表面处理行业脱脂清洗废水低温蒸发处理案例 ,低温蒸发废水处理设备

在汽车、电子、航天航空等各行各业中喷涂工艺广泛应用，其目的就是在工件表面涂上一层具有保护作用、装饰作用及特殊功能的涂层。由于各行各业对喷涂工艺的要求不同，对于喷涂工艺中第一步表面处理工艺也多种多样，前表面处理工艺是一个会产生大量废水的环节。其一般工艺流程为预脱、主脱、水洗、表调、钝化、纯水洗等阶段。此类表面处理工艺需要配制相对应的脱脂剂及清洗水，随着处理时间的延长清洗剂及清洗水中逐渐累积油、脂、固体悬浮物而失去脱脂能力，所以需要定期更换脱脂液。被更换的脱脂废水中含有大量乳化油、表面活性剂、硅酸盐、重金属离子、溶剂、油、脂等具有危害性的物质。此类脱脂清洗废水在2021年发布的《国家危险废物名录》中被列入HW17废液。

目前针对表面脱脂废水高pH值、高电导率、含油较多及SS等特点。处理的方法主要是将物理、化学及生物法配合使用，虽然多工艺配合能达到一些客户的要求但是仍然存在各自的应用局限。比如不同工艺间的控制繁琐，多工艺组合流程长，占地面积大，回用比低，操作人员专业要求高等问题。

目前环保行业竞争巨大，威胜达环保不仅要为客户解决问题，还要为客户节约成本。本文案例主要以威胜达环保的蒸发工艺为主，辅助以RO反渗透，进行高沸点油类、SS及盐类物质的分离，能稳定产出高指标的回用水品质。

1 案例详情

常州某公司脱脂清洗废水，其表面处理工艺采用预脱脂-主脱脂-水洗-水洗-硅烷-水洗-纯水洗流程。生产过程中产生的脱脂废水水质如下表所示。

▲废水水质表

从表中可以看出该废水碱性较强、有机物和无机盐含量较高。

1.1 水处理工艺

针对此废水的性质，通用酸碱调节降低废水pH值，以减少废水对后端设备腐蚀及稳定出水水质的pH值。对于较高的COD、电导率通过低温热泵蒸发器进行蒸馏分离，去除大部分有机物、无机盐、SS、重金属离子、油脂等。为进一步澄清水质，蒸馏出水经过陶瓷膜过滤降低小颗粒SS、有机物、油脂。为了使出水到达回用标准再经过反渗透膜进一步降低出水COD、SS、含盐量等杂质。同时保证浓缩减量90%。工艺流程示意如图。

▲工艺流程图

2 运行效果分析

通过威胜达环保的pH调节+低温蒸发器+陶瓷膜+反渗透工艺对常州某公司脱脂清洗废水的处理的结果分析。从下表看出经过该工艺处理后的出水满足了回用要求，同时浓缩率在90%以上。

▲废水设备处理前后水质对比表

低温热泵蒸发器是通过纯物理法，进行分离废水的目的。同时因为废水是在负压-90∽-97KPa下进行蒸发，此时的蒸发温度只在35-40℃，由于蒸发温度低使得废水中杂质不易蒸发而水可以蒸发，使得出水水质变的很好。也因为蒸发温度低使得废水中的钙镁离子不易在换热器上结垢。低温热泵蒸发器采用成熟的热泵节能技术，充分利用废水蒸发吸热，水蒸汽冷凝放热这一热量的循环特性，大大降低运行成本。同时低温热泵蒸发器的主要组成部件均是市场上的高端主流配件，使得后期的运行维护更为方便。从蒸发出水数据表分析，低温蒸发器处理后COD从12325mg/L降至300mg/L左右，去除率大于95%。电导率从20370us/cm降至200us/cm以下，去除率同样在95%以上。通过蒸发能够大幅度截留废水中的污染物质净化水质，但对于此案例出水指标要求还存在一定的差距，需要进一步改善水质。

▲威胜达环保低温蒸发器产品图

陶瓷膜过滤器是由无机纳米陶瓷膜、增压循环泵、水箱、PLC自控系统等组成，主要是利用孔径为50nm的管式陶瓷膜对蒸发器出水进行过滤，从而去除50nm以上颗粒物，浮油，阻止悬浮物，胶质物和微生物大分子通过。陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定效果好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势。如上表所示，可以得出陶瓷膜对电导率及有机物没有较好的去除效果。本案例主要依靠陶瓷膜的高抗污、耐酸碱性能去除蒸发出水带出的轻质浮油及保证蒸发出水SS数值，确保后续RO防渗透工艺的稳定持续运行。

为满足纯水回用要求，在工艺后端增加反渗透膜系统。因为反渗透膜孔径在0.1nm级，在通过反渗透进一步过滤后，确保出水达到客户回用水水质标准。同时，为了保证整套工艺流程的纯水回用比例，将RO膜系统产生的约20%浓缩液回流至原液桶，通过蒸发系统消化，尽可能减少浓缩液的外排，使得本工艺处理表面脱脂废水实现了90%以上的纯水回用比。

3 经济性分析

该案例每天约3吨表面脱脂废水，其摆放设备的场地空间仅有25㎡，故采用的pH调节、低温蒸发器、陶瓷膜、反渗透均为一体撬装式设备大大节省了占地面积，本次废水处理工程总装机功率31 kw，运行功率约为19kw，吨水能耗约150kwh/m3。通过对日常运行、废液委外、设备投资的分析得出，本项目采用该工艺后不到半年客户即可收回投资成本，此后每年可为客户节省200万元左右的废水委外成本。

▲经济效益分析表

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