硫酸三车间干吸工段使用的是废水循环降温，由于废水不外排，废水中的氯离子急剧增加，导致板换或阳极保护换热器结垢和腐蚀，加入阻垢剂虽能减轻结垢，但不能从根本上解决问题;废水在冷却塔内不断蒸发，由于过饱和盐类不断析出，板换或阳极保护换热器还是结垢。因为温度高的原因，一吸与二吸结垢严重，平均每月至少停车清理一次，结垢问题已影响到正常生产。冷却塔填料也因严重结垢而堵塞，钢结构部分也被腐蚀，几乎每年都要更换。由于氯离子含量过高，阳极保护腐蚀泄漏，经常被迫停车焊补，造成维修费用增加，设备开车率上不去。阳极保护换热器几乎不能继续使用，一年左右就会报废。不得已将原来的阳极保护都更换成板式换热器，即便是更换了材质的板式换热器，能耐更高浓度的氯离子，但也有限度，若超出限度也很快被腐蚀，也不是长久之计。
为了减轻废水对设备及管路的结垢、堵塞问题，不得不在废水中加入阻垢剂予以缓解，由此导致加入阻垢剂产生很大的费用，经硫酸三车间统计，一台1000m3的塔每月缓蚀阻垢剂的费用约为5万元，每年为60万元;经常拆卸板换导致板换垫损坏，一吸、二吸每年更换的板换垫在200条以上，每条板换垫片的单价为780元，则200条*780元/条的费用为15.6万元/年;冷却塔填料堵塞和钢结构腐蚀导致每年的维修费约为11.4万元。其它间接损失如由于堵塞造成的生产停车无法计算。单直接运行费用约为87万元/年。面对这么严峻的问题，寻找彻底解决的办法迫在眉睫。
2、废水蒸发塔的应用
(1)废水蒸发塔的结构、特点。
硫酸三车间的废水蒸发塔为方形，长12.8米，宽12.8米，高13.3米。塔形式为方形逆流、钢砼框架、机械通风、无填料、低噪音、耐腐蚀。塔内均布大口径喷嘴，雾化效果好，不堵塞。塔外配套有8台定制换热器，提供废水蒸发所需的热量。该塔废水蒸发能力为6t/h，具有以下特点：能适应在露天和有尘沙的环境下，确保24小时连续运转;蒸发塔除蒸发废水外，冷却能力强、噪音低、维修方便;整机密闭性好，能避免水污染和杂物落入;塔体全部金属构件耐腐蚀、强度高;收水装置抗老化、耐高温低温(-20℃-60℃)，分水性能好、强度高、阻燃性好、环保型;电机低噪、密封防水、耐高低温、适应露天环境;风扇角度可调，风量大、效率高、传动平稳、噪音低、耐腐蚀。配套的换热器换热性能高，采用分体设计，可单独检修;换热管束采用不锈钢传热管、铝肋片，表面钝化处理，具备强耐腐蚀性;换热管角度安装合理，确保循环水能自行排放干净。
(2)废水蒸发塔的工作原理。
硫酸三车间干吸工段一吸、二吸的酸温需要从85℃降至70℃，换热通过板换完成，即低温(60℃)的循环水(除盐水)由分水器，分别输送至一吸、二吸板换，经过换热酸温由85℃降至70℃，达到工艺要求的指标。循环水吸收酸的热量后水温升高至70℃进入集水器，由循环泵打入废水蒸发塔，废水蒸发塔配有定制换热器，可以把这10℃温差的热量吸收，使循环水的温度再降到60℃，降温后的循环水再进入分水器，完成以上换热过程。该过程中的补充水由补水泵将处理好的除盐水打入该循环系统，当循环系统内的水压低于设定值时，补充水泵进行自动补水。
废水则由废水循环泵打入废水蒸发塔中，蒸发塔内安装有喷淋装置，废水经喷淋装置喷出呈雾状，废水蒸发塔外四周安装有定制换热器，位置低于喷淋装置，可以将吸收的热量释放，热量由下而上将雾状的废水加热蒸发。喷淋落下的废水进入蒸发塔内收水装置，经废水循环泵抽出再打入蒸发塔，如此往复完成废水蒸发的过程。
