蒸发器在工业废水零排放上的应用
王莉莉，田旭峰，赵利鑫
（合众高科（北京）环保技术股份有限公司）
摘要：我国水资源污染和短缺问题日益凸显，而工业用水在整个水资源消耗中所占比例重大。工业废水零排放是实现水资源循环利用和保障我们经济社会可持续发展的重要举措，因而对工业废水零排放技术进行研究和发展具有重要意义，本文对蒸发器在工业废水零排放上的应用进行论述，介绍了蒸发器的种类和工作原理，着重对工业废水零排放上应用最为广泛的械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器（MVR）和低温多效蒸发器（MED）进行了阐述和对比，最后对工业废水零排放的蒸发器发展现状和趋势进行了展望。
关键词：蒸发器；工业废水；零排放；械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器（MVR）；低温多效蒸发器（MED）
一、概述
近年来，我们水资源短缺和环境污染问题日益严重。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全[1]。工业废水排放的危害，一是重金属等难以降解的有毒有害物质随着污水进入土壤不断富集，造成农田的重金属超标（据罗锡文院士称：我国已有3亿亩耕地受到重金属污染），将会危及我们的食品安全；二是污水处理厂的污泥受工业污水影响有害物质超标，不能被用作肥料回归土地，影响氮、磷等物质的循环；三是大量工业用水造成了水资源的消耗和浪费[2]。如何将工业废水达标或减少排放，并尽最大可能地实现水资源循环利用，成为困扰着工业企业一大难题。因此，在我国大力提倡水资源节约利用和环境保护的大环境下，工业废水零排放应运而生。
工业废水零排放是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂，水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料[3]。也就是说，从废水中完全回收水资源，变液态废弃物为固态资源再利用，实现对水等不可再生资源的可持续利用。工业废水零排放是保护地球环
境和可持续发展的大势所趋。
随着国家和企业对工业废水零排放的日益重视，以及国内国外对废水零排放的研究的不断深入，实现工业废水零排放的工艺也很多，但大体的工艺路线都是一致的，即预处理、浓缩和蒸发结晶。以下对蒸发器的种类、形式及其在工业废水零排放上的应用做介绍。
二、蒸发器的工作原理
蒸发是将溶液加热至沸腾，使其中部分溶剂汽化并被移除，以提高溶液中溶质浓度的操作。蒸发的目的是为了获得高浓度的溶液或制取溶荆，通常以前者为主。用来实现蒸发操作的设备称为蒸发器[4]。
蒸发操作可在加压、常压、减压下进行。为了保持生产过程的系统压力，有时蒸发需在加压下进行。对于热敏性物料，为了保证产品质量，要求在较低温度下蒸发。真空下能降低沸点，满足此要求。此外，真空下加热介质与被浓缩液体的温差也比常压下大，所以可加速蒸发的传热过程。但沸点降低，溶液粘度亦增大，不利于被蒸发物料循环，影响传热效果[5]。
三、蒸发器的种类
1）标准蒸发器
标准蒸发器属于自然循环蒸发器，其结构如图3-1所示。它由加热室和蒸发室组成。加热室内布有直径DN25到65的加热管，加热管长0.6~2 m。在管束中间有一直径较大的中央降液管。此管截面积为加热管总截面的40~100 %。由于中央降液管和加热管内料液有重度差，使料液在加热管和降液管间不断循环，从而提高了蒸发的传热效果。这种蒸发器总传热系数范围为580~3000（W/ m2·K)。
这种设备适于结垢不严重，有少量结晶析出和腐蚀性较小的溶液。设备传热面可达数百平方米。
图3-1 标准蒸发器结构示意图
2）标准式强制循环蒸发器
结构示意见图3-2。它是在标准型的中央循环管内加一螺旋桨，以增强料液循环，使循环速度从0.5 m/s提高到1~1.5m/s，显著改善了传热。总传热系数可达1160~5800（W/ m2·K)[6]。
图3-2 标准式强制循环蒸发器结构示意图
3）悬筐蒸发器
结构示意见图3-3。其加热管束可取出后清理，用备用管束替换，以节约清洗时间。加热蒸汽从位于中央的一根多孔管进入，均匀吹入各加热管间。加热管束和罐内壁形成的环形通道是循环料液的下流通道。其传热面积一般在100m2以下，总传热系数为600~3500（W/ m2·K)。
图3-3 悬筐蒸发器结构示意图
4）自然循环外加热式蒸发器
结构示意见图3-4。它由列管加热器、蒸发室、循环管三个部分组成。若蒸发时产生结晶，应在循环管下口加液固分离器。料液在蒸发器内循环速度小于1 m/s,循环的动力是循环管和加热管内液体的重度差。这种蒸发器传热面积常为数
百平方米甚至上千平方米。一个蒸发室可配有1~4个加热室。加热管较长，其长径比L/d =60~110,总传热系数为1900~3500（W/ m2·K)。这种设备的缺点是设备较高，由于料液在管内液柱较高，提高了下部液体的沸点，故要求加热温差大，因而限制了多效使用。
图3-4自然循环外加热式蒸发器结构示意图
5）列文蒸发器
结构示意见图3-5，它属于加热管式外沸腾的自然循环蒸发器。其特点是在加热室的上部，加一段2.7-5m高的支撑段和稳流段，使加热室中溶液承受较大的液柱静压，加热室中的溶液不致沸腾，只有在当静压较低的稳流段中才开始沸腾汽化。在加热管中没有沸腾汽化，就可以减轻或避免溶质在加热管内结晶析出，减轻加热管的结垢和堵塞。溶液循环全靠支撑段和稳流段内料液与循环管内料液的重度差。为了减少循环系统阻力，要求循环管的截面积F:大于加热管的截面积。这种蒸发器循环速度可达1.5~2m/s，总传热系数为1300~2300（W/ m2·K)。加
热管的长径比L/d = 100~120[7]。
列文蒸发器应保持在较大温差下操作，否则由于温差小，循环速度显著减小，热交换效率也相应减小。
图3-5列文蒸发器结构示意图
6）强制循环型长管蒸发器
结构示意见图3-6。其特点是料液靠泵强制循环，循环速度达2~5m/s 。料液通过加热管热至沸点，在蒸发室内闪蒸。由于此型设备属管外浓缩，同时料液在管内流速大，因此适于蒸发有结晶析出或易结垢的物料。其传热效果好，总传热系数为930~5800（W/m2·K)。此型设备动力消耗大，每平方米加热面积动力消耗为0.4~0.8kW，因而这种蒸发器加热面积不宜设计太大。
图3-6强制循环型长管蒸发器结构示意图
7）升膜蒸发器
结构示意见图3-7。这种蒸发器亦称竖式长管蒸发器（LTV）、热红吸蒸发器。其结构和列管换热器一样，不同之处是它的加热管长径比要求为L/d = 100~300，这是因为这种蒸发器属于单程蒸发，料液通过管后，一次即应达到要求，所以要求管长较大。二次蒸气在管内流速很大，常压下为20~30m/s，减压下为80~200m/s。二次蒸汽在管内高速螺旋上升，将料液贴管内壁拉曳成薄膜状，薄膜料液上升必须克服重力及与壁的摩擦力，因此不适于粘度大的液体，一般料液粘度小于50kPa·s。这种类型的蒸发器适子热敏性物料，不适于有结晶析出或易结垢的物料[8]。
升膜蒸发器一般为单流型(即一次通过即可完成浓缩)。对非热敏性物料，浓缩比要求大时，亦可设计成循环型。升膜式蒸发器总传热系数为600~6000（W/ m2·K)。
图3-7升膜蒸发器结构示意图
8）降膜蒸发器
这种蒸发器结构与升膜式蒸发器结构大致相同，见图3-8。蒸发器料液自顶部加入，因顶部有液体分布装置，故每根管都可以均匀地得到液体。二次蒸汽与浓缩液一般并流而下，因二次蒸汽作用，料液沿管壁呈膜状流动，液膜下流不需克服重力反而可利用重力，因而可以使粘度大的溶液蒸发。加热管长径比L/d=100~250，总传热系数为1200~3400（W/ m2·K)。这种蒸发器料液从上至下即可浓缩完了，若一次达不到浓缩指标，也可用泵将料液循环进行蒸发[9]。
图3-8降膜蒸发器结构示意图
9）固定刮板式蒸发器
固定刮板式蒸发器分立式和卧式两种。立式又有升膜和降膜之分，其结构见图3-9，图3-10。这种蒸发器外壳有夹套，内通蒸汽加热。壳体内有马达带动的立式或卧式旋转轴，轴上刮板。刮板外缘与筒内壁间隙约为0.8~2.5mm。料掖进口与器璧呈切线方向。料液进入后经转轴上的料液分配盘均布于内壁四周。由于重力和刮板离心力的作用，料液在内壁形成螺旋下降或上升的薄膜(立式)，或螺旋向前的薄膜(卧式)。蒸发器的二次蒸汽自顶端排出。
