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，處理不徹底，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(jìn)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(shí)加入殺菌劑、還原劑、防腐劑等藥劑，不僅會(huì)增加二次污染物，而且系統(tǒng)本身會(huì)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(wèn)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(dá)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(diǎn)，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(jī)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(guò)壓氣機(jī)的機(jī)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(duì)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(yù)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(jī)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(guò)壓縮機(jī)的高溫高壓蒸汽通過(guò)不斷換熱，冷卻變成冷凝水。壓氣機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的熱源，實(shí)現(xiàn)了從電能到熱能的轉(zhuǎn)換，避免了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)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(chǎng)·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(xué)、傳熱等方面進(jìn)行巧妙的匹配，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳效果。主要設(shè)備有：壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、換熱器、氣液分離器等。

(1)壓縮機(jī)。MVR壓縮機(jī)主要有羅茨壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)兩種。羅茨鼓風(fēng)機(jī)通常用于壓縮小流量的蒸汽，屬于容積式壓縮機(jī)，它的供風(fēng)量小，溫升大，適合蒸發(fā)量小、沸點(diǎn)高的物料。羅茨壓縮機(jī)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(jī)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(jī)為壓差式風(fēng)機(jī)，所提供的壓差小，流量大，溫升小，排氣均勾通，無(wú)脈動(dòng)，適于大蒸發(fā)量和沸點(diǎn)升高的物料。在一般情況下，穩(wěn)定性優(yōu)于羅茨壓縮機(jī)，但離心式壓縮機(jī)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，造成壓縮機(jī)不穩(wěn)定。材料上離心式壓縮機(jī)可采用超級(jí)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(gè)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(jìn)行選擇。當(dāng)前，國(guó)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(guò)布液裝置均勻分布到各個(gè)換熱管中，在重力作用、真空誘導(dǎo)和氣流的作用下，形成均勻的膜狀，從上至下流動(dòng)。

(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(guò)間壁進(jìn)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(chǎng)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(jì)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(shì)

(1)與傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)相比，MVR系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)只需以蒸汽為熱源，而二次蒸汽產(chǎn)生時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不需要外部熱源，系統(tǒng)耗能較大的壓縮機(jī)和各種泵的能耗，因此節(jié)能效果相當(dāng)顯著。

(2)MVR蒸發(fā)器系統(tǒng)能耗主要為壓氣機(jī)的電耗，運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低，運(yùn)營(yíng)成本低，由于系統(tǒng)不需要工業(yè)蒸汽，安全隱患小，操作簡(jiǎn)單。

(3)在相同蒸發(fā)處理?xiàng)l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(jìn)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(yù)處理，又可保證水質(zhì)達(dá)到達(dá)標(biāo)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(dá)到處理高鹽廢水的最佳效果。

采用預(yù)處理+催化氧化+強(qiáng)化微生物作用+連續(xù)活性炭吸附再生+碟形反滲透膜+機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)+碳濾塔組合工藝處理滲坑廢水。實(shí)踐證明，出水水質(zhì)達(dá)到了V類水質(zhì)GB3838-2002標(biāo)準(zhǔn)。污水直接運(yùn)行費(fèi)用為每m3 57.94元，污泥處理費(fèi)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(shí)現(xiàn)廢水零排放。

周恩普[11]采用混凝沉淀/機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)/微電解/芬頓/SBR復(fù)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(shí)踐表明，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。進(jìn)水平均COD、TDS、TN和TP濃度分別為45049、56562、137.0和23.1mg/L時(shí)，出水濃度分別下降到288、1581、14.0和1.5mg/L，其各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 MVR技術(shù)處理高鹽廢水存在的問(wèn)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(yùn)行中仍存在一些技術(shù)問(wèn)題，影響了其運(yùn)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(huì)使傳熱效果下降，單位時(shí)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(duì)生產(chǎn)能力的影響更為顯著[17]。MVR蒸發(fā)器因其特殊性，無(wú)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)清洗是導(dǎo)致生產(chǎn)能力不穩(wěn)定的原因之一。

(2）溫升問(wèn)題。

MVR系統(tǒng)的溫升問(wèn)題是影響含鹽廢水處理應(yīng)用中的一個(gè)重要因素。MVR技術(shù)在處理高濃度含鹽廢水時(shí)，由于MVR濃度高，沸點(diǎn)升大，需要提高蒸汽壓縮機(jī)的溫度，從而使沸點(diǎn)升高，這對(duì)壓縮機(jī)提出了更高的要求，因此對(duì)壓縮機(jī)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(lái)源不同，需要根據(jù)物料物性來(lái)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(guò)程中是否伴有結(jié)晶析出；物料的粘度、比熱、密度、沸點(diǎn)升等。單個(gè)材料可以通過(guò)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(guò)模擬估算，因此，準(zhǔn)確地分析和計(jì)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(duì)于沸點(diǎn)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(guò)慢而焦化，對(duì)熱敏性物料則要求在蒸發(fā)器內(nèi)停留的時(shí)間盡可能短，等等。

廣州邁源科技在板式MVR蒸發(fā)器經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，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(hù)簡(jiǎn)單。