JPH07251162A - 廃液の処理方法 - Google Patents
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- JPH07251162A JPH07251162A JP890395A JP890395A JPH07251162A JP H07251162 A JPH07251162 A JP H07251162A JP 890395 A JP890395 A JP 890395A JP 890395 A JP890395 A JP 890395A JP H07251162 A JPH07251162 A JP H07251162A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 加熱による減容操作過程においてスケ−ルを
生成する成分を含む廃液を加熱・濃縮する方法であっ
て、蒸発液温度を90℃以上とし、無水石膏を種晶とし
て用い、一定時間間隔で少なくとも蒸発ユニットの水洗
を行うことを特徴とする方法。 【効果】 本発明によれば、加熱・濃縮という一つの単
位操作にて廃液処理が行われ、しかも廃棄処分が困難な
汚泥等を排出しない(原則として鉱物質様物質とする
か、有用物の回収が行われる)ので、経済的且つ無排水
という時代の要請に沿う廃液処理を提供し得る。
生成する成分を含む廃液を加熱・濃縮する方法であっ
て、蒸発液温度を90℃以上とし、無水石膏を種晶とし
て用い、一定時間間隔で少なくとも蒸発ユニットの水洗
を行うことを特徴とする方法。 【効果】 本発明によれば、加熱・濃縮という一つの単
位操作にて廃液処理が行われ、しかも廃棄処分が困難な
汚泥等を排出しない(原則として鉱物質様物質とする
か、有用物の回収が行われる)ので、経済的且つ無排水
という時代の要請に沿う廃液処理を提供し得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱によって液量を減
容する廃液の処理方法に関するものであって、特に、減
容操作過程においてスケールを生成する成分を含む廃液
の処理方法に関する。
容する廃液の処理方法に関するものであって、特に、減
容操作過程においてスケールを生成する成分を含む廃液
の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】加熱による減容操作過程においてスケー
ルを生成する成分を含む廃液の代表的なものとしては、
湿式石灰石膏法による排煙脱硫プラントから排出される
排脱排水が挙げられる。
ルを生成する成分を含む廃液の代表的なものとしては、
湿式石灰石膏法による排煙脱硫プラントから排出される
排脱排水が挙げられる。
【0003】前記の排脱排水中にはカルシウムイオン,
マグネシウムイオン,ナトリウムイオン,硫酸イオン,
炭酸イオン,塩素イオン,フッ素イオン等が多量に含ま
れており、特にカルシウムイオンと硫酸イオンについて
言えば石膏飽和条件(場合によっては、過飽和条件)を
形成している。
マグネシウムイオン,ナトリウムイオン,硫酸イオン,
炭酸イオン,塩素イオン,フッ素イオン等が多量に含ま
れており、特にカルシウムイオンと硫酸イオンについて
言えば石膏飽和条件(場合によっては、過飽和条件)を
形成している。
【0004】石膏は、溶解度が温度の上昇と共に減少す
る代表的な物質で(そのため加熱面−伝熱面−にスケ−
ルとなって付着しやすい)、その結晶は、二水塩,半水
塩,無水塩の三形態(高温になるほど結晶水の少ない結
晶が析出する)をとり、更に共存塩が存在する場合に
は、その溶解度が複雑に変化する。
る代表的な物質で(そのため加熱面−伝熱面−にスケ−
ルとなって付着しやすい)、その結晶は、二水塩,半水
塩,無水塩の三形態(高温になるほど結晶水の少ない結
晶が析出する)をとり、更に共存塩が存在する場合に
は、その溶解度が複雑に変化する。
【0005】更に、燃料として石炭を使用するボイラか
らの排煙には腐食成分である塩化水素ガスやフッ化水素
ガスが含まれており、結果として排脱排水中には、機器
の腐食因子となる多量の塩素イオンとフッ素イオンが含
まれることになる。
らの排煙には腐食成分である塩化水素ガスやフッ化水素
ガスが含まれており、結果として排脱排水中には、機器
の腐食因子となる多量の塩素イオンとフッ素イオンが含
まれることになる。
【0006】このようにスケール生成成分(その溶解度
が複雑に変化する)や機器の腐食因子を含有した廃液で
ある排脱排水の処理プロセス(該廃液が排出される公共
用水域の水質基準に適合させることが目的)としては、
スケールが生成しない温度条件(極力温度を上げない)
にて処理を行うこと、更にはpH中性からアルカリサイ
ドのpH条件にて処理を行うことを前提とし、COD,
フッ素,(重)金属,窒素等の規制対象物質を廃液から
単に分離・除去する単位操作、例えば中和,凝集沈殿,
酸化分解,イオン交換,生物処理等を適宜組み合わせて
構築されてきた(一つの単位操作で多数の規制対象物質
を除去できる適当な単位操作がなかったからである)。
が複雑に変化する)や機器の腐食因子を含有した廃液で
ある排脱排水の処理プロセス(該廃液が排出される公共
用水域の水質基準に適合させることが目的)としては、
スケールが生成しない温度条件(極力温度を上げない)
にて処理を行うこと、更にはpH中性からアルカリサイ
ドのpH条件にて処理を行うことを前提とし、COD,
フッ素,(重)金属,窒素等の規制対象物質を廃液から
単に分離・除去する単位操作、例えば中和,凝集沈殿,
酸化分解,イオン交換,生物処理等を適宜組み合わせて
構築されてきた(一つの単位操作で多数の規制対象物質
を除去できる適当な単位操作がなかったからである)。
【0007】しかしながら、規制対象物質は微量成分ま
で拡張される傾向にあること及び求められる処理レベル
が高度になる傾向にあること(益々組合せなければなら
ない単位操作が増えることになる)から、その処理コス
トは益々高くなりつつあり、また水を処理する過程で生
