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                 化工污水耐腐蚀双相钢减压阀

                  上海申弘阀门有限公司

之前介绍蒸汽截止阀热损失，现在介绍化工污水耐腐蚀双相钢减压阀煤化工污水经过脱酚脱氨、生化处理、中水回用等步骤后，高盐废水中的氯化钠、硫酸钠和其他一些有机、无机杂质难以处理且处理费用昂贵。而氯化钠和硫酸钠两种盐分的工业使用量很大，白白丢弃非常可惜。因此，对高盐废水的提盐具有重要意义。

1. 品名、型号规格、数量、价格.     

    目前，在多种煤化工废水处理技术中，有4条工艺技术路线的发展前景看好：

1 化工污水耐腐蚀双相钢减压阀材料与方法
1.1 工艺流程
本研究中，高盐废水处理的工艺是由电渗析脱盐和活性污泥法生化处理两部分组成，其工艺流程如图 1所示。不锈钢水用减压阀可以将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平，是一种自动降低管路工作压力的专门装置。不锈钢水用减压阀的基本性能有：

本系列减压阀属于先导活塞式减压阀。由主阀和导阀两部分组成。主阀主要由阀座、主阀盘、活塞、缸套、弹簧等零件组成。导阀主要由阀座、阀瓣、膜片、弹簧、调节弹簧等零件组成。通过调节调节弹簧压力设定出口压力，利用膜片传感出口压力变化，通过导阀启闭驱动活塞调节主阀节流部位过流面积的大小，实现减压稳压功能。
本产品主要用于蒸汽管路，起减压稳压作用。 不锈钢的耐腐蚀性能一般随着铬含量的增加而提高，当钢中的铬含量Cr≥12%，会在钢的表面形成一层非常薄，但很致密的氧化膜(通称钝化膜)，保护基体不再被氧化或腐蚀，不锈钢因此具有优良的耐蚀性能。

2、双相不锈钢的组成
双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量zui少也需要达到30%的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。

图:双相不锈钢的组成

图：双相不锈钢的微观组织

3、双相不锈钢的分类
*类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。

第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。

第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。

第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含钨和铜,PREN值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性 能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。DN32水用减压阀

　　1、压力特性：它是指流量为定值时，因输入压力波动而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小，减压阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力—定值才不会随输入压力变化而变化。

　　2、流量特性：它是指输入压力—定时，输出压力随输出流量的变化而变化的持性。当流量发生变化时，输出压力的变化越小越好。一般输出压力越低，它随输出流量的变化波动就越小。

　　3、调压范围：它是指减压阀输出压力的可调范围，在此范围内要求达到减压阀规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。

　　不锈钢水用减压阀可以广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。

1、反渗透加机械式蒸汽再压缩技术加多效蒸发及变温结晶    

    目前，高盐废水（含盐量≥1%）的处理规模约为几十到几百立方每小时。该废水通过普通反渗透及高盐反渗透浓缩后（约为7-8%），在未饱和之前可以先用机械式蒸汽再压缩技术或多效蒸发进行浓缩，zui后进入蒸发结晶系统脱盐。由于机械式蒸汽再压缩技术真空蒸发的节能效果明显，愈加受到制盐企业的重视。

  首先，将高盐废水通入电渗析器的脱盐通道，低盐分的汲取液通入汲取通道，废水和汲取液在电渗析器内逆向循环流动，并保持废水的盐分始终高于汲取液的盐分。加入直流电场后，废水中的离子在浓度差和电位差两方面推动力作用下向汲取液迁移，使废水中的盐分降低到适合活性污泥法处理的条件。之后对活性污泥进行接种、驯化培养，并利用驯化成功后的活性污泥反应器对电渗析脱盐后的废水进行生化处理以降低废水中的COD。