这种蒸发器适用于高粘度热敏性物料的蒸发，同时也适用于易结晶、结垢和含悬浮物的料液蒸发。料液在蒸发器内停留时间为数秒至数十秒，刮板转速为100~600 r/min。1m2传热面积动力消耗定额为1.5~8 W/ m2·K，刮板与器壁间隙越大，料液粘度越小则动力消耗愈小。由于这种蒸发器单位体积内传热面积小，因而限制了传热面过大，每台传热面积一般在10m2以下。
由于这种蒸发器的内壁与刮板的间隙不能过大，因此在加工上对筒体椭圆度和旋转轴的同心度都有严格要求。
图3-9刮板式降膜蒸发器结构示意图
图3-10刮板式升膜蒸发器结构示意图
10）活动刮板式蒸发器
结构示意见图3-11。其操作原理与固定刮板式相似，不同的是刮板为多段式，刮板活动地安装在轴上，由枢轴带动而旋转。由于离心力，刮板紧压在传热面上，所以薄膜厚度极薄，可小到0.03mm，有利于高粘度物料的蒸发。活动板式蒸发器液膜厚度根据料液粘度不同、转轴转速不同相应变化。如果刮板边缘镶上耐磨材料，如聚四氛乙烯板等，刮板可直接接触内壁，蒸发器成为刮壁型。这样不但
防止给垢、晶析，还可降低筒体椭圆度和轴安装的同心度的要求。这种刮壁型蒸发器，刮板周边速度一般取3~5 m/s。
图3-11活动刮板式蒸发器结构示意图
11）甩盘式薄膜蒸发器
这种蒸发器可分为同径和异径两种，其结构示意见图3-12。其中(a)是一种改良的降膜蒸发器。通常的降膜式蒸发器中，传热管上部液膜分布均匀，到长管中部以后，料液因浓缩而减少，粘加大，容易产生偏流、絮流，因而管璧上有可能产生干壁、局部过热。而甩盘式蒸发器系利用旋转轴上几个圆形甩盘，使料液在蒸发过程中多次重新分配成膜。另外，考虑到料液在蒸发过程中，不断被浓缩减少，蒸发器下半部因料液不足不能润湿全部壁面，产生干壁现象，因此制成异径甩盘式，如周3-12(b)。
甩盘式蒸发器不适用于高枯度或有晶析、易结垢料液的浓缩，同时由于单位体积传热面积小，这种蒸发器的处理量受到限制。
图3-12甩盘式薄膜蒸发器结构示意图
12）多级闪蒸和多室蒸发
多级闪蒸简称MSF，多用于碱回收和海水淡化。这种设备的主要优点是传热些上无沸腾和汽化现象。汽化是在空的闪蒸室内进行，因而避免在加热表面形成污垢。此外，由于采用多级原理、可节省加热蒸汽。海水淡化中，每公斤加热蒸汽可得淡水1.2kg。多级闪急蒸发装置的主体是一排用隔板分开的多个蒸发室(图3-13 )，室内的蒸汽压力自左至右逐级下降。预热到温度T的料液依次逐级进入各蒸发室，由于室内的压力低于料液的饱和压力，一部分溶剂急剧沸腾汽化，使溶质残留于溶液中，所以料液的温度逐级下降(图3-14)，而其浓度则逐级增加。蒸发室的上部设列管冷凝器，闪蒸的蒸汽在管外冷凝，冷料液在管内自右至左逆向被逐级加热到温度t1，以充分回收热量。料液在加热器中用加热蒸汽进一步加热到t o后就可以逐级闪蒸。因为料液的蒸发潜热较大，而显热变化有限，所以料液在装置中的循环量很大[10]。
图3-13闪急蒸发室结构示意图
图3-14加热器内的温度历程示意图
由于闪蒸室是空室，因溶剂蒸发而析出过量溶质引起的结垢问题，不会导致很严重的影响，在加热溶液的表面，因为没有沸腾汽化，很少析出溶质或垢层，因而得以保持洁净。这种装置广泛用于易生垢层的海水淡化，和印染行业的碱液回收工艺中[10]。
四、在工业废水零排放上主要应用的蒸发器
通过以上介绍可知，蒸发器的种类繁多，各种类型的蒸发器的优缺点各异，故其适用的场合也不同，其中机械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器（MVR）和低温多效蒸发器（MED）在工业废水零排放上应用最为广泛，下面分别对这两种蒸发器作介绍，并对其进行对比。
1、机械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器
1）工作原理
工业废水来水（一般经膜浓缩后，TDS在10万ppm左右）由蒸发器进料泵输送至蒸发系统的冷凝水预热器，冷凝水预热器一般采用逆流板式换热器，利用系统中蒸汽冷凝产生的冷凝水加热进料废水。进料废水经换热后温度升至接近沸点，原料液进入降膜蒸发器进行浓缩，原料由循环泵将进料废水泵至蒸发器的顶部管箱，浓盐水通过顶部的分布器流入垂直管内，均匀地分布在管子的内壁上，呈薄膜状下降至底槽，一部分废水沿管壁下降时，吸收管外蒸气释放的热能而蒸发，而蒸发产生的二次蒸汽与未蒸发的浓盐水一起下降至蒸发器的底槽。在底槽内二次蒸汽和浓盐水混合物料进去分离器进行气液分离，二次蒸汽由蒸汽压缩机压缩后进入蒸发器循环加热物料，浓盐水一部分进入结晶系统，控制蒸发器内浓盐水的TDS，一部分循环回蒸发器，以保证蒸发器换热管的液膜覆盖。
蒸汽压缩机压缩二次蒸汽提高其饱和温度和压力后输送至蒸发器顶部换热
器管束外（即蒸发器壳程），升温升压后的蒸汽的潜热传到管壁内的浓盐水薄膜（该处需要补充一部分生蒸汽用于抵消系统的热损失，维持系统能量的平衡），释放其潜热的同时，在换热管外壁被冷凝成冷凝水，冷凝水沿管外壁下降至底部积聚后，流入冷凝水罐，并由冷凝水泵经冷凝水换热器换热降温后外排回用，同时对新进的进料废水加热。
图4-1 机械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器结构示意图
2）蒸发器的结构
机械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器（MVR）的加热器有立式和卧式两种结构，这两种形式的安装要求和换热效果都有所不同，立式和卧式降膜蒸发器的区别如下表所示：
表4-1 立式和卧式降膜蒸发器的区别
上表是一般意义的立式降膜蒸发器和卧式降膜蒸发器的区别，可以看出传统的立式降膜蒸发器在各方面要普通优于卧式降膜蒸发器，尤其当料液都走管程时，卧式降膜蒸发器极易发生结垢堵塞问题，且换热系数低于立式。但是考虑到卧式蒸发器在安装高度上要求低，可以降低厂房高度，且检修方便，所以现在一般在卧式蒸发器中将蒸汽走管程，从而减少蒸汽的折流，提高换热系数，并清洗方便。然而在立式降膜蒸发器中具有腐蚀性的废水走管程，洁净的蒸汽走壳程，这样只需要换热管选用高材质即可，壳体可以采用较低的材质（如316L）。相对来说，卧式降膜蒸发器料液走壳程，导致换热管和壳体同时接触腐蚀性的料液，对换热管和壳体的材质均较高，同时也增加了腐蚀泄露的危险性[11]。
所以在工业废水零排放上具体采用哪种结构的MVR蒸发器，还要看实际的
情况，因为除了对换热系数的要求和厂房占地的限制，压缩机的不同形式也影响MVR蒸发器的安装。
2、低温多效蒸发器
1）工作原理
低温多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率。在多效蒸发操作的流程中，第一个蒸发器（称为第一效）以生蒸汽作为加热蒸汽，其余蒸发器（称为第二效、第三效）均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。依据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发的流程可分为：①并流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。由于前效压力高于后效，料液可借压差流动。但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。②逆流流程。溶液与二次蒸汽流动方向相反。需用泵将溶液送至压力较高的前一效，各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消，各效传热条件基本相同。③错流流程。二次蒸汽依次通过各效，但料液则每效单独进出，这种流程适用于有晶体析出的料液[12]。
2、低温多效蒸发器与MVR的对比
图4-2 低温多效蒸发器结构示意图
2）经济性及效数限制
多效蒸发的目的是利用蒸发过程中的二次蒸汽，以节约蒸汽的消耗，提高蒸发装置的经济效益。表4-2为蒸发1 kg水消耗的加热蒸汽量，其中实际消耗量包
括蒸发装置和操作中的各项热量损失，随蒸发器型式、多效蒸发流程等的不同，其值稍有变化。效数增多，蒸汽节约越多，但效数的多少要受以下几方面的限制: ①设备费用的限制