成する廃棄物としての汚泥(大半が金属の水酸化物であ
り、難脱水性である)の処分が困難になってきたため汚
泥の排出量を少なくすることが求められつつあり、更に
は水質規制は満足するものの処理されたとはいえ廃液は
公共用水域の環境に対する新たな負荷となるため水その
ものの排出が制限されつつある。
で拡張される傾向にあること及び求められる処理レベル
が高度になる傾向にあること(益々組合せなければなら
ない単位操作が増えることになる)から、その処理コス
トは益々高くなりつつあり、また水を処理する過程で生
成する廃棄物としての汚泥(大半が金属の水酸化物であ
り、難脱水性である)の処分が困難になってきたため汚
泥の排出量を少なくすることが求められつつあり、更に
は水質規制は満足するものの処理されたとはいえ廃液は
公共用水域の環境に対する新たな負荷となるため水その
ものの排出が制限されつつある。
【0008】このような状況においては、規制対象物質
を廃液から単に分離・除去する単位操作を単純に組み合
わせて排水処理プロセスを構築するという従来の考え方
では時代の要求に対応できなくなりつつある。
を廃液から単に分離・除去する単位操作を単純に組み合
わせて排水処理プロセスを構築するという従来の考え方
では時代の要求に対応できなくなりつつある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記時代の
要求に対応した新らしい廃液の処理方法を提供すること
を目的としてなされたものである。
要求に対応した新らしい廃液の処理方法を提供すること
を目的としてなされたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明の発明者は、廃
液を直接加熱・濃縮する方法によれば、前記の従来技術
の課題である排水処理プロセスを構成する単位操作の数
を減らすことができること(特に前処理を行うことなく
一つの単位操作にて廃液を処理することが可能)、しか
も本発明の主適用対象である排脱排水の場合主機がボイ
ラであるケースが多く、加熱熱源としての廃蒸気(安価
である)が容易に入手できること、更には、廃棄物とし
ての濃縮廃液中には工業材料として有用な物質、例えば
金属が単純な形態で且つ高い濃度で含まれることになる
ので資源回収も可能になることに想い至ると共に、従
来、 『濃縮すればスケ−ルが付着する。』 『スケ−ルが付着すると、熱効率が低下すると共に成
長したスケ−ルにて伝熱管や配管が閉塞し運転を継続で
きなくなる。』 『最終的には、定期的に濃縮ユニット(その廻りの配
管を含む)を停止し、脱スケ−ル薬剤(塩酸等)を用い
て洗浄しなければならない。それも長時間かけて!』 として『非現実的である』とされてきた加熱による減容
操作過程においてスケ−ルを生成する成分を含む廃液、
とりわけ排脱排水に代表される石膏飽和溶液の処理への
加熱・濃縮法の適用も、適当な処理条件を設定すること
によって問題がなくなることを見いだし本発明を完成す
るに至った。
液を直接加熱・濃縮する方法によれば、前記の従来技術
の課題である排水処理プロセスを構成する単位操作の数
を減らすことができること(特に前処理を行うことなく
一つの単位操作にて廃液を処理することが可能)、しか
も本発明の主適用対象である排脱排水の場合主機がボイ
ラであるケースが多く、加熱熱源としての廃蒸気(安価
である)が容易に入手できること、更には、廃棄物とし
ての濃縮廃液中には工業材料として有用な物質、例えば
金属が単純な形態で且つ高い濃度で含まれることになる
ので資源回収も可能になることに想い至ると共に、従
来、 『濃縮すればスケ−ルが付着する。』 『スケ−ルが付着すると、熱効率が低下すると共に成
長したスケ−ルにて伝熱管や配管が閉塞し運転を継続で
きなくなる。』 『最終的には、定期的に濃縮ユニット(その廻りの配
管を含む)を停止し、脱スケ−ル薬剤(塩酸等)を用い
て洗浄しなければならない。それも長時間かけて!』 として『非現実的である』とされてきた加熱による減容
操作過程においてスケ−ルを生成する成分を含む廃液、
とりわけ排脱排水に代表される石膏飽和溶液の処理への
加熱・濃縮法の適用も、適当な処理条件を設定すること
によって問題がなくなることを見いだし本発明を完成す
るに至った。
【0011】すなわち、本発明は、加熱による減容操作
過程においてスケ−ルを生成する成分を含む廃液、とり
わけ排脱排水に代表される石膏飽和溶液を加熱・濃縮す
る方法であって、蒸発液温度を90℃以上とし、無水石
膏を種晶として用い、一定時間間隔で少なくとも蒸発ユ
ニットの水洗を行うことを特徴とする。
過程においてスケ−ルを生成する成分を含む廃液、とり
わけ排脱排水に代表される石膏飽和溶液を加熱・濃縮す
る方法であって、蒸発液温度を90℃以上とし、無水石
膏を種晶として用い、一定時間間隔で少なくとも蒸発ユ
ニットの水洗を行うことを特徴とする。
【0012】一般に、溶解度が温度の上昇と共に減少す
る(そのため加熱面−伝熱面−にスケ−ルとなって付着
しやすい)代表的な物質である石膏飽和溶液(実際の溶
液では殆どが過飽和である)を加熱・濃縮すると結晶が
析出する(温度によって三形態−二水塩,半水塩,無水
塩ーあり、高温になるほど結晶水の少ない結晶が析出す
る)が、従来は、高温ほどスケールの付着が激しいと考
えられていた。しかしながら現実は、温度の上昇につれ
て減少する無水石膏(高温域にて析出する)の溶解度の
減少程度は、二水石膏(低温域にて析出する)や半水石
膏(中温域にて析出する)のそれらに比し小さい、すな
わち結晶析出のドライビングフォ−スとなる過飽和度
(=液中の石膏濃度/石膏飽和濃度)は、無水石膏程小
さいのであり、更に種晶を添加すれば過飽和度を極力下
げた運転が可能となるため、適当な処理条件を設定すれ
ば高温法ほど有利になるのである。
る(そのため加熱面−伝熱面−にスケ−ルとなって付着
しやすい)代表的な物質である石膏飽和溶液(実際の溶
液では殆どが過飽和である)を加熱・濃縮すると結晶が
