含鹽廢水的常規(guī)處理方法有生物法、離子交換法、膜法和蒸發(fā)法。生化法和離子交換法僅適用于處理特定濃度的含鹽廢水，處理廢水范圍窄，處理不，只能去除部分溶質(zhì)，剩余的廢水不能直接排放，還需要用其他方法進一步處理。膜處理工藝(例如納濾、微濾、超濾、反滲透)含鹽廢水，需要同時加入殺菌劑、還原劑、防腐劑等藥劑，不僅會增加二次污染物，而且系統(tǒng)本身會產(chǎn)生大量更高鹽含量的濃水，膜分離技術(shù)還存在投資成本高等問題。汽化是含鹽廢水經(jīng)外加熱源蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離，達到回收冷凝水、減量化的目的，但該工藝需要外加熱源，能耗較高。但mvr蒸發(fā)技術(shù)不需要外加熱源，有效地利用了物料蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽能量，以其能耗低為優(yōu)點，在含鹽廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。
mvr技術(shù)綜述。
1.1 基礎(chǔ)原理。
mvr是一種機械蒸汽再壓縮技術(shù)(mechanicalvaporrecompression)，是利用蒸發(fā)系統(tǒng)自身產(chǎn)生的二次蒸汽及其能量，將低品位蒸汽通過壓氣機的機械做功提升為高品位蒸汽熱源。這種循環(huán)為蒸發(fā)系統(tǒng)提供熱能，從而減少對外部能源需求的一種節(jié)能技術(shù)。
mvr蒸發(fā)的流程類似于圖1。預熱階段的熱源由蒸汽發(fā)生器提供，直到物料開始蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸汽。材料加熱后產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓蒸汽，在此產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽作為加熱的熱源，蒸發(fā)室中的物料加熱不停地蒸發(fā)，而經(jīng)過壓縮機的高溫高壓蒸汽通過不斷換熱，冷卻變成冷凝水。壓氣機作為整個系統(tǒng)的熱源，實現(xiàn)了從電能到熱能的轉(zhuǎn)換，避免了整個系統(tǒng)對外部蒸汽的依賴和吸收。
江西南城硫酸鈉和硫酸鋰混合溶液mvr蒸發(fā)處理現(xiàn)場·處理量2t/h
1.2 主設(shè)備。
mvr蒸發(fā)系統(tǒng)是由各種設(shè)備串聯(lián)而成的，各設(shè)備之間要在熱力學、傳熱等方面進行巧妙的匹配，使整個系統(tǒng)達到效果。主要設(shè)備有：壓縮機、蒸發(fā)器、換熱器、氣液分離器等。
(1)壓縮機。mvr壓縮機主要有羅茨壓縮機和離心式壓縮機兩種。羅茨鼓風機通常用于壓縮小流量的蒸汽，屬于容積式壓縮機，它的供風量小，溫升大，適合蒸發(fā)量小、沸點高的物料。羅茨壓縮機滾子不宜采用硬度較低的不銹鋼等，一般選用碳鋼、鍍鎳鉻等材料。在羅茨壓縮機中，需要很高的加工精度，以使漏氣率降到可以接受的范圍內(nèi)，從而提高效率。離心壓縮機為壓差式風機，所提供的壓差小，流量大，溫升小，排氣均勾通，無脈動，適于大蒸發(fā)量和沸點升高的物料。在一般情況下，穩(wěn)定性優(yōu)于羅茨壓縮機，但離心式壓縮機有時會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，造成壓縮機不穩(wěn)定。材料上離心式壓縮機可采用超級不銹鋼，設(shè)備抗腐蝕能力大大提高。
(2)蒸發(fā)器。蒸發(fā)操作單元中蒸發(fā)器是一個非常重要的設(shè)備，其類型一般分為升膜蒸發(fā)和降膜蒸發(fā)兩種，主要根據(jù)處理物的特性、耗能情況進行選擇。當前，國內(nèi)主要采用降膜蒸發(fā)方式。降膜蒸發(fā)是在降膜蒸發(fā)器加熱室上的管箱加入溶液，通過布液裝置均勻分布到各個換熱管中，在重力作用、真空誘導和氣流的作用下，形成均勻的膜狀，從上至下流動。
(3)換熱器。mvr熱泵蒸發(fā)工藝所用的熱交換器大多是間壁式換熱器。這種換熱器中的冷熱流體并不直接接觸，而是通過間壁進行熱交換。在生產(chǎn)上常用的間壁換熱器類型有：列管式換熱器、波紋式換熱器、螺旋換熱器。
(4)氣液分離器。氣體分離器是一種提供物料和二次蒸氣分離的場所，其作用是①將霧沫中的溶液聚集成液滴，②從二次蒸汽中分離。這種設(shè)備也叫捕沫器，除沫器。隔板的設(shè)計應(yīng)充分考慮蒸發(fā)量、蒸發(fā)溫度、物料粘度、隔膜液位等因素。