从单效改为双效，节约蒸汽可达93% (理论量应为一倍)，但由四效改为五效仅节约蒸汽10%。而且增加效数，设备费用也不断增加。在设备的折旧年限内，若增加一效所节约蒸汽的费用不足以抵消设备投资费时，则不能增加效数。另外设备投资是有限制的，效数随此限而定。
②温度差的限制
一般工业生产中，加热蒸汽的压力和蒸发室的真空度都有一定限制，因此装置的总温度差也一定。但由于多效蒸发时各效皆有温差损失，因此，单效的有效温度差要比多效中各效有效温差总和大。也就是说，由于有效温差的减少，虽然n效蒸发器总传热面积为单效蒸发器面积的n倍，但在同样条件下，其生产能力却要低于单效蒸发器。
在多效蒸发中，为了保证传热的正常进行，根据经验，每一效的温度差不能小于5-7℃。为了使各效有较大的温度差，必须限制其效数。在生蒸汽温度与末效冷凝器温度相同（即总温度差相同）条件下，将单效蒸发改为多效蒸发时，蒸发器效数增加，生蒸汽用量减少，但总蒸发量不仅不增加，反而因温度差损失增加而有所下降。多效蒸发节省能耗，但降低设备的生产强度，因而增加设备投资。在实际生产中，应综合考虑能耗和设备投资，选定最佳的效数。生产上最常用的是2- 3效。如果是沸点上升很小的料液或采用膜式蒸发器时，效数可多些，在工业废水零排放上一般采用3~4效。
表4-2 低温多效蒸发器的蒸汽消耗量
3、低温多效蒸发器与MVR对比
工业废水零排放的蒸发结晶装置都是高能耗的，能耗在这些装置的运行成本中占很大的比例，因此单位能耗的降低和优化对降低整个运行成本至关重要。MVR和低温多效蒸发器都能将料液蒸发产生的二次蒸汽进行重复利用，都是较为节能的蒸发设备，因而被应用在工业废水零排放上，其性能的对比如下[13]：（1）MVR能够充分利用全部二次蒸汽的潜热，可以最大限度的减少蒸发过程的能耗，同时也不需要消耗冷却水。而低温多效蒸发器的末效蒸发器剩余部分的二次蒸汽经过末端冷凝器冷凝后排出，二次蒸汽得不到全部利用，需要消耗部分冷却水。
（2）MVR正常运行过程不需要消耗蒸汽，只有在启动的时候消耗少量的蒸汽。低温多效蒸发器由于不能全部利用二次蒸汽，因而消耗的蒸汽较MVR多，五效蒸发器蒸发1kg的水，消耗的蒸汽量大是MVR的5倍以上。
（3）MVR在运行中只需要消耗电，蒸汽压缩机是其主要耗电设备，处理每吨水的电耗约35~60KWh，要高于多效蒸发器的吨水耗电量。
（4）多效蒸发器由于是由多个蒸发器串联组成，处理相同的水量，其占地面积必然要大于MVR。
（5）多效蒸发器的运行方式多为半自动，且间歇出料；MVR蒸发器一般采用全自动运行方式，可间歇出料也可连续出料。
（6）MVR的设备投资成本较高，尤其现在很多进口的MVR设备价格高昂，设备投资成本高于多效蒸发器。
由以上对比可知因此，MVR相对于多效蒸发器来说，能量利用率更高，节能效果更好，被认为是现今最节能、最先进的蒸发技术。现在在工业废水零排放上，由于MVR蒸发器的各方面优势，多效蒸发器已经越来越多被MVR蒸发器所取代。在实际选择工业废水蒸发器的设计形式时，还是主要应依据当时、当地的蒸汽、动力电价格和投资来决定。
五、工业废水零排放的蒸发器发展现状和趋势
近年来，伴随着工业的迅速发展，工业废水零排放的需求不断增加，蒸发器行业也得到了较快的发展[14]。
1）市场容量整体稳定增长
近年来，我国蒸发设备市场保持了稳定的增长，产品产出持续扩张，国家产
业政策鼓励蒸发结晶设备产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐步增多。投资者对蒸发结晶设备市场的关注越来越密切，这使得蒸发结晶设备市场越来越受到各方的关注。我国蒸发器企业数量众多，但是大多没有自己的核心技术和自主知识产权。高效、节能、环保已经成为整机市场主流趋势，在现有蒸发器产品的基础上，未来的蒸发器的发展将顺应整机发展趋势，迎来新的技术突破和市场突破。
2）MVR蒸发器在行业中日益普及，将取代传统的蒸发器
目前，我国蒸发器市场的结构依然是以传统多效蒸发器为主和部分MVR蒸发器为辅的格局。形成这种局面的原因是，MVR蒸发器是新产品，人们对其应用不甚了解；其次是进口MVR蒸发器的价格十分昂贵。但国内外蒸发器市场的发展趋势一定是MVR蒸发器逐渐取代传统的多效蒸发器，假以时日MVR蒸发器必将会逐步取代传统多效蒸发器。
3）蒸发器在环保行业的应用越来越突出
蒸发技术应用领域的发展是伴随着蒸发技术本身的发展以及国家相关政策的推动而呈现出日益多样化。目前，蒸发技术除了在工业废水处理外，在石油、电子、化工、食品、发酵和制药等行业的工艺流程中也发挥出了越来越重要的作用。同时，基于社会发展对环保、能耗、可循环利用等方面更高的要求，以及相关示范工程的实施，蒸发设备在工业生产流程后端的废水处理（主要为煤化工、石油化工、电厂、印染、造纸等高含盐废水）、城市生活垃圾渗漏液处理的应用逐步增多，成为环保成套处理工艺技术的一个重要环节。
参考文献：
[1]郝燕飞，我国水资源短缺现状及节水措施[J]，水利水电工程造价，2011，10(10) : 65~67
[2]沈成文，齐国艳，周慧民，工业废水等有机污染物污染所致危害分析[J]，《中国实用医药》，2010，05(28): 264~265
[3]崔凤霞，李荣，陈玮娜，工业废水零排放技术进展[J]，环境科学导刊，2016，35(s1): 135~139
[4]夏清，陈常贵，姚玉英，化工原理, 天津: 天津大学出版社, 2001
[5]南明辉，污水蒸发器的选择和改进[J]，《化工管理》, 2014(9): 95~95
[6]田兴凯，房玉强，提高强制循环蒸发器蒸发效率的技术改进[J]，《有色设备》, 2011(4): 27~29
[7]巢建伟，列文蒸发器加热室结构设计和强度校核[J]，《常州大学学报(自然科学版)》, 2007, 19(3): 40~43
[8]张琳，刘瑞利，许一帆，升膜蒸发器管内传热性能的实验研究[J]，《现代化工》, 2016(2): 148~151
[9]张猛，周帼彦，朱冬生，降膜蒸发器的研究进展[J]，《流体机械》, 2012, 40(6): 82~86
[10]肖刚，李明春，骆仲泱，一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置[P]，中国：CN201420726975.8
[11]瞿瑞，张占梅，付婷，MVR法处理含盐废水中试研究[J]，环境工程学报，2016，10(7): 3671~3676
[12]吴礼云等，低温多效海水淡化技术在钢铁企业煤气和蒸汽“零”排放中的应用[J]，中国钢铁业增刊, 2014: 36-39
[13]GU Chengzhen, HONG Housheng, ZHANG Zhiqiang, YAN Xu,Experimental study of mechanical vapor recompression of heat pump driven by roots compressor[J], Chemical Industry and Engineering Progress, 2015, 34(6): 1602~1606
[14]王德龙等，蒸发脱盐技术在工业废水中的应用及发展方向[J]，《广东化工》, 2013, 40(18): 105~106
江苏赛格尔环保工程有限公司专业从事MVR蒸发器、罗茨、离心蒸气压缩机等核心成套设备的研发、设计、制造。集聚了在节能环保蒸发器领域的专家和科技人才，组成了MVR高效节能蒸发器及蒸汽压缩机的设计和制造精英团队，致力于成为一流的蒸发浓缩结晶的工艺设计者，设备制造者，运行管理服务提供者，节能技术领跑者。公司致力于高浓度高盐废水处理及资源化利用，立志成为该领域的先锋。公司开发的MVR蒸发器具有应用领域宽广、高效节能、全自动无人值守和组态实时监控等特点，可广泛应用在环保、制糖、制药、化工、食品、等节能减排和环境保护领域，为企业和城市环境提供了真正实现“零排放”的全套技术解决方案。 ※公司愿景 永恒节能，永恒环保。 ※公司理念 责任：对社会负责、对企业负责、对客户负责、对员工负责。 创新：持续不断地进行技术创新、经营创新、管理创新。 精神：认真负责、追求卓越。 ※公司目标 打造卓越品质，成就行业品牌。 三、MVR工艺介绍