析出する(温度によって三形態−二水塩,半水塩,無水
塩ーあり、高温になるほど結晶水の少ない結晶が析出す
る)が、従来は、高温ほどスケールの付着が激しいと考
えられていた。しかしながら現実は、温度の上昇につれ
て減少する無水石膏(高温域にて析出する)の溶解度の
減少程度は、二水石膏(低温域にて析出する)や半水石
膏(中温域にて析出する)のそれらに比し小さい、すな
わち結晶析出のドライビングフォ−スとなる過飽和度
(=液中の石膏濃度/石膏飽和濃度)は、無水石膏程小
さいのであり、更に種晶を添加すれば過飽和度を極力下
げた運転が可能となるため、適当な処理条件を設定すれ
ば高温法ほど有利になるのである。
【0013】また、前記のスケール付着問題と併せこれ
まで高温法忌避の理由として挙げられていた経済問題、
すなわち塔槽類を第一種圧力容器条件にて設計しなけれ
ばならず、更には高温ほど腐食に対する材質面での配慮
−高級材料が必要−が必要、といった点については、逆
に高温にするほど熱伝導が良くなり加熱器の所要伝熱面
積を小さくできるのであり(当然のことながら、蒸気系
の配管の径やバルブの容量等も小さくてすむ)、更には
真空系を少なくすることができるため設備コストの低減
及び省スペースがはかれる等、経済面でも高温法の方が
低温法に比し利点が多いのである。尚、蒸発液温度の下
限は、上記理由の他に系内のスケール付着を抑制するた
めに用いる種晶としての無水石膏の機能範囲ー90℃以
上で極めて有効に働く。従って、加熱減容操作過程で
は、この温度条件を維持することが大切である。ーを考
慮して設定したものである(上限については、プラント
サイトにおいて安価に得られる加熱用蒸気の温度と減容
操作における加熱条件を考慮して適宜設定すればよい。
火力発電所の場合には、一般に利用可能な廃蒸気は6k
g/cm2 ・G程度の飽和蒸気故、その飽和温度,加熱
器での温度差,加熱器の液流速ー蒸発器の形式として
は、工業的に広く用いられている水蒸気加熱多管式蒸発
器、中でも強制循環式の蒸発器を用いる。加熱器の伝熱
管中を高速で液を流すので伝熱係数が高く採れるからで
あるーを考慮すれば140℃程度)。
まで高温法忌避の理由として挙げられていた経済問題、
すなわち塔槽類を第一種圧力容器条件にて設計しなけれ
ばならず、更には高温ほど腐食に対する材質面での配慮
−高級材料が必要−が必要、といった点については、逆
に高温にするほど熱伝導が良くなり加熱器の所要伝熱面
積を小さくできるのであり(当然のことながら、蒸気系
の配管の径やバルブの容量等も小さくてすむ)、更には
真空系を少なくすることができるため設備コストの低減
及び省スペースがはかれる等、経済面でも高温法の方が
低温法に比し利点が多いのである。尚、蒸発液温度の下
限は、上記理由の他に系内のスケール付着を抑制するた
めに用いる種晶としての無水石膏の機能範囲ー90℃以
上で極めて有効に働く。従って、加熱減容操作過程で
は、この温度条件を維持することが大切である。ーを考
慮して設定したものである(上限については、プラント
サイトにおいて安価に得られる加熱用蒸気の温度と減容
操作における加熱条件を考慮して適宜設定すればよい。
火力発電所の場合には、一般に利用可能な廃蒸気は6k
g/cm2 ・G程度の飽和蒸気故、その飽和温度,加熱
器での温度差,加熱器の液流速ー蒸発器の形式として
は、工業的に広く用いられている水蒸気加熱多管式蒸発
器、中でも強制循環式の蒸発器を用いる。加熱器の伝熱
管中を高速で液を流すので伝熱係数が高く採れるからで
あるーを考慮すれば140℃程度)。
【0014】次に種晶の添加についてであるが、スケ−
ルの付着速度は種晶の濃度に逆比例し種晶の粒径に比例
するので、種晶としては小粒径で、その量が多いほど伝
熱面へのスケ−ル付着抑制の効果大である。一方、高濃
度になれば装置の摩耗や閉塞の可能性が高くなるので実
際の種晶濃度については、結晶の析出量,スケ−ルの付
着速度等や経済性を考慮して適宜選定すればよい。排脱
排水の場合には、0.4〜0.5wt%で充分である。
ルの付着速度は種晶の濃度に逆比例し種晶の粒径に比例
するので、種晶としては小粒径で、その量が多いほど伝
熱面へのスケ−ル付着抑制の効果大である。一方、高濃
度になれば装置の摩耗や閉塞の可能性が高くなるので実
際の種晶濃度については、結晶の析出量,スケ−ルの付
着速度等や経済性を考慮して適宜選定すればよい。排脱
排水の場合には、0.4〜0.5wt%で充分である。
【0015】また、本発明では種晶の添加に加え、一定
時間間隔で液系の水洗、少なくとも加熱器の水洗(石膏
の溶解度特性を利用し、析出した結晶を水に溶解させ
る)を行う。一般に、結晶の成長は、ある一定時間の経
過(初発遅れ)の後に核の発生を期に急速に起こるの
で、この初発遅れ(種晶の添加により石膏の過飽和度が
下がる分、初発遅れは長くなる)を積極的に活用するこ
とによってスケール付着問題ースケールが付着した場合
を考慮して加熱器の伝熱面積を大きく採っておかなけれ
ばならないとかプラントの運転が不安定になる等ーをほ
ぼ完璧に解決することができるからである(プラントの
運転中は、種晶の添加によりスケール付着を極力抑制
し、それでも付着するスケールはごく初期の段階で除去
するという考え方)。因に無水石膏の初発遅れは条件に
より異なるが一般に100時間以上なので、少なくとも
4〜5日に一回程度の間隔で水洗を行なえばよい。尚、
水洗は、系内の液をブロ−した後水を導入し、循環ポン
プ及び加熱器を稼働し温水(溶解度は、低温ほど大きい
が、溶解速度は温度を上げた方が大きい故)にて行う。
時間間隔で液系の水洗、少なくとも加熱器の水洗(石膏
の溶解度特性を利用し、析出した結晶を水に溶解させ
る)を行う。一般に、結晶の成長は、ある一定時間の経
過(初発遅れ)の後に核の発生を期に急速に起こるの
で、この初発遅れ(種晶の添加により石膏の過飽和度が
下がる分、初発遅れは長くなる)を積極的に活用するこ
とによってスケール付着問題ースケールが付着した場合
