冶金工業(yè)廢水零排放MVR蒸發(fā)技術
反滲透(RO)作為目前廢水資源化利用的典型技術之一，被廣泛應用于企業(yè)廢水二級出水的深度處理。然而，RO濃水具有含鹽量高，采用普通方法處理時出水水質(zhì)難于達到排放標準，針對RO濃水的新型處理技術的開發(fā)顯得尤為重要。
MVR工藝很好的解決RO濃水處理難的問題，其巨大有的技術優(yōu)勢，可以廣泛用于生物化工、石化、制藥、食品制造、環(huán)境保護、海水淡化等諸多領域。韶關冶煉廠將MVR蒸發(fā)技術用于處理RO膜濃水，可使RO濃水再濃縮，同時蒸出水可以再次利用，做到廢水處理與資源化相結合，濃縮到結晶階段，結晶經(jīng)過后續(xù)處理后可以得到以硫酸鈉為主的無機鹽，最終達到冶金工業(yè)廢水零排放。
1、MVR蒸發(fā)技術原理
蒸汽機械再壓縮機技術(Mechanical Vapor Recompression，MVR)，將蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的原本需要冷卻水冷凝的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機壓縮后，提高其壓力和飽和溫度，增加熱焓，再送入蒸發(fā)器加熱器作為熱源，替代生蒸汽循環(huán)利用，二次蒸汽的潛熱又得到了充分的利用，從而達到了節(jié)能的目的。機械蒸汽再壓縮(MVR)技術與傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)相比，總能耗比多效蒸發(fā)總節(jié)能70%以上。
2、MVR蒸發(fā)技術的工程應用
2.1 MVR工程應用
MVR技術逐漸被運用于廢水的濃縮處理環(huán)節(jié)，由于其節(jié)能效果顯著、技術成熟可靠，可為企業(yè)節(jié)省了大量的投資、運行經(jīng)費，大大降低了生產(chǎn)成本，因此帶來了巨大的經(jīng)濟效益。
有色金屬冶煉企業(yè)探索性的引入MVR蒸發(fā)技術解決工業(yè)廢水，本文以韶關冶煉廠運用MVR技術處理廢水為工程實例，探討MVR蒸發(fā)技術在冶金工業(yè)廢水零排放中的應用。
韶關冶煉廠是經(jīng)過40余年的探索和創(chuàng)新，在工藝技術、裝備水平、環(huán)境保護等方面處于國內(nèi)同行業(yè)先進水平的大型鉛鋅冶煉企業(yè)。工廠工業(yè)廢水采用生物制劑處理重金屬的化學沉淀法、膜分離技術和RO濃水MVR蒸發(fā)結晶，使得工業(yè)廢水做到零排放。
韶冶在冶煉的各個環(huán)節(jié)上嚴格規(guī)范用水量，并努力提高工業(yè)水的循環(huán)利用率，嚴格把關進入末端廢水處理系統(tǒng)的污水總水量，這樣使得工廠工業(yè)廢水總量減少，同時使得廢水水質(zhì)含無機鹽比較高，通過除重金屬工藝和膜系統(tǒng)技術之后，最終得到RO濃水，其無機鹽含量比較高。
由于用MVR蒸發(fā)技術處理有色冶煉廢水尚無先例，所以工廠通過若干次技術探索，最終采用“預處理軟化+降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)+強制循環(huán)蒸發(fā)結晶+離心干燥包裝工藝”為主體的工藝技術，形成了對廢水進行軟化、蒸發(fā)、結晶、干燥包裝工藝，RO濃水最終以蒸餾水和硫酸鈉為主的無機鹽形式呈現(xiàn)，實現(xiàn)廢水零排放的目的。其工藝流程圖如圖1所示。
2.2 RO濃水水質(zhì)
韶冶工業(yè)廢水經(jīng)過納濾膜、反滲透兩組膜的濃縮，RO濃水水質(zhì)含有高濃度的無機鹽，通過化驗RO濃水含鹽量在2%到3%之間，主要有鈉離子、鈣離子、硫酸根離子、氯離子和氟離子。
由于此水中含有氯離子和氟離子，對設備的腐蝕極為嚴重，因此，需要選用耐腐蝕性強的鈦材，在蒸發(fā)的過程中，物料在溫度20℃~100℃的各種濃度下，鈦材的腐蝕速度小于0.013mm/a，所以選用鈦材可以解決由氯離子、氟離子引發(fā)的設備腐蝕問題。
2.3 MVR蒸出水水質(zhì)及固態(tài)鹽
通過韶冶的工程實例，蒸發(fā)高濃度的RO濃水，蒸出來的冷凝水，通過化驗其水質(zhì)接近蒸餾水，完全可以回收利用。
蒸出來的固態(tài)鹽，通過化驗主要是以硫酸鈉為主，可做低品位鹽資源回收。
2.4 MVR蒸發(fā)工藝特點
MVR蒸發(fā)工藝特點：
?、賳雍鬅o須消耗生蒸汽，或補充少量生蒸汽以維持蒸汽溫度，運行成本主要為壓縮機的電耗，運行費用大幅下降;
?、谡嫉孛娣e小;
?、酃霉こ膛涮咨?，蒸汽在蒸發(fā)器中冷凝成水，無須另設冷凝器，無須使用循環(huán)冷卻水;
?、軉雍瓦\行操作簡單、容易，操作人員少，運行穩(wěn)定，自動化程度高。
3、結論
韶冶采用MVR技術處理后RO濃水，終以蒸餾水和固態(tài)鹽形式存在，蒸餾水可直接回用于生產(chǎn)，產(chǎn)生的固態(tài)鹽則是以硫酸鈉為主的無機鹽，可將其以低品位硫酸鈉資源化處理。
在運行的過程中，可通過調(diào)整工藝運行減緩降膜蒸發(fā)器結垢，同時避免強制循環(huán)蒸發(fā)器結垢。因此MVR蒸發(fā)技術以獨特的技術優(yōu)勢，可以完成冶煉廢水資源化，最終實現(xiàn)冶金廢水零排放。
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