1、MVR原理 MVR是蒸汽机械再压缩技术，（mechanical vapor recompression ）的简称。MVR 蒸发器是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。 MVR其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利用，回收潜热，提高热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，可使用离心式压缩机、罗茨式压缩机。这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。蒸发设备紧凑占地面积小所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，，场地不够的现有工厂供水能力不足，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。 2、MVR工艺流程 系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，结构简单，操作维护方便。 3、MVR技术特点 ※MVR节能蒸发器仅需要极少量生蒸汽，极大地降低企业运行成本，减
探析工业废水零排放 发表时间：2018-05-24T15:31:35.840Z 来源：《防护工程》2018年第2期作者：张玉斌 [导读] 国家要大力支持零排放项目的实施，要对更多工业企业项目做零排放的试验和实施标准，只有这样零排放才能在我国越来越多的企业实行。 知和环保科技有限公司河南省郑州市 450001 摘要：国家对工业废水排放的标准要求越来越高，不管是正在发展的中小型企业还是资金雄厚的国有大型企业对工业废水的处理水平要求更高。现在水处理行业的必然趋势是精细化的生产方式取代原有的粗放扩张的生产方式。全国产生了很多工业废水“零排放”技术，我国首例零排放项目是广东河源电厂的废水零排放工程，还有鹤煤热电厂废水零排放工程，三水恒益发电厂零排放项目等等，专家结合国外大量相关项目的实施进行调研，经过自己不断试验和努力终于建成国内几个电厂废水零排放工程项目，对我国环境保护起到了积极的作用。关键词：工业废水；零排放；要点分析 对工业废水污染问题进行防治，对提高社会综合发展效率具有重要意义。需要明确污染问题发生原因，有针对性的采取措施进行优化，完善管理制度，并明确经济责任单位，提高企业与民众废水管理意识，遏制随意排放废水情况的发生。从整体上来看，工业废水排放总量在逐渐减少，但是却依然存在比较严重的环境污染问题，还需要从技术角度出发，提高此方面重视，做好防治措施研究，争取从根本上改善废水污染问题。鉴于此，本文主要分析工业废水的污染现状及防治。 1 工业废水中的主要污染物及其危害 废水中污染物种类较多。根据废水对环境污染所造成危害的不同，大致可划分为固体污染物、需氧污染物、有机污染物、油类污染物、有毒污染物、生物污染物、酸碱污染物、营养性污染物、感官污染物和热污染等。固体污染物以悬浮物、胶状物和溶解固形物三种形态存在于水中。固体悬浮物的危害：当水被悬浮物污染，再大量排入自然界水体，将造成水体混浊，颜色改变。会自行沉降的悬浮物沉于水体底部，会危害水底栖生物的繁殖，影响渔业生产；沉积于灌溉的农田，会堵塞土壤空隙，不利于农作物生长；淤积严重，还会堵塞水道。废水中凡是能通过生物化学或化学作用而消耗水中溶解氧的物质，统称为需氧污染物。绝大多数需氧污染物都是有机物质，无机物仅有Fe、Fe2+、S2-、CN-等。因此，一般情况下，需氧污染物专指有机污染物。油类污染物主要是“石油类”和“动植物油类”有机化合物。废水中能对生物体引起毒性反应的化学物质都是有毒污染物。营养性污染物，废水中含氮、磷是植物和微生物的主要营养物质。如果这些营养性物质大量进入湖泊、江、海等水体，氮、磷浓度分别超过0.2mg/L和0.02mg/L时，就会引起水体富营养化，藻类和浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，导致鱼类和其他生物大量突然死亡。 2 废水的处理方法 2.1 化学处理法 化学处理法是向废水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收废水中的污染物质。通常情况下，化学处理法也有很多，例如中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝、焚烧等等。其中中和适用于酸性、碱性废水的处理。而化学沉淀法主要适用于废水中的重金属离子的去除。目前，化学处理法是处理废水较为有效的方法。这种方法可以将废水中的非金属污染物和重金属离子除去。 2.2 物理处理法 物理处理法是通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的悬浮状态污染物质。目前，我国化工企业常用的物理处理污水的方法有很多，例如格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等等。其中格栅主要是用于去除会阻塞或者卡住泵、阀及其他机械设备的大颗粒物，而过滤法则是适用于混凝或生物处理后低浓度悬浮物处理的一种方式，多用于废水的深度处理，包括中水处理。 2.3 物理化学法 物理化学法是废水处理方法中的一种，是利用运用物理和化学的综合作用去除废水中的污染物质，使废水得到净化的方法。通常情况下，物理化学处理法也有很多，例如混凝、吸附、气浮、离子交换、膜分离、萃取、汽提、吹脱、蒸发、结晶、焚烧等等。其中气浮法适用于去除废水中密度小于1kg/L的悬浮物、油类和脂肪。而混凝法可用于废水的预处理、中间处理或最终处理，可去除废水中的胶体及悬浮物，适用于废水的破乳、除油和污泥浓缩。 3 废水零排放的关键技术 3.1 循环冷却水的极限浓缩倍率技术 循环冷却系统中浓缩排污水量一定要控制在80~90m3/h这样才能达到水量平衡的效果，根据浓缩排污水量可以推出浓缩倍率在10左右。要做高浓缩倍率的模拟试验，找到合理的药品、严控循环水的水质指标，减少结垢和腐蚀的产生。根据相关试验结果，合理挑选药剂、调节合理的循环水浊度下，当加药浓度到达某个值的时候，其循环冷却水系统的浓缩倍率（以氯离子或碱度计）控制在10.5以下，可以控制其结垢和腐蚀。河源电厂的环冷却水系统设计了旁流安装过滤装置；旁流过滤器的容量跟冷却塔补水的水质以及冷却塔周围的空气质量有关；旁流过滤器的反洗废水中含有很多悬浮物的污染物，盐含量跟循环水水质相当，然后到电厂工业废水的处理系统进行处理。在循环水系统中加入杀菌剂、缓蚀剂与阻垢剂，生产中时刻监测药品浓度和水质的指标，药品浓度要高于标准值，严格控制水质指标的范围。如果循环水的盐度、硬度、硅含量或者氯离子含量与标准值比较接近，可以将处理后的水输送到水池中重复使用，补充缺少的水量来保证循环系统没有结垢和腐蚀。 3.2 结晶盐和废水污泥的综合利用 经过处理后的结晶盐与废水污泥若不经过处理，遇水后仍能对环境造成严重的。为避免这个情况的发生，可以将结晶盐和废水污泥制成产品加以使用是最好的解决方案。经过试验，水泥、石灰等一些固化料和污泥按一定比例混合时制作成污泥，可以达到砖的行业标准；污泥砖经过浸水的试验没有金属析出，可以达到环保的要求。污泥盐分的含量较高，因此污泥砖只能在公园路面、围墙等建设使用，不能在房屋建筑中使用。结晶盐也可以提炼纯度高的产品，根据不同盐分的特点，增加结晶盐NaCl的含量比重，提取的结晶盐符合二级工业盐标准（GB/T5462-2003），可以在作印染等行业中使用。 3.3 对工业废水进行分类收集处理 分类收集处理工业废水即是指根据不同工业废水其不同水质特点对其进行分类收集，然后针对不同类别的工业废水分别采取有针对性