を考慮して加熱器の伝熱面積を大きく採っておかなけれ
ばならないとかプラントの運転が不安定になる等ーをほ
ぼ完璧に解決することができるからである(プラントの
運転中は、種晶の添加によりスケール付着を極力抑制
し、それでも付着するスケールはごく初期の段階で除去
するという考え方)。因に無水石膏の初発遅れは条件に
より異なるが一般に100時間以上なので、少なくとも
4〜5日に一回程度の間隔で水洗を行なえばよい。尚、
水洗は、系内の液をブロ−した後水を導入し、循環ポン
プ及び加熱器を稼働し温水(溶解度は、低温ほど大きい
が、溶解速度は温度を上げた方が大きい故)にて行う。
【0016】更に、減容操作は、少なくとも2重効用で
行われるのが好ましい。経済性(効用数の増加につれて
蒸気消費量が減少するが電力消費量や設備コストが増大
する)を考慮すると、蒸気コストが安価な場合単効用が
経済的であるといえるが、プラントの事故時の対応(一
つの加熱器に事故が発生しても該加熱器をバイパスし残
った缶にて負荷を下げた運転を行うことによって少なく
ともプラントの全停は避けられる)、すなわちプラント
の安定性を加味し、最小限の効用数にしたものである。
ここで、加熱蒸気と液の流れは、加熱用水蒸気の有効利
用の観点から被処理廃液の液温が低い場合には逆流多重
効用を、被処理廃液の液温が高い場合には順流多重効用
(順流で流した場合第一効用缶の伝熱面と液温との温度
差が大きくなりスケール付着を助長するからであるとも
言われている)を、というのが一般に言われることであ
るが、スケール付着を助長するという点については、前
述の通り高温域での過飽和度は小さいので、被処理廃液
の液温が低い場合であっても順流多重効用を忌避する理
由とはならない。
行われるのが好ましい。経済性(効用数の増加につれて
蒸気消費量が減少するが電力消費量や設備コストが増大
する)を考慮すると、蒸気コストが安価な場合単効用が
経済的であるといえるが、プラントの事故時の対応(一
つの加熱器に事故が発生しても該加熱器をバイパスし残
った缶にて負荷を下げた運転を行うことによって少なく
ともプラントの全停は避けられる)、すなわちプラント
の安定性を加味し、最小限の効用数にしたものである。
ここで、加熱蒸気と液の流れは、加熱用水蒸気の有効利
用の観点から被処理廃液の液温が低い場合には逆流多重
効用を、被処理廃液の液温が高い場合には順流多重効用
(順流で流した場合第一効用缶の伝熱面と液温との温度
差が大きくなりスケール付着を助長するからであるとも
言われている)を、というのが一般に言われることであ
るが、スケール付着を助長するという点については、前
述の通り高温域での過飽和度は小さいので、被処理廃液
の液温が低い場合であっても順流多重効用を忌避する理
由とはならない。
【0017】次に種晶の調達であるが、加熱減容操作過
程においてスケ−ル成分が種晶表面に析出するので、運
転の開始時点においては別として(外部より投入す
る)、一旦運転を開始した場合には最終段から排出され
る濃縮廃液(無水石膏のみならず系内で析出するであろ
う成分、例えば炭酸カルシウムや水酸化マグネシウム等
をも含むので、それらのスケ−ル付着をも防止し得るの
で好都合となる)をリサイクル使用すればよい(自己再
生)。但し、種晶は比表面積が大きいほどその機能を果
たすので、最終段でも充分にその機能を果たし得るよう
(前段で肥大することを考慮する意)濃縮廃液中の結晶
成分を所定の粒径迄湿式粉砕(通常、種晶として平均粒
径が数〜十数ミクロンのものを用いるので、粉砕機とし
てはチュ−ブミル等の微粉砕機を用いる)した上でリサ
イクルする。
程においてスケ−ル成分が種晶表面に析出するので、運
転の開始時点においては別として(外部より投入す
る)、一旦運転を開始した場合には最終段から排出され
る濃縮廃液(無水石膏のみならず系内で析出するであろ
う成分、例えば炭酸カルシウムや水酸化マグネシウム等
をも含むので、それらのスケ−ル付着をも防止し得るの
で好都合となる)をリサイクル使用すればよい(自己再
生)。但し、種晶は比表面積が大きいほどその機能を果
たすので、最終段でも充分にその機能を果たし得るよう
(前段で肥大することを考慮する意)濃縮廃液中の結晶
成分を所定の粒径迄湿式粉砕(通常、種晶として平均粒
径が数〜十数ミクロンのものを用いるので、粉砕機とし
てはチュ−ブミル等の微粉砕機を用いる)した上でリサ
イクルする。
【0018】
【実施例】以下、本発明を図面により詳細に説明する。
【0019】ここで、符号1は原廃液送入ライン、2は
第1廃液移送ライン、3は第1廃液循環ライン、4は第
2廃液移送ライン、5は第2廃液循環ライン、6は第1
蒸発水蒸気排出ライン、7は第2蒸発水蒸気排出ライ
ン、8は第1排気ライン、9は第2排気ライン、Ti は
原廃液タンク、Te は濃縮廃液タンク、Pi は原廃液送
入ポンプ、Pe は濃縮廃液移送ポンプ、P1 は第1廃液
循環ポンプ、P2 は第2廃液循環ポンプ、P3 は種晶循
環ポンプ、Pv は真空ポンプ、E1 は第1蒸発器、E2
は第2蒸発器、H1 は第1加熱器、H2 は第2加熱器、
Hi は予備加熱器、Cは凝縮器、Mは粉砕機、Wi は原
廃液、W1 は第1蒸発器から抜き出す廃液、We は濃縮
廃液、Wr1は第1加熱器に通される循環廃液、Wr2は第
2加熱器に通される循環廃液、Gは種晶、Sは加熱用水
蒸気、S1 は第1蒸発器にて発生した水蒸気、S2 は第
2蒸発器にて発生した水蒸気、Ws は蒸発器の器壁洗浄
用等の水、Wc は凝縮器用冷却水、D1 は第1加熱器凝
縮水、D2 は第2加熱器凝縮水、Di は予備加熱器出口
水、De は凝縮器凝縮水をそれぞれ示す。尚、各ライン
は、下記の要領にて区分表示した。 液(凝縮水を含む)又はスラリが流れるライン:実
線 蒸気が流れるライン:破線 ガスが流れるライン:実線に斜め二重線を入れた線
第1廃液移送ライン、3は第1廃液循環ライン、4は第
2廃液移送ライン、5は第2廃液循環ライン、6は第1
蒸発水蒸気排出ライン、7は第2蒸発水蒸気排出ライ
