flowchart TD
A[高盐废水] --> B{水质分级}
B -- 氯离子≤5wt% --> C[SCWO主处理]
B -- 氯离子>5wt% --> D[MSO主处理]
C & D --> E[余热回收系统]
E --> F[蒸汽梯级利用]
F --> G1[驱动汽轮机发电]
F --> G2[预热进料至200℃]
F --> G3[MVR蒸发热源]
C & D --> H[熔盐/灰渣] --> I[分质结晶]
I --> J[冷冻结晶→Na₂SO₄]
I --> K[蒸发结晶→NaCl]
展开剩余84%核心模块升级设计预处理强化(需满足SCWO/MSO进水要求)
1. 除硬除硅:两级化学软化(石灰+纯碱+MgO)确保硬度<50mg/L,SiO₂<20mg/L
2. COD浓度调节:对低COD废水(<25g/L)添加有机增效剂(甲醇/乙酸)维持自燃
3. 卤素控制:采用离子交换螯合树脂选择性去除Cr⁶⁺、Hg²⁺等重金属
高温反应器升级
参数
SCWO改造方案
MSO改造方案
反应器材质
C-276合金+ZrO₂陶瓷内衬
高纯氧化铝陶瓷反应器
操作条件
450℃/28MPa,停留≥120s
850℃熔融碳酸盐浴
安全措施
双泄压阀+急冷室
熔盐泄露感应+液氮急冻
尾气处理
催化氧化床(V₂O₅/TiO₂)
急冷塔(300℃/s降温)
能量系统重塑
1. 余热回收率>85%:采用三级热交换
尾气900℃ → 蒸汽发电(400℃) → MVR预热(150℃) → 进料加热(80℃)
2. 能源自给率:通过尾气发电+有机物产热,实现COD≥35g/L时全系统能量自持
盐分资源化重构
graph LR
熔融渣 --> 溶解槽 --> 纳滤分盐
纳滤分盐 --> 低价盐[NaCl溶液] --> MVR蒸发 --> 盐析结晶 --> 成品NaCl
纳滤分盐 --> 高价盐[Na₂SO₄溶液] --> 冷冻结晶 --> 离心分离 --> 成品Na₂SO₄
1. 盐纯度控制:冷冻结晶收率85%时Na₂SO₄纯度≥99.0%,电导率≤10μS/cm
2. 杂质去除:增设重金属吸附柱(硫化物改性活性炭)
经济性与可靠性提升指标
优化后参数(100m³/d规模)
修正依据
建设投资
¥2300-2800万
增加陶瓷内衬/合金升级
吨水运行成本
¥150-220元
补充热能/化学药剂成本
结晶盐收益
Na₂SO₄:¥300元/吨
工业级无水硫酸钠价格
投资回收期
5-7年
考虑卤素废水处理溢价
安全与环保补强二噁英控制:采用高温持久+急冷跳过+催化分解三重防护
1. 反应器出口>850℃维持≥2s
2. 0.2s内急冷至200℃以下
3. 尾气催化分解单元(CuO-MnO₂催化剂)
危废控制:飞灰中重金属螯合固化(硫磺+水泥),浸出毒性满足GB5085.3
方案验证与实施建议中试必做项目
1. 熔盐腐蚀性加速试验(按ASTM G31)
2. 热平衡模拟(ASPEN Energy Analyzer)
3. 盐结晶相图实验(测定NaCl-Na₂SO₄共溶解度)
关键控制逻辑
# SCWO氧浓度自适应控制
def oxygen_control(cod, chloride):
base_oxygen = cod * 1.5 # COD氧化需氧量
if chloride > 50000: # 高氯废水需增加氧防二噁英
return base_oxygen * 1.2
else:
return base_oxygen
典型案例数据修正
原环氧树脂废水处理项目实际运行参数:
1. SCWO操作压力→ 28MPa(非22.1MPa)
2. NaCl纯度→ 98.7%(99.3%为实验室数据,工程实际受杂质干扰)
3. 蒸汽产量→ 1.2t蒸汽/吨水(原方案高估5倍)
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