作者：乔树峰 1，王培功 2 （1.迁安中化煤化工有限责任公司，河北 迁安 064400； 2.北京今大禹环境技术股份有限公司，北京 100195）

摘 要 以焦化厂蒸氨废水为研究对象，针对其采用常规方法处理效果不佳的问题，研发并试验了低温蒸发 技术处理蒸氨废水，考察了装置的产水回收率和能耗。结果表明：低温蒸发装置能够充分利用废水余热，产水回收 率达 70%，处理蒸氨废水所需能耗约 28 kWh/m3 。装置连续运行产水量稳定，受环境温湿度、蒸氨废水进液量和温度 影响较小，产水中 TDS、COD 分别下降约 90%和 49%，其他有害成分和水温也均降低，为下步生化处理提供了有利条件。 关键词 蒸氨废水，低温蒸发，产水回收率，能耗

焦化企业的蒸氨废水具有成分复杂、盐分、色度 和有毒有害物质含量高等特点，是较难处理的工业废 水。目前焦化企业蒸氨废水常用的处理方法有芬顿氧 化法[1]和微生物法[2-3]等，存在的主要问题是：一方面处 理后的废水中 S、C、N 等含量仍然较高；另一方面由于 废水含盐量高，活性污泥很容易受到高盐度的影响，出 现活性大幅降低的现象，对后续深度处理工艺产生一 定的影响；再一方面蒸氨废水温度较高，需要进行有效 降温，才能保证生化系统活性污泥的生长需要，且蒸 氨废水中的余热未能得到充分利用，造成能源浪费。 北京今大禹环境技术股份有限公司研发了低温蒸 发处理蒸氨废水的技术，并在迁安中化煤化工有限责 任公司（简称迁安中化）进行了中试试验，考察了装置 的产水回收率、设备能耗以及环境温湿度、蒸氨废水进 液量和温度等因素对装置产水量的影响，现介绍如下。

1 低温蒸发技术原理 低温蒸发技术主要利用空气的增湿 - 减湿原理， 即一定温度的液体与一定温度的空气逆流接触，液体 降温的同时将热量直接传递给空气，空气温度增加的 同时湿度增加，导致液体水分减少，从而实现液体浓 缩过程。热湿空气在冷凝器中与低于露点的冷介质接 触，热湿空气降温的同时，空气中水分转变为冷凝水 排出，除湿后的低温空气经预热升温后，返回加湿器 重复上述过程。该技术充分利用蒸氨废水余热，有效 降低废水中的盐分和 COD，为蒸氨废水的后续处理及 废水深度处理创造条件。

2 试 验

2.1 试验仪器 试验仪器：电导率仪，pH 计，上海仪电科学仪器 股份有限公司；紫外可见分光光度计，美国瓦里安公 司；电热鼓风干燥箱，上海昕仪仪器仪表有限公司。 2.2 试验用废水 试验用蒸氨废水来自迁安中化公司，其主要成分 如表 1 所示。

2.3 工艺流程 低温蒸发中试工艺流程示意图见图 1。一定温度 的蒸氨废水经泵提升后，进入第一效加湿器与热空气 进行逆流接触，传质传热，之后热湿空气进入第一效 减湿器冷凝产生冷凝水，即第一效产水，减温减湿后 的空气返回第一效加湿器循环利用；出第一效加湿器 的蒸氨废水进入第二效加湿器与热空气进行逆流接 触，传质传热，之后热湿空气进入第二效减湿器冷凝 产生冷凝水，即第二效产水，减温减湿后的空气返回 第二效加湿器循环利用；出第二效加湿器的蒸氨废水 进入第三效加湿器与室温空气进行逆流接触，传质传 热，之后热湿空气外排至废气回收系统，出第三效加 湿器的蒸氨废水浓缩液返回至炼焦工艺单元，第一效 和第二效产水混合后去厂区生化处理。

2.4 测定内容

2.4.1 产水回收率和能耗测定 打开蒸氨废水进水调节阀，调节入第一效加湿器 的蒸氨废水流量为 Q1，m3 /h；分别启动各循环泵、风机 以及热泵机组，记录此时总电能表起始读数为 W1，kWh； 分别记录第一效和第二效产水量为 Q2 和 Q3，m3 /h；当 设备连续运行约 t 小时后，观察此时总电能表读数为 W2，kWh。 2.4.2 不同因素与产水量的关系 为了明确环境温湿度、蒸氨废水进水温度和流量 等参数变化与装置产水量的关系，进一步考察装置运 行的稳定性，在现场进行了为期 31 d 的装置连续运 行考核。详细监测并记录了 2018 年 11 月 20 日—12 月 20 日环境的温度和湿度以及装置的进水温度、流 量和产水量。 2.5 数据处理方法 产水回收率（η）和能耗（E）分别依据式（1）和式 （2）计算：

3 结果与讨论 3.1 产水回收率和能耗 低温蒸发装置产水回收率和能耗见表 2，低温蒸 发装置总产水水质见表 3。由表 2 可知，低温蒸发装 置的产水回收率可达 70%，处理蒸氨废水所需能耗约 28 kWh/m3 。由表 3 可知，装置产水中 TDS 和 COD 质量 浓度分别为 387 mg/L 和 2 800 mg/L，分别较蒸氨废水 原水下降约 90%和 49%。因此，低温蒸发技术能够有效 脱除蒸氨废水中盐分和 COD，同时产水其他有害成分 含量和温度也均降低，为下步生化处理及深度脱盐处 理提供了有利条件。 3.2 不同因素与产水量的关系 2018 年 11 月 20 日—12 月 20 日，检测了环境温 湿度、蒸氨废水进液量和进液温度及第一效、第二效 产水量，分析了不同因素与产水量的关系，结果见图 2。由图 2（a）可知，当地大气环境温度在试验期内呈 现波动趋势，最高温度约 17 ℃，最低温度约 -8 ℃；湿 度呈现波动趋势，变化范围是 10%~80%。由图 2（b）可 知，每日进装置的蒸氨废水量较稳定，维持在 500 L/h 左右。由图 2（c）可知，每日进装置的蒸氨废水温度呈 现波动趋势，基本变化不大，维持在 62 ℃。由图 2（d） 可知，装置刚运行 2 d 时，第一效产水量基本维持在 200 L/h~210 L/h，第二效产水量基本维持在 180 L/h~ 200 L/h，之后的时间内，每日第一效产水量和第二效 产水量均呈现波动趋势，波动趋势基本一致，第一效 产水量基本维持在 180 L/h，第二效产水量基本维持 在 170 L/h。究其原因，装置刚运行后，受蒸氨废水污染物污染程度较轻，尤其是第一效冷凝器中冷凝管传 热性能较好，热湿空气在冷凝器中冷凝产生较多的冷 凝水，之后随着冷凝管受污染程度加重，传热性能变 差，冷凝器不能及时冷凝热湿空气中更多水分，导致 产水量有所降低。综合上述分析可知，低温蒸发装置 产水量较为稳定，受环境温湿度、蒸氨废水进液量和 温度的波动影响较小。 4 结 论 4.1 低温蒸发装置的产水回收率为 70%，处理蒸氨废 水所需能耗约 28 kWh/m3 。

4.2 低温蒸发装置产水量较为稳定，受环境温湿度、 蒸氨废水进液量和温度的波动影响较小。

4.3 低温蒸发技术能够有效处理蒸氨废水，充分利 用废水余热，装置产水中 TDS、COD、其他有害成分含 量和温度均降低，为下步生化处理及深度脱盐处理提 供了有利条件。