ン、8は第1排気ライン、9は第2排気ライン、Ti は
原廃液タンク、Te は濃縮廃液タンク、Pi は原廃液送
入ポンプ、Pe は濃縮廃液移送ポンプ、P1 は第1廃液
循環ポンプ、P2 は第2廃液循環ポンプ、P3 は種晶循
環ポンプ、Pv は真空ポンプ、E1 は第1蒸発器、E2
は第2蒸発器、H1 は第1加熱器、H2 は第2加熱器、
Hi は予備加熱器、Cは凝縮器、Mは粉砕機、Wi は原
廃液、W1 は第1蒸発器から抜き出す廃液、We は濃縮
廃液、Wr1は第1加熱器に通される循環廃液、Wr2は第
2加熱器に通される循環廃液、Gは種晶、Sは加熱用水
蒸気、S1 は第1蒸発器にて発生した水蒸気、S2 は第
2蒸発器にて発生した水蒸気、Ws は蒸発器の器壁洗浄
用等の水、Wc は凝縮器用冷却水、D1 は第1加熱器凝
縮水、D2 は第2加熱器凝縮水、Di は予備加熱器出口
水、De は凝縮器凝縮水をそれぞれ示す。尚、各ライン
は、下記の要領にて区分表示した。 液(凝縮水を含む)又はスラリが流れるライン:実
線 蒸気が流れるライン:破線 ガスが流れるライン:実線に斜め二重線を入れた線
【0020】この例では、強制循環式の水蒸気加熱多管
式蒸発ユニット(各蒸発ユニットは、蒸発器と加熱器と
循環ポンプで構成されている)を用いた順流2重効用蒸
発方式(図1参照)を採っている。
式蒸発ユニット(各蒸発ユニットは、蒸発器と加熱器と
循環ポンプで構成されている)を用いた順流2重効用蒸
発方式(図1参照)を採っている。
【0021】ここで、加熱器:H1 ,H2 としては、シ
ェル・アンド・チューブ型の伝熱装置(シェル側:Sl
に加熱用の蒸気:S,S1 を、チューブ側:Tbに被加
熱液体としての廃液:Wr1,Wr2を、それぞれ通す。ま
た、省スペ−スの観点から縦置きにする)であって、該
チューブが逆U字状に配されると共に該廃液の出入り口
を水室:Cmの鏡板部:Ec に設けた(図3参照。ここ
で、該チューブは、図が煩雑になることを避けるため1
本のみ全体を図示した。加熱器:H1 ,H2 の大きさに
ついては、プロセス条件を設定した上で常法に従って−
化工計算によって−適宜決定すれば良い)。
ェル・アンド・チューブ型の伝熱装置(シェル側:Sl
に加熱用の蒸気:S,S1 を、チューブ側:Tbに被加
熱液体としての廃液:Wr1,Wr2を、それぞれ通す。ま
た、省スペ−スの観点から縦置きにする)であって、該
チューブが逆U字状に配されると共に該廃液の出入り口
を水室:Cmの鏡板部:Ec に設けた(図3参照。ここ
で、該チューブは、図が煩雑になることを避けるため1
本のみ全体を図示した。加熱器:H1 ,H2 の大きさに
ついては、プロセス条件を設定した上で常法に従って−
化工計算によって−適宜決定すれば良い)。
【0022】一般的なシェル・アンド・チューブ型の伝
熱装置である縦置き一過式の加熱器(加熱高温部におけ
る沸騰によって正常な液の流れが妨げられるので、それ
を防止するため、一般的に、廃液は下から上に流され
る)では、構造的に管板へ粒子が沈着し成長する(結果
として、チューブを閉塞させる)恐れがあるが、チュー
ブを逆U字状に配すれば粒子が沈着する場所そのものが
なくなるし、更に液温が最も高くなるチューブ出口部に
は該チューブ内に存在する廃液自身による静水圧が掛か
ることになるため、加熱高温部における沸騰が必然的に
防止されるからである。尚、水室内での結晶粒子の沈降
・堆積を防止するため、廃液の出入り口は両者共水室鏡
板部に、それも該チューブ内の廃液の流れと同一の方向
に開口部が存するように設けた。
熱装置である縦置き一過式の加熱器(加熱高温部におけ
る沸騰によって正常な液の流れが妨げられるので、それ
を防止するため、一般的に、廃液は下から上に流され
る)では、構造的に管板へ粒子が沈着し成長する(結果
として、チューブを閉塞させる)恐れがあるが、チュー
ブを逆U字状に配すれば粒子が沈着する場所そのものが
なくなるし、更に液温が最も高くなるチューブ出口部に
は該チューブ内に存在する廃液自身による静水圧が掛か
ることになるため、加熱高温部における沸騰が必然的に
防止されるからである。尚、水室内での結晶粒子の沈降
・堆積を防止するため、廃液の出入り口は両者共水室鏡
板部に、それも該チューブ内の廃液の流れと同一の方向
に開口部が存するように設けた。
【0023】また、蒸発器:E1 ,E2 としては、その
横断面が円形の塔であって、前記の廃液:Wi ,W1 の
供給及び循環液:Wr1,Wr2の供給が該塔内の気相部に
下部よりこの順になされると共に該循環液の供給部の上
方に洗浄ノズル(洗浄媒体は水:Ws )を配した(図4
参照。ここで符号Xで示したものは、ドレン又は後述の
濃縮槽への抜き出しスラリ−である。蒸発器:E1 ,E
2 の大きさについては、プロセス条件を設定した上で常
法に従って−化工計算によって−適宜決定すれば良い。
因に、循環液量:65 Ton/hのケ−スでは、内径:10
00mmの塔で、廃液の供給と循環液の供給とは1500
mm、循環液の供給と洗浄ノズルとは800mm、の間隔を
設けた)。
横断面が円形の塔であって、前記の廃液:Wi ,W1 の
供給及び循環液:Wr1,Wr2の供給が該塔内の気相部に
下部よりこの順になされると共に該循環液の供給部の上
方に洗浄ノズル(洗浄媒体は水:Ws )を配した(図4
参照。ここで符号Xで示したものは、ドレン又は後述の
濃縮槽への抜き出しスラリ−である。蒸発器:E1 ,E
2 の大きさについては、プロセス条件を設定した上で常
法に従って−化工計算によって−適宜決定すれば良い。
因に、循環液量:65 Ton/hのケ−スでは、内径:10
00mmの塔で、廃液の供給と循環液の供給とは1500
mm、循環液の供給と洗浄ノズルとは800mm、の間隔を
設けた)。
【0024】まず廃液:Wi ,W1 の供給(装置的には
ノズル:Nz11 ,Nz21 を使用)についてであるが、蒸
発器内では廃液が供給される部分(従来は液相に供給)
において過飽和度が最も高くなるので、該部分でスケ−