1.2 试剂与仪器
所用试剂包括氯化钠、氯化钾、氯化镁、碳酸氢钠、硝酸钠、葡萄糖，均为天津江天化工有限公司生产，分析纯。
所用活性污泥取自天津大学中水处理系统的MBR装置，该处理系统COD为300~500mg/L，其污泥泥龄长，微生物活性高，混合液悬浮固体（MLSS）为6 000 mg/L左右。
主要试验设备：DDSJ-308A电导率仪，上海精密科学仪器有限公司；HITACHI180-80偏振拉曼原子吸收分光光度计，日立公司；DX-120离子色谱，戴安公司；ET3150B多功能消解器，ET1151M型COD测定仪，上海欧陆科仪有限公司。
电渗析器：立式组装，一级一段；聚乙烯异相阳离子交换膜LE-HeM-CM01，8张，聚乙烯异相阴离子交换膜LE-HeM-AM01，7张，单膜有效面积330 mm×120 mm；隔板为双层编织网，厚度0.9 mm。
电渗析器辅助设备：PVC水箱；MP耐酸碱磁力泵；LZB转子流量计；直流电源。活性污泥反应器：曝气池（2 L），ACO-308电磁式空气压缩机，广东海利集团有限公司。
1.3 水质分析
自配模拟高盐废水，离子组成由氯化钠、氯化钾、氯化镁、碳酸氢钠试剂配比而成，COD由葡萄糖配制而成，模拟废水中Na+ 8 150 mg/L，K+ 80 mg/L，Mg2+ 8 mg/L，Cl- 12 650 mg/L，HCO3- 1 110 mg/L，COD 3 850 mg/L。
1.4 试验方法
1.4.1 电渗析脱盐实验
将模拟废水通入电渗析脱盐通道中，纯水通入汲取通道，极水为2 g/L的硝酸钠溶液，各5 L。保持废水和汲取液流量相同，为40 L/h，极水流量60 L/h，循环操作。试验在室温条件，15 V恒电压模式下进行，每隔5 min取少量废水和汲取液进行分析，当汲取液电导率接近废水电导率时，用纯水更换全部的增浓汲取液，再继续上述脱盐操作。
1.4.2 活性污泥法处理电渗析脱盐后废水
取100 mL接种活性污泥与900 mL废水于2 L的曝气反应池内驯化培养，控制溶液DO在2~4mg/L。驯化期废水的无机盐组成与电渗析脱盐后废水的无机盐组成相同，仅通过增加葡萄糖的投加量来逐步提高废水中的COD（由400 mg/L逐步提高至3590 mg/L）。至驯化成熟后，采用电渗析脱盐后废水作为进水。在驯化和稳定处理期间，每次进水均投加营养物质及微量元素，以保证微生物的正常生长。反应采用每周期曝气22 h，静置沉降2 h的操作方式，取上清液分析其中的COD来表征活性污泥法的处理效果。
1.5 分析与计算方法
试验中采用DDSJ-308A电导率仪对水样的电导率进行分析，阳离子含量通过HITACHI180-80偏振拉曼原子吸收分光光度计分析，氯离子含量由DX-120离子色谱分析，碳酸氢根的测量采用滴定分析法，COD由ET3150B多功能消解器及ET1151M型COD测定仪测定。
废水中各离子的脱除率按式（1）进行计算。

式中：Rt——废水中某离子在t时刻的脱除率，%；
Ci——废水中该离子的初始质量浓度，mg/L；
Ct——废水中该离子在t时刻的质量浓度，mg/L。
2 结果与分析
2.1 电渗析脱盐过程分析
  试验过程中定期对废水和汲取液的电导率进行测定，结果如图 2所示。

废水中的电解质在浓度差和电位差两方面推动下向汲取液迁移，使废水含盐量随脱盐过程而降低，电导率逐渐下降。经过160 min，废水的电导率由30 mS/cm降至2.77 mS/cm，下降了90.8%。
图 2中1~5代表更换汲取液的次数，整个脱盐过程共更换了5次汲取液。图 2中所示1~5汲取液的初始电导率都很低，并随时间逐渐增加，直至接近废水的电导率。这是因为脱盐过程开始时，将纯水通入电渗析器的汲取通道，随着废水中的盐分向汲取液迁移，使汲取液的电解质浓度升高，电导率逐渐增加。为避免离子从盐分低的一侧向盐分高的一侧迁移，当汲取液电导率接近废水电导率时，用纯水更换全部的增浓汲取液。
由图 2还可以看出，每批次实验中废水电导率的降低趋势与该批次汲取液电导率的增加趋势基本一致。这是由于废水中的离子向汲取液迁移，并且废水的体积与每批次汲取液的体积相同，故废水电解质浓度降低值与汲取液浓度增加值大致相同。此外，观察1~5汲取液电导率变化曲线，其斜率随时间而逐渐减小，说明汲取液电导率的增加速率有所减缓，废水中离子向汲取液迁移的速度减缓。这是因为在该采用汲取液的电渗析体系中，离子迁移的一部分推动力为浓度差推动力，而废水中的盐分随着脱盐过程逐渐降低，使浓度差推动力减小，从而脱盐速率下降。

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀 YZ11F先导活塞式减压阀使用原理和结构说明:

 1,阀前进口介质压力从阀瓣和阀体密封圈开启间隙进入体腔使介质压力流满波纹管的组合箱，波纹管和弹簧因受介质压力的挤压而压缩，阀瓣随着阀杆位移，阀瓣产生对阀体密封圈的关闭，将阀前介质截止，不作阀后介质压力的补充。当阀后的介质压力降低，波纹管因受调节弹簧的径项力，使波纹管叠纹变形，阀杆将阀瓣顶开。使介质通过阀体密封圈补充阀后压力的降低。 
2，本阀是由阀体、阀盖、阀瓣、阀体密封圈、阀杆、波纹管、调节弹簧等零件组成，体腔进口组装有阀瓣、阀体密封圈和辅弹簧，辅弹簧是保持阀瓣和阀体密封圈自动的密封，出口体腔组装弹性密封元件（波纹管）即保证阀后介质压力的泄漏和克服压力不均匀度的补偿。螺钉是调整弹簧负荷压力减压阀工作性能。