工业废水零排放低温蒸发技术 工业废水野零排放冶对国家能源安全战略及可持续发展均有重要影响。有担当的企业均以其作为发展目标，但受管理、技术、资金水平限制，我国目前距真正实现野零排放冶还有不小差距，需进一步提升工业水处理管理品质，优化工业水水量平衡及分质回用，有效降低各环节水处理技术使用成本。 目前，作为野零排放冶工作中末端处理的蒸发结晶工艺，因其高成本一直制约着工业废水野零排放冶的发展。因此，较传统蒸发技术运行成本更低的低温蒸发，应用越来越广泛。低温蒸发是指运行温度低于70℃的蒸发工艺，但按照操作压力不同，分为低温减压蒸发和低温常压蒸发。 一、低温减压蒸发 通过借助真空设备降低系统压力，实现低温蒸发。常见工艺有低温多效蒸发渊LT-MED 冤和机械蒸汽再压缩渊MVR冤两种。 1.1 低温多效蒸发(LT-MED) 将一系列降膜蒸发于40℃至70℃的温差范围内串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次蒸发冷凝。其能源来自蒸汽，工艺成熟，效数与除盐效果正相关，与成本负相关。 1.2 机器蒸汽再压缩技术(MVR) 通过蒸汽压缩机做功重新利用自身产生的二次蒸汽能量，进行蒸发冷凝。其能源主要来自电力，设备可小型化，配套的公用工程及工程总投资较LT-MED少，运行平稳，自动化程度高，且可在40℃以下蒸发，尤其适合含热敏性物料的工业废水。 1.3 应用现状 LT-MED常用于海水淡化领域，运行成本90%以上来自于蒸汽热源。厂区中如有大量廉价余热，一般多用LT-MED。周姣研究了LT-MED应用于电厂脱硫废水处理及回用时，产盐品质难以达到工业盐品质要求，由于脱硫废水的水质，设备依然存在腐蚀结垢问题。唐刚等研究了LTMED应用于矿井高盐废水处理，发现多效竖管和多效水平管降膜蒸发系统耦合，可以降低总处理成本。于永辉对应用于稠油污水深度处理回用热采锅炉，进行了中试研究，发现将气浮-过滤和LT-MED组合，处理高含盐高硬度稠油污水并回用是可行的，吨成本8元。何海将LT-MED应用于高含硫气田废水处理，通过合理规划结合其它水处理工艺实现零排放 MVR由于可达到更低的运行温度，常用于成分复杂，含有挥发成分的高盐废水处理中。左名景等将MVR技术用于煤化工高盐废水零排放进行了中试研究，结果表明该方法可最大限度地回收了淡水，出水TDS达到81mg/L，可回用从而达到废水零排放。运行成本约为20元/吨。吴佩熹等对MVR联合臭氧催化氧化实现了精细化工污水零排放。 二、低温常压蒸发 2.1 气液交互技术(GaLiCos) GaLiCos是近年来应用的低温蒸发技术，是指在密闭容器内模拟自然气象中的水蒸发及降雨循环，用空调制冷系统制造冷空气，与加温液体进行能量交互，通过开孔弧度控制和特殊板面加工，实现多层微米级交互面，增大蒸发效率，其能源主要来自电力，可采用塑料材质，耐腐蚀。 2.2 应用现状 该工艺常见单效处理，目前已应用于染料、石油化工、精细化工、制药等多各领域。张传可等对单效低温蒸发处理稀酸废水进行了中试，所产浓缩稀酸回用于生产，冷凝出水TDS 小于200mg/L回用于循环水，实现废水零排放。WillemVriesendorp等介绍了低温常压蒸发技已应用于多领域工业废水处理中，大幅降低能耗，减少系统结垢。
MVR蒸发器工艺操作规程 第一部分原理 MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。 效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。 产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。 设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。 产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。 产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成 第二部分工艺流程说明 1、物料走向 ①进料：上游工艺产生的硫酸钠原液送至本系统原料缓冲罐T01中， 由进料泵P01打入蒸发系统。5t/h 25℃5%的硫酸钠溶液从原料缓冲罐T01出来，由进料泵P01打入板式换热器，硫酸钠溶液在蒸馏水板换HE01和鲜蒸汽板换HE02内分别与系统产生的3.5t/h
工业废水零排放工程设计方案 第一章概述 一、工程概况 中铝瑞闽铝板带有限公司是中国铝业公司控股的一家以生产优质铝板带材为主的现代化铝加工企业，按中铝集团节能减排的目标与要求，要求所属企业2008年全部实现工业废水零排放，实现工业废水的零排放，对公司内的生产废水和生产污水进行集中处理，达到回用水标准后作为景观用水、循环水补充水、道路清洗、绿化用水、车辆冲洗用水等杂用水或其他用水，为创建国家环保友好企业目标而努力。二、设计依据 1）《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月) 2）《中华人民共和国水污染防治法》(1996年5月修正) 3）《给排水构筑物施工及验收规范》（GBJ125-1989） 4）《室外排水设计规范》（GBJ14-1987） 5）《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-1997） 6）《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-1984） 7）《给水排水标准规范实施手册》（GB17-1988） 8）《低压电器设计规范》（GB50054-1995） 9）《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 10）《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》GB/T18920-2002 11）《污水再生利用工程设计规范》GB/T18920-2002 12）中铝瑞闽铝板带有限公司提供的设计资料 三、设计范围 1、本方案设计范围从中水站拦污渠进水口起至回用水池止。 2、本方案设计内容包括处理工艺、设备选型、土建、电力、仪表及工程概算。 四、设计原则 1、采用先进可靠的处理工艺，确保处理出水的各项指标达到回用水水质标准。 2、中水处理设施力求占地面积小，工程投资省，运行能耗低，处理费用少，劳动强度低。 3、选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备及性能优异、价格适宜的专用设备，
有数据显示，高盐废水产生量约占总废水量的5%，且每年仍以2%的速度增长，我国很多工业面临的问题。针对这一情况，有业内人士指出，综合利用成解决高盐废水处理瓶颈的重要路径。 随着环保政策不断趋严，水处理行业逐渐从"总量控 制"走向"质量控制"。 在这个过程中，高盐废水这一多个行业面临的共性 难题被提上日程中来。 高盐废水是其中一种比较常见的，它是指废水中含 有有机物且总溶解固体高于3.5%的废水。数据显 示，我国每年产生高盐废水超过3亿立方米，产生 量约占总废水量的5%，且每年仍以2%的速度增长。 来源广泛是高盐废水排放量大的主要原因之一。工 业规模的逐渐壮大，使工业污水处理的种类和排放 量迅速增加，石油化工、纺织印染、制药工程等领 域会排放高盐废水。除此之外，海水、生活污水和 地下水等也是高盐废水的几大来源。
这加大了污水处理的难度。目前我国研究和常用的高盐废水方法有蒸发法、电解法、膜分离法、焚烧法和生物法等，但面对水资源紧缺的现状，业内人士普遍认为，综合利用是解决高盐废水瓶颈的重要路径。 有专家表示，"从资源利用的角度来看，高盐废水处理要开发低成本工艺技术，实现高价元素回收、低价元素的转化的高值化利用，从而实现高盐废水的近零排放，实现资源利用与环境治理的双赢。" 资料显示，"废水零排放"是指工业废水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。 但由于废水零排放项目投资和运行成本较高，导致只有少数企业引入了废水零排放相关技术，大多数企业还处于观望阶段。有先试先行的企业实践表明高含盐废水实现近零排放后，预计年节水量可达288万立方米。