ル成分がどっと析出する現象を積極的に活用するためで
ある(水面近傍の気相部に供給すれば廃液が液面にたた
きつけられることになり、その衝撃もあって、核の発生
が促進される。結果として、廃液の所要滞留時間を短く
することができ、蒸発ユニットの容積が少なくて済
む)。
ノズル:Nz11 ,Nz21 を使用)についてであるが、蒸
発器内では廃液が供給される部分(従来は液相に供給)
において過飽和度が最も高くなるので、該部分でスケ−
ル成分がどっと析出する現象を積極的に活用するためで
ある(水面近傍の気相部に供給すれば廃液が液面にたた
きつけられることになり、その衝撃もあって、核の発生
が促進される。結果として、廃液の所要滞留時間を短く
することができ、蒸発ユニットの容積が少なくて済
む)。
【0025】次に、循環液:Wr1,Wr2の供給(装置的
にはノズル:Nz12 ,Nz22 を使用)についてである
が、気相部に供給する理由は、気相での蒸発濃縮を図る
ためである。一方、廃液の供給部より上部に配する理由
は、気相での蒸発濃縮を確実に行わしめると共に該蒸発
濃縮に伴う壁面へのスケ−ル付着を水洗でもって確実に
行うためである。
にはノズル:Nz12 ,Nz22 を使用)についてである
が、気相部に供給する理由は、気相での蒸発濃縮を図る
ためである。一方、廃液の供給部より上部に配する理由
は、気相での蒸発濃縮を確実に行わしめると共に該蒸発
濃縮に伴う壁面へのスケ−ル付着を水洗でもって確実に
行うためである。
【0026】更に、該循環液の供給部の上方に洗浄ノズ
ル:Nz13 ,Nz23 を配するのは、壁面の洗浄、蒸気過
熱度の低減及び酸性ガス(石炭焚ボイラーの排煙脱硫プ
ラントからの排水中には石炭由来の塩素及びフッ素が大
量に含まれている)の吸収を行わせるためである。尚、
洗浄水量は、廃液供給量の1〜5%程度で充分である。
ル:Nz13 ,Nz23 を配するのは、壁面の洗浄、蒸気過
熱度の低減及び酸性ガス(石炭焚ボイラーの排煙脱硫プ
ラントからの排水中には石炭由来の塩素及びフッ素が大
量に含まれている)の吸収を行わせるためである。尚、
洗浄水量は、廃液供給量の1〜5%程度で充分である。
【0027】尚、以下の説明においてカッコ内の数値
は、石炭焚火力発電所のボイラ排ガスを処理する排煙脱
硫プラントから排出される排脱排水を本発明の対象廃液
とした場合のものである。
は、石炭焚火力発電所のボイラ排ガスを処理する排煙脱
硫プラントから排出される排脱排水を本発明の対象廃液
とした場合のものである。
【0028】原廃液:Wi (Cl-: 20,000 ppm,石膏飽
和, 液温: 50 ℃)は、先ず原廃液タンク:Ti にて系
内リサイクル種晶を混合され(混合後の結晶石膏濃度:
0.2 wt%。原廃液タンク:Ti での混合に代え、原廃液
送入ライン:1においてライン混合してもよい。)、予
備加熱器:Hi にて予備加熱された後(液温:70℃,加
熱媒体は、第1加熱器凝縮水:D1 ー温度:130 ℃
−)、原廃液送入ライン:1を経由して第1蒸発器:E
1 に供給される。
和, 液温: 50 ℃)は、先ず原廃液タンク:Ti にて系
内リサイクル種晶を混合され(混合後の結晶石膏濃度:
0.2 wt%。原廃液タンク:Ti での混合に代え、原廃液
送入ライン:1においてライン混合してもよい。)、予
備加熱器:Hi にて予備加熱された後(液温:70℃,加
熱媒体は、第1加熱器凝縮水:D1 ー温度:130 ℃
−)、原廃液送入ライン:1を経由して第1蒸発器:E
1 に供給される。
【0029】第1蒸発器:E1 に供給された原廃液:W
i は、加熱用水蒸気:S(圧力:3.7 kg/cm2,温度:14
0 ℃)にて加熱され(蒸発温度:122 ℃。実際の加熱
は、第1廃液循環ポンプ:P1 にてその中を循環比=循
環液量/蒸発器供給液量:98で循環させられる循環液:
Wr1を間接加熱する第1加熱器:H1 にて行われ
る。)、予備濃縮される(Cl-: 35,000 ppm,結晶石膏濃
度:0.3 wt%,結晶石膏の平均粒径: 30 μm )。
i は、加熱用水蒸気:S(圧力:3.7 kg/cm2,温度:14
0 ℃)にて加熱され(蒸発温度:122 ℃。実際の加熱
は、第1廃液循環ポンプ:P1 にてその中を循環比=循
環液量/蒸発器供給液量:98で循環させられる循環液:
Wr1を間接加熱する第1加熱器:H1 にて行われ
る。)、予備濃縮される(Cl-: 35,000 ppm,結晶石膏濃
度:0.3 wt%,結晶石膏の平均粒径: 30 μm )。
【0030】予備濃縮された廃液:W1 は、第1廃液移
送ライン:2を経由して第2蒸発器:E2 に送られ、第
1蒸発器:E1 にて発生した水蒸気:S1 (第1蒸発水
蒸気排出ライン:6を経由。圧力:2.0 kg/cm2,温度:
119 ℃)にて加熱され(蒸発温度:100 ℃。実際の加熱
は、第2廃液循環ポンプ:P2 にてその中を循環比=循
環液量/蒸発器供給液量:170 で循環させられる循環
液:Wr2を間接加熱する第2加熱器:H2 にて行われ
る。)、目標濃度まで濃縮される(Cl-: 250,000 ppm,
結晶石膏濃度:1.7 wt%)。
送ライン:2を経由して第2蒸発器:E2 に送られ、第
1蒸発器:E1 にて発生した水蒸気:S1 (第1蒸発水
蒸気排出ライン:6を経由。圧力:2.0 kg/cm2,温度:
119 ℃)にて加熱され(蒸発温度:100 ℃。実際の加熱
は、第2廃液循環ポンプ:P2 にてその中を循環比=循
環液量/蒸発器供給液量:170 で循環させられる循環
液:Wr2を間接加熱する第2加熱器:H2 にて行われ
る。)、目標濃度まで濃縮される(Cl-: 250,000 ppm,
結晶石膏濃度:1.7 wt%)。
【0031】濃縮廃液:We (濃縮倍率=原廃液量/濃
縮廃液量:12.5)の半分は、濃縮廃液移送ポンプ:Pe
にて適当な固化処理ユニット(水熱固化等の処理を施さ
れる)又は資源回収ユニットへ送られ廃棄処分可能な固
形物に転換又有用物の回収が行われる。