2.2 无机离子脱除规律

随着脱盐过程的进行，废水中各种离子在浓度差和电位差推动下不断向汲取液迁移，使得各离子脱除率随时间的延长而不断增大。当脱盐过程结束时，除碳酸氢根离子脱除率接近70%外，其他离子的脱除率均达到90%以上，实验数据表明，废水的总含盐质量浓度由22 000 mg/L降至1 630 mg/L，脱盐率达92.6%。比较同一时刻下不同离子的脱除率，可知脱盐过程中阳离子的脱除速率大小为K+>Na+>Mg2+。阴离子中Cl-的脱除速率远远大于HCO3-。该结论与N. Kabay等在研究中得出的结论一致。
水中各种离子的迁移行为受很多因素影响，如膜的性能、电解质浓度、操作条件等。当不存在离子交换膜时，离子在电场中的迁移速率取决于该离子的电荷量和质量的比值（e/m）。而在电渗析过程中，离子交换膜的存在会对离子的迁移速率产生重要的影响。不同离子在聚乙烯异相阳膜中的淌度大小为K+>Na+>Mg2+，淌度越大，说明离子在膜中迁移阻力越小，迁移速率越快。其次，离子通过膜的难易程度取决于离子的水合半径大小和离子的电荷量。由于膜中供离子通过的孔隙大小一定，离子水合半径越大，越不易通过膜，比较离子的水合半径大小为Mg2+>Na+>K+，HCO3->Cl-。而当离子电荷量增加时，导致离子的电量/半径比增加，也会影响离子穿过膜的速率。此外，碳酸氢根为弱酸根离子，本身电离程度较低，也是导致其较低的迁移速率的原因之一。
2.3 脱盐过程废水COD变化
电渗析脱盐过程共更换了5次汲取液，测量每次更换汲取液后废水的COD，以及整个脱盐过程结束时废水的COD，分别为3 850、3 740、3 680、3 640、 3 610、3 590 mg/L。结果表明，废水的COD随脱盐过程的进行而有所降低，但降低幅度较小，废水初始COD为3 850 mg/L，当脱盐过程结束时为3 590 mg/L。并且由COD的变化可知，第1次更换汲取液后废水COD变化zui大，之后变化量越来越小。
这是因为废水中的COD仅由葡萄糖构成，葡萄糖为中性有机分子，并不会在电场作用下发生定向迁移，但由于本实验设置纯水为汲取液，故存在葡萄糖分子向汲取液迁移的浓度差推动力。而离子交换膜具有扩散性能，葡萄糖分子可在浓差扩散作用下透过离子交换膜进入汲取液，使废水的COD降低。但浓差扩散的速率很小，故葡萄糖迁移量不大，废水COD降低幅度较小。并且，该浓差扩散量在浓度差基本恒定的情况下，仅与操作时间有关，脱盐过程中第1次更换汲取液后操作时间长达70 min，之后更换汲取液后操作时间越来越短（见图 2），故第1次更换汲取液后废水COD变化zui大，之后变化量越来越小。
2.4 活性污泥法处理电渗析脱盐后废水
本实验驯化期为14 d，驯化期内微生物活性高，菌胶团絮凝效果良好。本实验之所以驯化期较短，主要是由于电渗析脱盐后废水总盐质量分数低于0.2%，对微生物的生长不会产生抑制作用，且溶液内营养物质均衡，有利于微生物的生长。在14d的驯化期内，曝气池进水COD由400 mg/L逐步提高至3 590 mg/L，COD去除率皆稳定在85%以上，说明驯化成功。
利用驯化成功的活性污泥反应器对电渗析脱盐后废水进行生化降解，反应停留时间为24 h。反应池出水COD及去除率如图4所示。

由图 4可以看出，在驯化成功后稳定运行的10 d内，曝气池进水均为电渗析脱盐后废水（COD为3 590 mg/L），出水COD基本维持在500 mg/L左右，COD去除率约为85%。实验结果表明，经过14 d的驯化期，活性污泥反应体系的驯化效果良好，对电渗析脱盐后废水的COD有稳定的去除能力。
3 结论
利用采用汲取液的电渗析-活性污泥法组合工艺处理含盐废水，在降低污水含盐量后，采用活性污泥法能够大幅度降低污水COD。针对实验含盐废水，经过5次更换汲取液，160 min处理后废水总含盐质量浓度由22 000 mg/L降至1 630 mg/L，除碳酸氢根离子脱除率接近70%外，废水中其他离子的脱除率均在90%以上。对电渗析脱盐后废水采用活性污泥法处理，通过逐步提高废水中COD的方式对其进行驯化，经14 d驯化后COD降解效果明显，24h去除率维持在85%左右。此电渗析-活性污泥法组合工艺为高盐废水的处理提供了一种新方法。与本文相关的产品有：石油化工阻火器安装