针对6吨/小时(6T/h)化肥废水的蒸发结晶处理,需根据废水中具体成分(如铵盐、磷酸盐、钾盐等)、浓度及回收目标设计工艺。以下是分步解决方案:
1.化肥废水典型成分分析
成分 | 常见含量 | 处理难点 |
氨氮(NH₄⁺) | 500~5000mg/L | 易挥发,需控制pH防止氨逃逸 |
磷酸盐(PO₄³⁻) | 100~1000mg/L | 易与钙镁形成结垢 |
钾盐(K⁺) | 100~2000mg/L | 高价值可回收 |
悬浮物(SS) | 50~300mg/L | 需预处理防堵塞 |
2.推荐工艺流程
方案一:多效蒸发(MED)+分盐结晶(高盐废水)
适用场景:废水含NaCl、NH₄Cl、KCl等混合盐,需分步结晶回收。
方案二:xyu强制循环结晶(单一高浓度盐)
适用场景:废水以硫酸铵或磷酸铵为主,目标直接回收肥料。
3.关键设备选型与参数
(1)预处理系统
中和池:加NaOH或H₂SO₄调节pH至6.5~7.5(抑制氨挥发)。
过滤:多介质过滤器(石英砂+活性炭)+精密过滤(5μm)。
(2)蒸发结晶核心设备
设备 | 参数要求 | 材质建议 |
蒸发器(MED/xyu) | 蒸发量6T/h,设计温度80~110℃ | 2205双相不锈钢 |
强制循环泵 | 流量200m³/h,扬程20m,耐颗粒物 | 衬氟或超级双相钢 |
结晶器(DTB) | 直径3m,带细晶消除系统 | 316L不锈钢 |
离心机 | 卧式螺旋,分离因数≥2000 | 钛材(若含氯离子) |
(3)热泵系统(xyu方案)
压缩机:罗茨式(压比1.8~2.2),处理二次蒸汽量5.5T/h。
换热面积:350~400m²(沸点升高按15℃计算)。
4.工艺控制要点
参数 | 控制范围 | 目的 |
蒸发温度 | 一效105℃,二效85℃ | 防止铵盐分解(如NH₄Cl≥130℃分解) |
系统真空度 | 0.07~0.08MPa | 降低沸点,节能 |
循环流速 | ≥1.8m/s | 防垢、防晶体沉积 |
结晶过饱和度 | 1.05~1.10(通过密度计监测) | 控制晶体粒度(0.5~1.2mm) |
5.防垢与清洗策略
化学防垢:添加聚丙烯酸阻垢剂(50ppm),抑制Ca₃(PO₄)₂结垢。
物理防垢:电磁阻垢器或超声波防垢装置。
CIP清洗:每周用2%硝酸循环清洗1小时。
6.能耗与经济性对比
设备名称 | 蒸汽消耗(T/h) | 电耗(kWh/T水) | 投资成本(万元) | 晶体产品价值 |
三效蒸发(MED) | 1.8~2.0 | 18~22 | 450~550 | 混盐(低价值) |
xyu蒸发结晶 | 0(仅用电) | 45~50 | 600~700 | 高纯度NH₄Cl/KCl(可销售) |
注:若废水中钾盐含量高(如K⁺>1000mg/L),回收钾肥可抵消30%~50%运行成本。
7.特殊问题解决方案
氨氮控制:
蒸发前调pH至酸性(pH≈6),冷凝水接氨吹脱塔。
母液处理:
高COD母液可焚烧或返回生化系统(需稀释)。
产品干燥:
流化床干燥机(温度≤80℃,避免铵盐热分解)。
8.推荐设备供应商
国内:上海森松(MED/xyu)、南京高捷(DTB结晶器)。
国际:GEA(德国)、Veolia(法国,含盐废水专长)。
对于6T/h化肥废水:
1.混合盐分高→选择多效蒸发分盐结晶,分离NaCl与铵盐/钾盐。
2.单一高浓度盐→采用xyu强制循环结晶,直接回收肥料级产品。
核心优化点:
预处理降低氨挥发风险;
过饱和度精确控制提升晶体品质;
热泵集成(xyu)降低能耗成本30%以上。
建议先做水质全分析及小试,确定结晶顺序与动力学参数。