1.3 技術(shù)優(yōu)勢
(1)與傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)相比，mvr系統(tǒng)啟動時只需以蒸汽為熱源，而二次蒸汽產(chǎn)生時系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不需要外部熱源，系統(tǒng)耗能較大的壓縮機和各種泵的能耗，因此節(jié)能效果相當顯著。
(2)mvr蒸發(fā)器系統(tǒng)能耗主要為壓氣機的電耗，運行費用大幅度降低，運營成本低，由于系統(tǒng)不需要工業(yè)蒸汽，安全隱患小，操作簡單。
(3)在相同蒸發(fā)處理條件下，mvr蒸發(fā)器所需占用的空間比傳統(tǒng)多效蒸發(fā)設(shè)備小得多。
利用mvr技術(shù)處理高鹽廢水。
2.1 mvr技術(shù)處理高鹽廢水的研究進展。
mvr可有效去除廢水中的高鹽含量和部分cod，既可作為生化處理的預處理，又可保證水質(zhì)達到達標排放。所以，在化工企業(yè)產(chǎn)生的高鹽廢水處理中，常采用mvr與其它方法形成組合工藝，達到處理高鹽廢水的效果。
采用預處理+催化氧化+強化微生物作用+連續(xù)活性炭吸附再生+碟形反滲透膜+機械蒸汽再壓縮(mvr)+碳濾塔組合工藝處理滲坑廢水。實踐證明，出水水質(zhì)達到了v類水質(zhì)gb3838-2002標準。污水直接運行費用為每m3 57.94元，污泥處理費約為391元/m3。
楊濤等[10]汽提+反滲透膜+mvr組合工藝處理三元前驅(qū)體廢水，采用反滲透膜工藝處理洗滌水、汽提法處理母液和反滲透膜濃縮液、mvr工藝蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鈉，回收廢水中的鈷、鎳、錳金屬、氨水、硫酸鈉、中水和蒸餾水，實現(xiàn)廢水。
周恩普[11]采用混凝沉淀/機械蒸汽再壓縮(mvr)/微電解/芬頓/sbr復合工藝處理精喹禾靈農(nóng)藥廢水，處理規(guī)模120m3/d。生產(chǎn)實踐表明，該工藝運行穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強。進水平均cod、tds、tn和tp濃度分別為45049、56562、137.0和23.1mg/l時，出水濃度分別下降到288、1581、14.0和1.5mg/l，其各項出水指標均達到了《污水綜合排放標準》(gb8978—1996)三級標準。
2.2 mvr技術(shù)處理高鹽廢水存在的問題。
雖然mvr技術(shù)在處理高鹽廢水方面取得了較好的效果，但在運行中仍存在一些技術(shù)問題，影響了其運行效果。
(1）系統(tǒng)結(jié)垢。
換熱器管壁結(jié)垢是造成系統(tǒng)蒸發(fā)效率降低的主要原因之一，其主要原因是加熱熱源為二次蒸汽，結(jié)垢結(jié)焦會使傳熱效果下降，單位時間內(nèi)蒸發(fā)量降低，從而降低了可利用壓縮二次蒸汽量，對生產(chǎn)能力的影響更為顯著[17]。mvr蒸發(fā)器因其特殊性，無法對設(shè)備進行及時清洗是導致生產(chǎn)能力不穩(wěn)定的原因之一。
(2）溫升問題。
mvr系統(tǒng)的溫升問題是影響含鹽廢水處理應(yīng)用中的一個重要因素。mvr技術(shù)在處理高濃度含鹽廢水時，由于mvr濃度高，沸點升大，需要提高蒸汽壓縮機的溫度，從而使沸點升高，這對壓縮機提出了更高的要求，因此對壓縮機提出了更高的要求。調(diào)查顯示使。
(3)mvr在材料物性上的選擇。
因工業(yè)廢水來源不同，需要根據(jù)物料物性來選擇mvr。材料特性分析主要包括：物料含有的成分；物料在蒸發(fā)過程中是否伴有結(jié)晶析出；物料的粘度、比熱、密度、沸點升等。單個材料可以通過查閱相關(guān)表格獲得有關(guān)參數(shù)，但是，工業(yè)高鹽廢水大多是混合料液，其相關(guān)數(shù)據(jù)只能通過模擬估算，因此，準確地分析和計算物料的物性是保證mvr設(shè)備正常工作的關(guān)鍵。結(jié)果表明：[20]對于沸點溫度升高較大的物料，一般采用mvr單效蒸發(fā)法；為了防止物料流速過慢而焦化，對熱敏性物料則要求在蒸發(fā)器內(nèi)停留的時間盡可能短，等等。
廣州邁源科技在板式mvr蒸發(fā)器經(jīng)過多年的技術(shù)積累和項目經(jīng)驗，設(shè)備可以做到5年不減蒸發(fā)量，結(jié)垢周期久，清潔維護簡單。
關(guān)鍵詞：殺菌劑 防腐劑 壓縮機 蒸發(fā)器 換熱器