縮廃液量:12.5)の半分は、濃縮廃液移送ポンプ:Pe
にて適当な固化処理ユニット(水熱固化等の処理を施さ
れる)又は資源回収ユニットへ送られ廃棄処分可能な固
形物に転換又有用物の回収が行われる。
【0032】濃縮廃液:We の残り半分は、粉砕機:M
にて所定の粒径(結晶石膏の平均粒径: 10 μm )迄粉
砕された後、種晶循環ポンプ:P3 にて種晶:Gとして
原廃液タンク:Ti にリサイクルされる。尚、粉砕に先
立ち該濃縮廃液を一旦濃縮槽(図示せず)に導き結晶石
膏濃度を上げてもよい。
にて所定の粒径(結晶石膏の平均粒径: 10 μm )迄粉
砕された後、種晶循環ポンプ:P3 にて種晶:Gとして
原廃液タンク:Ti にリサイクルされる。尚、粉砕に先
立ち該濃縮廃液を一旦濃縮槽(図示せず)に導き結晶石
膏濃度を上げてもよい。
【0033】第2蒸発器:E2 にて発生した水蒸気:S
2 (圧力:0.6 kg/cm2,温度: 85℃)は、第2蒸発
水蒸気排出ライン:7を経由して真空ポンプ:Pv が
連結された凝縮器:Cに送られ、そこで冷却されて凝縮
水:De となる。尚、各凝縮水:De ,D2 及び予備加
熱器出口水:Di (温度: 80 ℃。第1加熱器凝縮水:
D1 の顕熱が奪われたもの)は、原則としてサイト内に
て回収使用される(特に、水質的に汚染される可能性の
ない予備加熱器出口水:Di は蒸気供給源−ボイラ等−
へボイラ用水として回収)。
2 (圧力:0.6 kg/cm2,温度: 85℃)は、第2蒸発
水蒸気排出ライン:7を経由して真空ポンプ:Pv が
連結された凝縮器:Cに送られ、そこで冷却されて凝縮
水:De となる。尚、各凝縮水:De ,D2 及び予備加
熱器出口水:Di (温度: 80 ℃。第1加熱器凝縮水:
D1 の顕熱が奪われたもの)は、原則としてサイト内に
て回収使用される(特に、水質的に汚染される可能性の
ない予備加熱器出口水:Di は蒸気供給源−ボイラ等−
へボイラ用水として回収)。
【0034】いずれかの蒸発ユニットにて事故が発生し
た場合には、事故ユニットをバイパスさせ生き残ったユ
ニットにて処理を行うことも可能である(当然のことな
がら、該ユニットへの廃液負荷率は下げられる)。
た場合には、事故ユニットをバイパスさせ生き残ったユ
ニットにて処理を行うことも可能である(当然のことな
がら、該ユニットへの廃液負荷率は下げられる)。
【0035】また、本プラントは、定期的に水洗を行う
(下記の要領)。 プラント停止(加熱蒸気停止→真空切り→保有液の
排出−第2段のそれは濃縮廃液そのもの故、固化処理や
資源回収等の次工程へ排出すればよい。それ以外は、別
途設けたピットへ排出し、プラント起動後原廃液タン
ク:Ti に送る−) 洗浄(水の張り込み→昇温:60〜80℃−加熱器
及び循環ポンプ稼働−→溶解) プラント起動(真空形成→昇温→給液開始→定常運
転−液比重又は液温を監視し、所定値に達したら濃縮廃
液の排出を開始−)
(下記の要領)。 プラント停止(加熱蒸気停止→真空切り→保有液の
排出−第2段のそれは濃縮廃液そのもの故、固化処理や
資源回収等の次工程へ排出すればよい。それ以外は、別
途設けたピットへ排出し、プラント起動後原廃液タン
ク:Ti に送る−) 洗浄(水の張り込み→昇温:60〜80℃−加熱器
及び循環ポンプ稼働−→溶解) プラント起動(真空形成→昇温→給液開始→定常運
転−液比重又は液温を監視し、所定値に達したら濃縮廃
液の排出を開始−)
【0036】尚、同一廃液を逆流2重効用蒸発方式(図
2参照)で行った場合の主要処理条件は、下記の通りで
ある(加熱器及び蒸発器の形式については順流と同
様)。 第1蒸発器:E1 の蒸発温度:102 ℃(加熱媒体
は、第2蒸発器:E2 にて発生した水蒸気:S2 −圧
力:2.0 kg/cm2,温度:119 ℃−) 予備濃縮廃液の性状(Cl-: 35,000 ppm,結晶石膏濃
度:0.3 wt%,結晶石膏の平均粒径: 20 μm ) 第2蒸発器:E2 の蒸発温度:134 ℃(加熱媒体
は、加熱用水蒸気:S−圧力:5.0 kg/cm2, 温度:151
℃−)
2参照)で行った場合の主要処理条件は、下記の通りで
ある(加熱器及び蒸発器の形式については順流と同
様)。 第1蒸発器:E1 の蒸発温度:102 ℃(加熱媒体
は、第2蒸発器:E2 にて発生した水蒸気:S2 −圧
力:2.0 kg/cm2,温度:119 ℃−) 予備濃縮廃液の性状(Cl-: 35,000 ppm,結晶石膏濃
度:0.3 wt%,結晶石膏の平均粒径: 20 μm ) 第2蒸発器:E2 の蒸発温度:134 ℃(加熱媒体
は、加熱用水蒸気:S−圧力:5.0 kg/cm2, 温度:151
℃−)
【0037】上記2方式を、ベンチスケ−ルプラント
(給液量:10 kg/hr)にて、上記の操作条件下、各5
00時間(水洗:4回)運転したが、伝熱係数の低下は
全く認められなかった。
(給液量:10 kg/hr)にて、上記の操作条件下、各5
00時間(水洗:4回)運転したが、伝熱係数の低下は
全く認められなかった。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、加熱・濃縮という一つ
の単位操作にて廃液処理が行われ、しかも廃棄処分が困
難な汚泥等を排出しない(原則として鉱物質様物質とす
るか、有用物の回収が行われる)ので、経済的且つ無排
水という時代の要請に沿う廃液処理を提供し得る。
の単位操作にて廃液処理が行われ、しかも廃棄処分が困
難な汚泥等を排出しない(原則として鉱物質様物質とす
るか、有用物の回収が行われる)ので、経済的且つ無排
水という時代の要請に沿う廃液処理を提供し得る。
【図1】本発明方法の一実施装置の線図的説明図である
(順流2重効用方式)。
(順流2重効用方式)。
【図2】本発明方法の一実施装置の線図的説明図である
(逆流2重効用方式)。
(逆流2重効用方式)。
【図3】本発明方法に用いる加熱器の一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図4】本発明方法に用いる蒸発器の一実施例を示す断
