较为纯净的生物糖，此过程消耗大量的化工原料，并产生大量的废水；目前活化废水的处理工艺会消耗大量的热能与水资源，对企业造成巨大经济压力，且处理后的废水仅能达到排放标准，无法资源再利用，不符合节能减排的要求。

3.2具体技术方案

本方案提供了一种通过合理分流能够实现废水再利用，利用废水治废，节能高效的离子交换树脂再生活化废水蒸馏浓缩处理方法，其步骤包括：

将活化废水经反渗透装置处理，分别收集废水清液和废水浓缩液，开启进料泵和预热装置，废水浓缩液经预热装置预热至设定值后进入集水井中；

集水井中的废水浓缩液液位达到最大值的70‑80%，开启蒸汽发生器备用进水阀和电源，进水加热；

蒸汽发生器内的蒸汽压力达到设定值时，开启蒸汽发生器出汽阀，加热蒸汽进入蒸发器换热管中；同时启动循环泵，集水井中经预热的废水浓缩液由蒸发器的上部喷淋至蒸发室内换热，废水浓缩液循环喷淋浓缩；

开启蒸汽冷却器进汽阀以及废水清液出水阀，废水清液经离子交换装置净化；

在线检测经离子交换后的处理液是否符合排出标准，若不符合则重新回到步骤S4进行处理，直到符合排放标准；进入蒸汽冷却器内作为冷却水使用，然后从蒸汽冷却器内排出进入蒸汽发生器内作为进水使用，并关闭蒸汽发生器备用进水阀；蒸发器换热管中的换热后蒸汽进入蒸汽冷却器被冷凝，得到冷凝水；

蒸发浓缩的废水浓缩液经循环通路上的测浓管测量浓度，浓度达到设定值后，蒸发结晶器进水阀开启，浓缩后的废水浓缩液排入蒸发结晶器中蒸发结晶。

4离子交换树脂再生活化废水蒸馏浓缩处理方法的使用实例

下面结合具体实施例，对本装置的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1、2所示，本实施例提供了离子交换树脂再生活化废水蒸馏浓缩处理方法中的集成化装置包括预处理单元、蒸发单元、冷凝回收单元。预处理单元包括给水泵、过滤组件和反渗透装置，其中过滤组件包括1号保安过滤器和安装在1号保安过滤器进水口处的砂滤器，制糖废水通过废水进水总阀10控制，由给水泵送至砂滤器粗滤后进入1号保安过滤器过滤，砂滤器能够对进水中的较大杂质进行过滤，保安过滤器可根据进水的水质不同，选用不同的滤芯，来对进水中不同浊度的细小微粒进行过滤，本实施例中1号保安过滤器内部采用5μm‑10μm的滤芯；1号保安过滤器后端连接高压泵，将过滤后的废水加压送至反渗透装置中。

蒸发单元包括蒸汽发生器、蒸发器、蒸汽压缩机和蒸发结晶器，预处理系统中的浓水箱通过备水组件与蒸发器连通，备水组件包括预热装置和集水井，备水组件的废水浓缩液的进料输送由安装在预热装置前端的进料泵提供动力，基于进料流量和防腐的要求，选用液压隔膜计量泵；预热装置选用电加热装置，设定预加热温度为60摄氏度，加热装置上设有温度传感器及4‑20ma信号输送装置，预加热后的废水浓缩液由管路上设置的集水井进水阀13控制进料量进入集水井中。

冷凝回收单元包括蒸汽冷却器，产水箱通过进水管道依次与蒸汽冷却器及蒸汽发生器连通，进水管道上依次安装有离子交换装置及蒸汽冷却器进水阀16，离子交换装置前还安装有备用进水管及蒸汽冷却器备用进水阀14；本实施例中离子交换装置为离子交换器，产水箱内的废水清液经过离子交换器处理后作为冷凝水进入蒸汽冷却器的冷凝管，冷凝管出水作为蒸汽发生器进水进入蒸汽发生器；废水清液经过蒸汽冷却器内的换热作用，吸收了大量的热能，再进入蒸汽发生器时，可以减少蒸汽发生器的工作能耗，软化过后的废水清液去除了水中的硬度离子，降低了蒸汽发生器内水垢的产生，提高了工作效率；蒸汽发生器上还设有与外界水源连通的备用进水口及蒸汽发生器备用进水阀15，作为初始运行的进水使用。

离子交换装置包括离子交换树脂存储罐100；还包括旋转出水组件，旋转出水组件设置于离子交换树脂存储罐的内部，旋转出水组件包括主水管101，主水管的上下两端穿过离子交换树脂存储罐并通过轴承连接在离子交换树脂存储罐上；旋转出水组件的底部通过联轴器连接于一驱动电机102的输出轴上，旋转出水组件的顶部通过轴承连接进水管103，进水管连接产水箱；主水管的侧面设置有若干分支杆104，分支杆上设置有出水孔，离子交换树脂存储罐上还设置有与废水清液处理液储存罐连接的清液出水管105，以及清液回流管106；对应于废水清液处理液储存罐的顶部、中部以及底部分别设置有一顶部开口的检测腔107，检测腔与废水清液处理液储存罐通过第一单向控制阀108连接；回流管道上设置有第二单向控制阀109，检测腔还连接外部去离子水水源110；各检测腔的顶部均设置有可上下移动的电导率传感器111，电导率传感器通过气缸112连接在离子交换树脂存储罐上。

结语

“十四五”期间，随着环保治理的不断深入，工业废水处理行业仍将保持稳定增长，保守估计到2025年，工业废水市场规模将达到1262亿元。相信在未来，随着国家对环境保护的重视程度不断提升，人民生活水平改善和环保要求提高，以及工业废水处理方式的不断升级改造，水污染治理投资仍将继续保持较快的增长。

参考文献

[1]小型屠牛场废水处理的工程实践.管明强；沈守权；李凯波.,2023(02)

[2]电化学技术在冶金废水处理中的应用研究.王霆.,2022(05)

[3]磷化工废水处理现状及改进工艺研究.李杜霞.,2022(14)