废水蒸发塔运行一段时间后，在塔底富集了大量的碳酸钙、碳酸镁及其他固体杂质需要进行清理。蒸发塔专门为小型铲车进入清理预留3米*3米的提升门，提升门由减速机带动丝杠完成升降。塔内也留有足够的空间，1.5T铲车可以很轻易的在塔内工作。铲车将塔内的沉积物清理出来后，再由运输车辆拉走进行处理。蒸发塔清理门及塔体内部的设计非常的人性化，不必进行人工清理，这样大大的提高了工作效率，节省用工成本，提高系统的开车率。
3、应用效果
随着我国经济的持续发展和城市人口的不断增加，环境污染问题也日渐严重，其中水污染问题就是一个关系到人们生活的重大问题。污水污泥是城市污水处理厂在污水处理后产生的固体絮凝状或流体状物质，据统计，截止2013年底，我国共建成城镇污水处理厂3513座，日处理污水达到1.49亿m3，年产湿污泥超过3000万t。经过污水处理厂处理后的污泥具有含水率高(机械脱水仍高达80%)、强烈恶臭气味、重金属含量高(主要是Pb、Zn、Cu、Cr、Ni等)、有机物含量高、病原体及微生物含量高、具有一定的热值等特点。基于污泥的上述特点，若处置不当，将会对自然环境和人类健康造成极大的危害。在我国，传统的污泥处置方式有卫生填埋、土地利用、焚烧等，这些处置方式或多或少都存在一些问题，容易造成二次污染。随着人们环保意识的提高，迫切需要一种新型的污泥处理方式。建筑材料是世界上需求量大的材料之一，将污泥进行建材化利用不仅可以消纳大量的污泥，解决其污染环境的问题，还可以使其回到建筑工程中为人类所利用，具有广阔的应用前景。
1、污泥陶粒的制备原理
有色金属冶炼废水因生产过程使用大量药剂而呈现高氨氮、高COD及高色度的“三高”特征，是典型的毒性大、难降解工业有机废水。废水中所含有机污染物和高含量的无机盐对微生物具有强烈抑制作用，不经有效处理会对生态环境和人类健康造成极大危害。目前，国内外多采用微生物降解、物理吸附、化学氧化法脱除废水中的COD，依然存在降解效率低、有机物去除率低等问题。
氧化技术通过利用具有强氧化习惯的羟基自由基(HO·)将废水中的有机污染物氧化成CO2、H2O和无机盐等，实现有效、快速、彻底的脱除COD，是环保领域新兴的废水处理技术。氧化技术包括高压脉冲技术、臭氧氧化法和Fenton氧化法等。经众多学者研究发现，单一的氧化技术在研究和应用方面存在处理成本高、能耗高、可处理物质单一等问题。为提高氧化法的处理效率及氧化降解效果，国内外科研人员逐步开始转向氧化技术联用工艺研究与开发，目前尚处于起步阶段。
本研究采用加压氧化法+Fenton氧化法处理有机废水，利用在高的氧气氛围中产生的高能活性氧化物质快速氧化降解大分子有机污染物，并与Fenton法联合应用，降低生物难降解物质含量，以实现有机废水环保、高效的治理。
1、实验部分
1.1 试剂与仪器
七水硫酸亚铁，双氧水(H2O2的质量分数30%)，工业级;硫酸，zhonggesuanjia，硫酸银，硫酸汞，氢氧化钠，分析纯。
电子分析天平，JA2603B;数显恒温水浴锅，HH-6;电动搅拌器，EUROSTARAR20;低温恒温槽，DC-10101;反应釜，GSHA-3，3L;pH计，PHSJ-5。
1.2 废水水质