面図である。
面図である。
P1 第1廃液循環ポンプ P2 第2廃液循環ポンプ E1 第1蒸発器 E2 第2蒸発器 H1 第1加熱器 H2 第2加熱器 Sl 加熱器のシェル(側) Tb 加熱器のチュ−ブ(側) Nz13 ,Nz23 洗浄ノズル M 粉砕機 Wi 原廃液 We 濃縮廃液 G 種晶 S 加熱用水蒸気
Claims (6)
- 【請求項1】 加熱による減容操作過程においてスケ−
ルを生成する成分を含む廃液を加熱・濃縮する方法であ
って、蒸発液温度を90℃以上とし、無水石膏を種晶と
して用い、一定時間間隔で少なくとも蒸発ユニットの水
洗を行うことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記の廃液が、石膏の飽和溶液である請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記の減容操作が、少なくとも2重効用
で行なわれる請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記の種晶が、濃縮廃液中に含まれる結
晶を湿式粉砕し循環再利用したものである請求項1乃至
3のいずれか一に記載の方法。 - 【請求項5】 前記の蒸発ユニットが加熱器と蒸発器と
循環ポンプから構成され、該加熱器が、シェル・アンド
・チューブ型の伝熱装置であって、前記の廃液がその中
を流される該チューブが逆U字状に配されると共に該廃
液の出入り口を水室鏡板部に設けたものである請求項1
乃至4のいずれか一に記載の方法。 - 【請求項6】 前記の蒸発器が、その横断面が円形の塔
であって、前記の廃液の供給及び循環液の供給が該塔内
の気相部に下部よりこの順になされると共に該循環液の
供給部の上方に洗浄ノズルを配したものである請求項5
に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP890395A JPH07251162A (ja) | 1994-01-31 | 1995-01-24 | 廃液の処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP936294 | 1994-01-31 | ||
| JP6-9362 | 1994-01-31 | ||
| JP890395A JPH07251162A (ja) | 1994-01-31 | 1995-01-24 | 廃液の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07251162A true JPH07251162A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=26343526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP890395A Pending JPH07251162A (ja) | 1994-01-31 | 1995-01-24 | 廃液の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07251162A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100312938B1 (ko) * | 1997-10-21 | 2002-07-18 | 마스다 노부유키 | 배연탈황배수의처리방법 |
| JP2005152745A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Babcock Hitachi Kk | 湿式排煙脱硫方法及び装置 |
| JP2017503103A (ja) * | 2014-01-22 | 2017-01-26 | 牟大同 | 電気・水コジェネレーションシステム及び方法 |
| CN108840388A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-11-20 | 李明 | 一种凝结水余热利用系统及方法 |
| CN118877983A (zh) * | 2024-07-16 | 2024-11-01 | 昊姆(上海)节能科技有限公司 | 一体化含盐废水浓缩减量系统 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP890395A patent/JPH07251162A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100312938B1 (ko) * | 1997-10-21 | 2002-07-18 | 마스다 노부유키 | 배연탈황배수의처리방법 |
| JP2005152745A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Babcock Hitachi Kk | 湿式排煙脱硫方法及び装置 |
| JP2017503103A (ja) * | 2014-01-22 | 2017-01-26 | 牟大同 | 電気・水コジェネレーションシステム及び方法 |
| CN108840388A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-11-20 | 李明 | 一种凝结水余热利用系统及方法 |
| CN118877983A (zh) * | 2024-07-16 | 2024-11-01 | 昊姆(上海)节能科技有限公司 | 一体化含盐废水浓缩减量系统 |
| CN118877983B (zh) * | 2024-07-16 | 2026-01-06 | 昊姆(上海)节能科技有限公司 | 一体化含盐废水浓缩减量系统 |
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