废水零排放浅谈 中国石化 北京化工研究院环保所－刘正 [摘要] 对废水零排放进行了解释和说明，提出了废水零排放的主要考核内容，介绍了废水零排放的主要技术，并通过工程实例进行了技术及经济分析。同时也提出废水零排放不仅在末端，要从生产的全过程控制，在进行水平衡时应进行盐分析。 [关键词]废水零排放；水平衡；盐分析；膜分离技术；蒸发浓缩 所谓“零排放”意指在生产过程中所有的原料被完全利用，全部转换为产品，或完全循环至下一生产过程中去，不向自然界排出任何废弃物。在化工行业，纯粹的零排放意味着所有的反应物全部转化为产品、所有的催化剂被再次利用、整个生产过程中没有废物排出。这仅仅是指主要生产过程中的“零排放”，辅助生产（如蒸汽、循环水等）和附属生产过程中仍不可能达到“零排放”。因此，在实际的生产过程中，完全的“零排放”是不可能的，对于“零排放”的界定尚存在一定的分歧，并有了各种“零排放”定义和限定，通常“零排放”三个字也加上引号。 随着我国经济的发展和水污染的加剧，加重了水资源紧张的局面。废水排放标准的不断从严和执法力度的加大，使个别难处理达标的废水和位于水体污染敏感地区的企业不得不考虑企业废水的零排放。各种各样的废水零排放技术也随之产生，并能使各种各样的废水达到不同程度的零排放。 本文针对废水的零排放提出个人见解，供同行参考。 1 废水零排放的定义 在GB/T 21534—2008《工业用水节水术语》中有如下术语解释： 3.23 工业污水 industrial sewage——生产过程和生产活动中使用过、且被污染的水的总称。 3.24工业废水 industrial wastewater——生产过程中使用过，在质量上已不符合生产工艺要求，对该过程无进一步利用价值的水。（也就是说，企业在生产过程中的所有外排水均为工业废水。） 3.25 工业排水 industrial drainage——完成生产过程和生产活动之后排出生产系统或企业之外的水。 6.21 零排放 zero emission——企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排。（笔者认为可以理解为工业废水浓缩为固体或浓缩液，外送作为固废处置，不再以废水的形式外排。）1970年美国国家污染物排放清除法案（NPDES）首先对特定地区的零排放提出明确规定和要求。美国电力研究院（EPRI）进一步对电厂废水零排放定义为：电厂不向地面水域排放任何形式的水（排出或渗出），所有离开电厂的水都是以湿气形式或是固化在灰或渣中。可以理解为少量的废水在灰或渣中带出企业，作为固废一并处置，又称之为“液体零排放”。 企业为了达到不可能的废水零排放，在零排放前加上各种各样的解释，如废水排放口零排放、一次废水零排放、循环水排污零排放、反渗透（RO）浓水零排放、高浓废水零排放等，甚至提出准零排放的概念，意味着企业将某些单股废水做到零排放，同时减少了企业外排废水中的污染物总量，如高浓废水零排放是减少了企业废水中有机物的排放，循环水排污零排放和RO浓水零排放是减少了企业废水中有机物和盐的排放。企业的某种废水及污染物以浓缩液或固废的形式外排进行处置，虽然污染物并没有达到真正的零排放，但达到了废水零排放。 2 废水零排放 由于我国水污染加剧和水资源紧张，部分地区颁布了更加严格的废水排放标准，部分水污染严重的敏感地区甚至不允许企业的废水排放到水体。部分地区的废水排放标准见表1。 表1 部分地区的废水排放标准 标准下限值，mg/L 部分地方标准标准号 COD TN Cl-氨氮 陕西省地方标准（黄河流域（陕西段）污水综DB 61/224—20115020
蒸发器在工业废水零排放上的应用 王莉莉，田旭峰，赵利鑫 （合众高科（北京）环保技术股份有限公司） 摘要：我国水资源污染和短缺问题日益凸显，而工业用水在整个水资源消耗中所占比例重大。工业废水零排放是实现水资源循环利用和保障我们经济社会可持续发展的重要举措，因而对工业废水零排放技术进行研究和发展具有重要意义，本文对蒸发器在工业废水零排放上的应用进行论述，介绍了蒸发器的种类和工作原理，着重对工业废水零排放上应用最为广泛的械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器（MVR）和低温多效蒸发器（MED）进行了阐述和对比，最后对工业废水零排放的蒸发器发展现状和趋势进行了展望。 关键词：蒸发器；工业废水；零排放；械蒸汽压缩再循环降膜蒸发器（MVR）；低温多效蒸发器（MED） 一、概述 近年来，我们水资源短缺和环境污染问题日益严重。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全[1]。工业废水排放的危害，一是重金属等难以降解的有毒有害物质随着污水进入土壤不断富集，造成农田的重金属超标（据罗锡文院士称：我国已有3亿亩耕地受到重金属污染），将会危及我们的食品安全；二是污水处理厂的污泥受工业污水影响有害物质超标，不能被用作肥料回归土地，影响氮、磷等物质的循环；三是大量工业用水造成了水资源的消耗和浪费[2]。如何将工业废水达标或减少排放，并尽最大可能地实现水资源循环利用，成为困扰着工业企业一大难题。因此，在我国大力提倡水资源节约利用和环境保护的大环境下，工业废水零排放应运而生。 工业废水零排放是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂，水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料[3]。也就是说，从废水中完全回收水资源，变液态废弃物为固态资源再利用，实现对水等不可再生资源的可持续利用。工业废水零排放是保护地球环
MVR蒸发器工艺介绍[最新] MVR蒸发结晶器 一、MVR工艺介绍 1、MVR原理 MVR是蒸汽机械再压缩技术，(mechanical vapor recompression )的简称。MVR蒸发器是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。 MVR其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利用，回收潜热，提高热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，可使用离心式压缩机、罗茨式压缩机。这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。蒸发设备紧凑占地面积小所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，，场地不够的现有工厂供水能力不足，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。 2、MVR工艺流程 系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，结构简单，操作维护方便。
3、MVR技术特点 ※MVR节能蒸发器仅需要极少量生蒸汽，极大地降低企业运行成本，减少 环境污染。没有废热蒸汽排放，节能效果十分显著。 ※由于采用压缩机提供热源，和传统蒸发器相比，温差小得多，能够达到温和蒸发，极大地提高产品质量、降低结垢。 ※无需冷凝器，结构与流程非常简单，全自动操作，可连续运行，安全可靠。 ※设备内配CIP清洗管路，可实现就地清洗，整套设备操作方便，无死角。没有废热蒸汽排放，节能效果十分显著 ※该蒸发器是物料在低温、且不产生泡沫的状态下进行蒸发，料液均匀，不跑料，不易结焦。 ※采用低温负压蒸发(32-85?)，有利于防止被蒸发物料的高温变性。 ※凡单效及多效蒸发器适用的物料，均适合采用MVR蒸发器，在技术上具有完全可替代性，并具有更优良的环保与节能特性。 二、MVR经济和社会效益
工业废水处理的十大难题 编者按 曾有舆论认为，世界上最难处理的工业废水在中国，这个说法虽然偏颇，但不无道理，改革开放30年来，我国工业以密集、高速态势发展，发达国家产业转移之潮同时也降临中国，工业产生的三废问题挤压着本就脆弱的生态环境，工业废水到底该怎么治理，目前面临哪些难题？我们邀请专业人士总结了多位工业废水领域专家、企业家的观点和思考，对工业废水治理的技术发展方向、商业模式等进行了探讨。 由于工业废水中污染物的特性，近年来发生的比较严重的污染事故几乎都和工业废水有关。相关污染事件中，有事故、有偷排、有治理不当，和工业企业本身关系很大，这些事件几乎是工业废水处理现状的缩影，事件发生后处理也十分困难。那么，引发事故的原因是什么呢？ 工业废水处理的十大难题 调查中笔者发现，工业废水处理的困难既有技术方面的原因也有市场方面的原因，还有宏观环境和管理的。主要问题如下: 第一，工业废水处理技术特别复杂。对治理工艺的选择要考虑很多方面，包括污染企业的生产工艺。工业废水的处理工艺复杂，有些企业投资不够，没有处理好废水；有些企业投资够了，却由于后期管理不善导致出水不达标，也不能实现预期效果。工业废水成分复杂，不像市政污水污染物单一，技术相对简单。 第二，工业废水处理技术水平有限。从目前掌握的技术水平看，国内很多工业废水的处理在理论上是达不到标准的，也许检查时能应对，但是不能达到真正的长期稳定运行。如制药废水、味精废水等，处理难度很大，现有的技术水准还有待提高。 第三，我国经济还不是很发达，不仅废水难处理，对经济贡献大的高产污企业还会继续存在。就制药行业来说，我国很多制药厂是初级制药，产污量很大。国外药厂把这些初级产品买走做一些化学加工以提高药效，这时的产污量比较少，产生的价值更多。但是，我国的制药生产技术没那么发达，只能“干笨活”，不仅附加值有限，还造成了环境的污染。 第四，工业园区废水处理问题。工业园区本意是将工业废水集中处理，但是现实运作中又造成了新的问题。工业废水都集中到一起后，末端建有公共的集中式污水处理厂，每个工厂的废水要处理到一定程度才能进入污水处理厂。后果是容易处理的污染物质工厂自行处理了，到了末端的污染物质大部分都是难以处理的，最终导致污水处理厂运行负荷非