废水水样取自浙江某钴冶炼公司冶炼有机废水，废水的COD为2.357g/L，pH为5.58，油、Fe的质量浓度分别为135.4、0.3mg/L。
1.3 实验方法
采用二段式工艺处理该有机废水。
一段氧压氧化。取1L冶炼废水于反应釜内，釜内温度升到一定后，向反应釜内通入氧气，维持釜内高的氧气氛围，釜内事先添加的Fe2+提高氧气利用率，且Fe2+被氧化后形成的Fe(OH)3胶体吸附废水中污染物，通过对氧分压、温度、硫酸亚铁的加入量、反应时间等关键点控制，初步去除废水中的COD。
二段Fenton工艺：取1L经一段氧化处理后废水于2L烧杯中，在废水中添加FeSO4·7H2O、H2O2，利用Fe2+的催化作用，催化H2O2产生具有强氧化性的HO·，快速作用于废水中难降解物质，对废水中有机污染物氧化处理，通过对FeSO4·7H2O和H2O2的加入量、反应时间等关键参数的控制，实现对废水中COD的深度去除。
陶粒是一种人造建筑材料，可用于混凝土中作为骨料使用。传统的陶粒主要取材于页岩或粘土(主要成分为偏铝硅酸盐)，此生产过程对粘土有着巨大的需求，粘土资源的大量开采直接影响到农村耕地的数量和质量，威胁到我国的粮食生产，就地取土的方法近年来已经被逐渐禁止。
污泥陶粒早由Nakouzi等人提出，以污泥为原料，掺加辅助原料及助熔剂经过一定的工艺流程焙烧而成。研究表明，陶粒能够烧胀的必要条件是原料的化学成分中SiO2、Al2O3、助熔剂含量必须在一定的范围内。干污泥的无机成分主要是粘土质原料，即是以SiO2、Al2O3等为主，与普通粘土的成分接近，这就为用污泥替代粘土烧制骨料提供了可能。经机械脱水后的污泥含水率仍较高，且烧失量相当大，焙烧后收缩明显，不具有烧胀性能，不能直接用来生产陶粒，必须添加一定的粘土质原料才能用来烧制陶粒。页岩属于粘土矿物，具有独特的层状结构和良好的离子交换及吸附性能。自然界中的页岩含水率一般较低，当污泥与页岩的掺加比例合适时，混合组分的含水率恰好是陶粒造粒所需的含水率范围，这就很好的解决了湿污泥含水率高的特点，为污泥的建材化利用提供了基础。这样，以污泥和页岩为主要原料，添加一些助熔剂，在适宜的烧成制度下就能焙烧出性能良好的陶粒。
现在的运行方式采用了两个闭式循环，一个是清水的间接换热，一个是废水的间接换热。清水的闭式循环是干吸工段换热管路中注入的是清水，通过循环泵循环吸收干吸酸温的热量，再到废水蒸发塔的定制换热器释放热量，完成能量的转换，这一闭式循环从根本上解决了板换结垢、堵塞、腐蚀等问题，保护了设备。废水的闭式循环是废水仅在废水蒸发塔内进行闭式循环，完成废水蒸发。废水蒸发塔的内部结构不同于原来的冷却塔，从而也节省原有冷却塔运行的直接费用。
该蒸发塔优于以前单纯的冷却塔，可以进行废水蒸发，缓解水处理压力。目前来自精炼公司的废水可以直接进入蒸发塔进行蒸发，按现在的每小时蒸发6吨(经过实测)计算，可蒸发废水144吨。一年按330天计，可节省47520吨废水的处理费，超过100万元。
经过初期投资和长期效益的核算，该废水蒸发塔年可产生经济效益约180万元以上。
硫酸三车间蒸发塔自2014年7月份投入运行以来，干吸板换基本上不结垢、不堵塞、不腐蚀，从未因干吸板换而停车，极大地提高了开车率。蒸发塔能高效的处理生产废水，极大的缓解了废水处理的压力，为公司的环保节能做出了很大的贡献。
