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发明问题解决理论(TRIZ)是一种创造发明的方法体系,是当今世界公认的指导创新的最佳工具。TRIZ认为技术系统的进化过程不是随机的,而是有客观规律可以遵循,指出发明问题的核心是解决冲突。本文是将先进的TRIZ理论,应用到传统的稀土碳酸氢铵沉淀工艺中,主要针对于稀土行业的氨氮废水污染问题,提高废水处理效率,实现废水资源化,有助于实现稀土行业清洁生产。 蒸发法处理工业废水以其经济性、高效性而倍受稀土分离企业青睐,但是在实际应用中,由于稀土工业废水的特点,蒸发法在应用过程中存在许多问题,主要表现有:一效蒸发时,氯化铵料液挥发量大;设备消耗严重;能耗高;氯化铵固体产出量低。运用TRIZ理论解题流程,首先定义了研究系统为三效蒸发系统,并运用TRIZ理论中因果分析法中的鱼骨图分析法,分析出造成三效蒸发系统效率低的根本原因。之后,将TRIZ理论的技术系统进化法则思想融入到蒸发法处理稀土碳沉废水工艺中,得到了降低能耗、减少设备消耗的、氯化铵产出量低的解决方案。同时,运用矛盾分析法中的技术矛盾解决方案,运用矛盾绝阵,得到了解决三效蒸发系统中技术矛盾的解决方案。确定最终方案为:将三效蒸发系统中的子系统膜处理系统,进化为超滤系统、除油系统、电渗析系统的组合装置;改变一效蒸发室、二效蒸发室的结构,对于不同的料液处理量,调整不同的生蒸汽量;将太阳能或风能代替燃烧能获得生蒸汽;将子系统冷凝器增加搅拌装置并控制冷却速度。另外,料液温度、浓度、pH值,一效蒸发的压强等最优工艺参数,需要通过实验验证。 通过单因素实验,验证,当一效蒸发温度在90~100℃之间,料液pH值在4~5之间,一效蒸发压强在0.02~0.06MPa之间,料液浓度在10%~15%之间时,蒸发法处理碳沉废水的效率显著提高,验证了TRIZ理论指导的正确性的同时,得到了最佳工艺条件。