废水零排放技术RCC 一、零排放的定义 所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。 废水“零排放”是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。 二、国内现有实现废水“零排放”的手段 目前国内广泛使用的工业废水处理技术主要包括RO（反渗透膜双膜法）和EDR技术他们的主要材料是纳米级的反渗透膜，而这种技术的作用对象是离子（重金属离子）和分子量在几百以上的有机物。其工作原理是在一定压力条件下，H2o可以通过RO渗透膜，而溶解在水中的无机物，重金属离子，大分子有机物，胶体，细菌和病毒则无法通过渗透膜。从而可以将渗透的纯水与含有高浓度有害物质的废水分离开来。但是使用这种技术我们只能得到60%左右的纯水，而剩余的含高浓度有害物质的废水最终避免不了排放到环境的结局，而这些高浓度的重金属离子和无机物对我们的环境是极其有害的。 三、RCC技术 CC技术，能真正达到工业废水“零排放”，RCC的核心技术为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”及“晶种法技术”、“混合盐结晶技术” （一）机械蒸汽再压缩循环蒸发技术 1、机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理 所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。根据这种原理，用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。 蒸发器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量，可以按装多台蒸发器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时，也称为卤水浓缩器(Brine Concentrator)。 2、卤水浓缩器构造及工艺流程 （1）待处理卤水进入贮存箱，在箱里把卤水的PH值调整到5.5-6.0之间，为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把温度升至沸点。 （2）加热后的卤水经过除气器，清除水里的不溶所体，如氧所和二氧化碳。（3）新进卤水进入深缩器底槽，与在浓缩器内部循环的卤水混合，然后被泵到换热器管束顶部水箱。
mvr蒸发器的工艺 Mvr蒸发器工艺不是固定的，随着物料的改变工艺也会不一样。这里我分析从mvr蒸发器系统物料的进入到结晶出来的整个工艺。主要从mvr蒸发器适用于哪种类型的物料、物料如何影响工艺流程、物料的工艺路线. 首先我讲下mvr蒸发器系统一般有的设备，原料泵、板换、列管式换热器、降膜换热器、降膜循环泵、分离器、强制循环换热器、汽液分离器、强制循环泵、压缩机、旋液器、晶浆罐、晶浆泵、离心机、母液泵、冷凝水泵。这是典型降膜+mvr强制循环蒸发浓缩的设备，没有结晶。下面是一个基本原理图。接下来我从几方面分析mvr蒸发器的工艺。 Mvr蒸发器适用的物料 排除不适用的，那么就是适用的了。Mvr蒸发器对于进料有一定的要求，如果是氯化钙，氯化镁，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙，硝酸铵，硝酸钠，碳酸
钾等这些物质，mvr蒸发器是不适用的，因为这些物质的温升太大，压缩机达不 到。另外，如果物料中含有钙镁物质需要加入阻垢剂或者用强制循环，让晶体在 溶液中不粘附在内壁。 物料如何影响工艺流程 mvr蒸发器对于进料的要知道几个数据，物料的主要成份，进料浓度TS， 进料温度，进料量。这几个量，对于工艺的选择和设备的选型非常重要。TS＜5%，RO+mvr蒸发系统更经济实惠。当然，mvr对于出来的冷凝水氨氮的要求是 ＜50，cod＜100，如果比较高，那就先进行预处理之后再蒸发结晶。如果含有钙 镁，使用除钙镁技术，或者用降膜+mvr强制循环，使其结晶在溶液中，不粘附 在管壁，防止结垢降低传热效率和堵塞管道。如果有泡沫之类的表面处理剂，就 要加入消泡剂。 物料的工艺路线 原料罐冷凝水预热器蒸汽预热器降膜换热器分离器强制循环换热器分离器出料 其中，多个环节需要用到泵和流量计和传感器，因为最后整个系统的控制是 通过PLC达到自动控制。冷凝水是高温蒸汽换热后的水，通过板换把物料预热 到一定程度。蒸汽换热器是强制循环出来的高温不凝气，通过列管式换热器达到 预热的作用。降膜换热之后，物料大部分的水分被蒸发，在强制循环达到出料标 准然后排出。 作者:广州心德
火力发电厂工业废水零排放工艺技术 当前我国社会主义现代化建设中面临着较为严峻的水资源短缺问题，为了能最大程度节约水资源，国家对各企业工业废水处理提出了更多更高的要求，在此发展背景下，各企业逐步开始提出和实施工业废水零排放管理理念，旨在促进企业合理利用和分配水资源，对各用水环节进行管理和优化，提高用水效率，减少水资源浪费。在工业废水处理中全面践行零排放管理理念，能有效优化传统废水处理中粗放式的用水模式，实现废水资源高效化治理和合理利用。随着这一理念在各个企业不断的推广和应用，将对我国环境保护发展具有较大的推动作用。 一、零排放理念相关概述 零排放理念诞生对我国废水处理技术全面发展具有良好的指导作用，零排放即应用先进的技术手段对企业生产过程中产生的诸多废水进行进一步处理，促使处理以后的资源能再次用于到其他工业生产环节中。比如发电厂在生产过程中，可能会产生高盐度的浓水、高浊度的废水、低盐度低浊度的锅炉排污水等，实际排放量较大，很多废水进行简单处理达标后就直接进行排放，不能进行重复利用，水资源浪费严重。 虽然现阶段国家对工业废水零排放没有强制性的要求，各企业的排污口也没有在线监测仪表，对企业工业废水排放情况进行监督和管理，处罚和监管力度较低，但随着国家环保政策的日益严格，如何在满足国家环保政策的前提下，合理利用和优化水资源，使工业废水能够达标排放和零排放，将逐渐成为企业发展中的重要组成部分。 二、基于零排放理念的火电厂工业废水处理技术进展探析 (1)电厂各种工业废水的来源 ①为了保证热力系统中饱和蒸汽和过热蒸汽、炉水的品质，需要对锅炉炉水进行定期和连续排污，定期排污排污率约为锅炉额定蒸发量的2%，连续排污排污率约为锅炉额定蒸发量的2%，此部分废水为低含盐量，低浊度的优质废水。 ②为了满足锅炉运行需求，需要制备高品质的除盐水作为锅炉的补给水，在制备锅炉补给水的过程中，会产生浊度非常高的过滤器反洗水、产生酸碱废水、产生高浓度盐水，此部分水水质较差，约占电厂制备除盐水量的30%-40%。 ③为了确保锅炉和汽轮机在生产过程中的传热要求，很多电厂都配备有内冷水系统、循环水系统，为了保证内冷水和循环水的品质达标，必须要求有一定的排污量，排污量约占循环水量的0.2%-0.5%。 ④电厂脱硫废水，高含盐量、高浊度，不同炉型、不同脱硫方式而确定。 ⑤其它冲灰等工业废水。 ⑵电厂工业废水的处理方向如何合理处理电厂上述类型的工业废水，优化用水环节，达到所有工业废水重复利用，不外排，本文提出了以下处理工艺和方法。 针对电厂所有工业废水构成复杂，成分偏差较大的特点，除脱硫废水水质太差，必须单独处理外，可以在设计过程中，增设工业废水调节池，将上述提到的锅炉排污水、汽机系统无压放水、水处理浓盐水、酸碱废水、循环水排污水进行混合，混合后进行处理，处理工艺流程可分为以下几步程序： ①对混合水进行初步澄清和预脱盐处理，处理工艺如下： 初步澄清一过滤一预脱盐。 初步澄清和过滤的目的主要是为了有效去除水中的悬浮物，降低浊度，调节水中的酸碱度，在设备选择中，可选用一体化澄清池、超滤、压力式过滤器(内装滤料活性炭)、纤维过滤器等过滤系统和设备。 预脱盐设备目的是去除水中的溶解固形物即水中的盐分，工业废水脱盐后，一部分淡水
MVR蒸发器工艺操 作规程
MVR蒸发器工艺操作规程 第一部分原理 MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同 时，产品在离开效体后经过效体下部的真空泵将产品经过效体外部管路抽到效体上部再次经过效体，然后经过这种重复经过效体以达到所需浓度。 效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，经过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。 产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起经过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽经过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽经过管路汇合一次蒸汽再次经过效体。 设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，因此设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。
产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。 产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成 第二部分工艺流程说明 1、物料走向 ①进料：上游工艺产生的硫酸钠原液送至本系统原料缓冲罐 T01中，由进料泵P01打入蒸发系统。5t/h 25℃ 5%的硫酸钠溶液从原料缓冲罐T01出来，由进料泵P01打入板式换热器，硫酸钠溶液在蒸馏水板换HE01和鲜蒸汽板换HE02内分别与系统产生的3.5t/h 102℃的蒸馏水和200kg/h 120℃的鲜蒸汽进行换热，温度达到92℃后，进入降膜换热器HE03进行蒸发浓缩。 ②蒸发时，5t/h的进料液在一体式二效降膜蒸发器HE03内与 经压缩机升温升压后的二次蒸汽换热，进行蒸发浓缩，物料经过降膜循环泵P03、P04打循环，蒸发的蒸汽在分离器SE01内气液分离后进入压缩机C01升温升压；分离后的浓缩液进入分离器底部，一部分进入降膜蒸发器底部储液段打循环，一部分经过二效转料阀转去强制循环蒸发器继续蒸发浓缩。经过降膜蒸发器的蒸发浓缩，溶液中硫酸钠浓度由5%浓缩到25.8%。③含硫酸钠25.8%物料在强制循环蒸发器HE04内与经压缩机 升温升压后的二次蒸汽换热，继续蒸发浓缩，然后进入结晶分
火电厂废水近零排放技术 1、实现近零排放的关键 火电厂实现近零排放是将所有废水重复利用后，形成终极废水进行处理，即脱硫废水。火电厂废水按照不同来源，主要分为生产废水、生活污水以及冷却水排水。其中，生产废水包括化学再生废水、脱硫废水、含油废水、含煤废水、排泥废水、除灰废水及其他工业废水。各类废水经过重复利用、梯度利用、回用等方式再次利用，最终形成高含盐量的废水，并经脱硫装置使用形成脱硫废水(如循环水排水、各种膜法工艺形成的浓水等都可以作为脱硫工艺水)。因此，火电厂废水实现近零排放的关键在于处理脱硫废水。 2、脱硫废水常规工艺 脱硫废水成分复杂，具有高浊度、高盐分、强腐蚀性及易结垢等特点，其中Cl离子浓度超过10000mg/l，pH为4.5~6.5，含有大量亚硝酸盐、悬浮物、重金属离子等。由于水质不同于其他的工业废水，处理难度较大，必须对其进行单独处理。目前大多数老旧电厂采用化学沉淀法处理脱硫废水，主要是通过氧化、中和、沉淀、絮凝等工艺去除脱硫废水中的重金属和悬浮物等污染。 化学沉淀法具有操作简单、运行费用较低的优点，但在实际运行中存在较多问题，如出水中SS和COD指标不达标。此外，在污泥脱水处理中，也存在板框压滤机故障率高、运行维护困难等问题。虽然常规脱硫废水处理工艺可以满足达标排放要求，但无法实现废水近零排放。 3、脱硫废水近零排放处理工艺 截止目前，火电厂脱硫废水处理大致分为3类。 ①经常规处理后，达标排放; ②经常规处理后，进行梯级复用，可用于捞渣机(部分电厂干除渣后已经取消)、干灰拌湿和灰场喷洒，不对外排放; ③深度处理，实现近零排放：当火电厂灰渣综合利用程度较高，干灰渣和灰场不能容纳全部脱硫废水时，通过对脱硫废水进行深度处理，实现废水不外排。目前，主流的脱硫废水深度处理工艺由3个模块构成，即预处理、浓缩和结晶。 3.1 预处理过程 预处理工程主要对脱硫废水进行软化，降低后续工艺结垢风险，可以去除悬浮物、重金属和浊度，对脱硫废水中有机物和氨氮去除效果较差，此过程对药剂的依赖性较强，并随着脱硫废水水质变化，药剂投加量差异很大，对系统运行费用产生直接影响。常用的软化方法包括石灰软化法、纯碱软化法和树脂软化法等，以及上述方法的组合处理工艺。 3.2 浓缩过程 浓缩过程主要由过滤膜实现，经过充分软化处理的废水，含盐量约在30000mg/L~60000mg/L，通过浓缩处理后含盐量提高到200000mg/L，回收约70%~90%的水。常用的过滤膜有微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)和正渗透(FO)。针对不同脱硫废水的水质特点，可用多种膜组合技术来实现废水浓缩。 3.3 结晶过程 结晶过程也可称为固化处理，是近零排放处理工艺的核心模块，结晶过程所得盐分的纯度是由前序工艺(如，汉川项目采用分盐膜将废水中的氯化钠和硫酸钠进行分离，便于后续蒸发结晶获得高纯度的氯化钠工业盐)以及系统总体工艺设计决定。目前，国内外结晶过程的主要工艺包括蒸发结晶、直接烟道蒸发、旁路烟道蒸发等。 3.3.1 蒸发结晶是废水近零排放处理中常用的方法之一，其基本原理为：进入蒸发器的废水通过蒸
中国环保企业排名及中国工业废水治理行业发展现状 当前水处理技术的五大难点和解决之道 国家环境保护技术管理与评估工程技术中心王凯军在今年4月召开的“2015（第九届）环境技术产业论坛”上表示，水十条的发布，为环保产业带来了无限的机会。“最近各界都在讨论环保产业能否成为支柱产业，我个人的结论是认为初见端倪。”同时他指出环保产业成长为支柱产业需要技术创新和商业模式创新，针对水处理领域，他提出了五大技术难点和两个商业模式创新。 一、水处理技术领域五大难点 难点一：工业废水在技术上能否实现真正的零排放。近期多起水污染事件（如内蒙古腾格里事件等）引起关注，都涉及到工业废水零排放问题。王凯军提出“现在工业废水层面，一些行业到了攻坚克难的阶段，要以硬手段对待硬挑战，我们下一步在工业废水肯定要做到零排放。” 怎么实现零排放？王凯军列举了两个案例。北方药业当初也被曝光过，在内蒙采用了MVR加上雾干化和焚烧的技术，效果很好。江苏的王子纸业前几年也被要求关闭，而通过治理之后，采用电驱离子膜的技术，达到了非常好的浓缩效果，之后采用蒸发和结晶达到近零排放。 难点二：工业园区废水达标排放的技术难题。王凯军认为，园区下一步不光是面临量大和难度的问题，同时还有排放标准可能调整的问题，而园区的达标实际上是难降解污水的处理问题，这种情况下臭氧为主体的技术也是非常现实的选择。 难点三：排放标准到质量标准巨大鸿沟跨越之难。效果时代是环境质量要求的时代，城市污水现在已经达到90%以上的处理率，但河道仍然黑臭，王凯军认为主要原因是在质量标准和排放标准上存在鸿沟。怎么来解决？，王凯军介绍了用污水处理概念厂向质量和效果负责的方法。“今年是活性污泥的100年，各个国家现在在活性污泥100年的时候都在考虑下一步的处理技术。我们六个专家一起在变革的前夜提出建设中国污水处理概念厂，实现跨越式发展。” 难点四：面源污染畜禽养殖废水治理之难。城市的小广告是城市的牛皮癣，“个人认为，畜禽养殖的问题是面源污染治理的牛皮癣问题，也非常难”。 难点五：切肤之痛的村镇污水处理之难。农村环境的治理涉及到实现两个一百年目标的