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冶金工業廢水零排放MVR蒸發技術

 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難于達到排放標準,針對RO濃水的新型處理技術的開發顯得尤為重要。

  MVR工藝很好的解決RO濃水處理難的問題,其巨大有的技術優勢,可以廣泛用于生物化工、石化、制藥、食品制造、環境保護、海水淡化等諸多領域。韶關冶煉廠將MVR蒸發技術用于處理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,結晶經過后續處理后可以得到以硫酸鈉為主的無機鹽,最終達到冶金工業廢水零排放。

  1、MVR蒸發技術原理

  蒸汽機械再壓縮機技術(Mechanical Vapor Recompression,MVR),將蒸發器蒸發產生的原本需要冷卻水冷凝的二次蒸汽,經壓縮機壓縮后,提高其壓力和飽和溫度,增加熱焓,再送入蒸發器加熱器作為熱源,替代生蒸汽循環利用,二次蒸汽的潛熱又得到了充分的利用,從而達到了節能的目的。機械蒸汽再壓縮(MVR)技術與傳統的多效蒸發相比,總能耗比多效蒸發總節能70%以上。

  2、MVR蒸發技術的工程應用

  2.1 MVR工程應用

  MVR技術逐漸被運用于廢水的濃縮處理環節,由于其節能效果顯著、技術成熟可靠,可為企業節省了大量的投資、運行經費,大大降低了生產成本,因此帶來了巨大的經濟效益。

  有色金屬冶煉企業探索性的引入MVR蒸發技術解決工業廢水,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蒸發技術在冶金工業廢水零排放中的應用。

  韶關冶煉廠是經過40余年的探索和創新,在工藝技術、裝備水平、環境保護等方面處于國內同行業先進水平的大型鉛鋅冶煉企業。工廠工業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蒸發結晶,使得工業廢水做到零排放。

  韶冶在冶煉的各個環節上嚴格規范用水量,并努力提高工業水的循環利用率,嚴格把關進入末端廢水處理系統的污水總水量,這樣使得工廠工業廢水總量減少,同時使得廢水水質含無機鹽比較高,通過除重金屬工藝和膜系統技術之后,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+降膜蒸發器蒸發+強制循環蒸發結晶+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、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,實現廢水零排放的目的。其工藝流程圖如圖1所示。

2.2 RO濃水水質

  韶冶工業廢水經過納濾膜、反滲透兩組膜的濃縮,RO濃水水質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、氟離子引發的設備腐蝕問題。

  2.3 MVR蒸出水水質及固態鹽

  通過韶冶的工程實例,蒸發高濃度的RO濃水,蒸出來的冷凝水,通過化驗其水質接近蒸餾水,完全可以回收利用。

  蒸出來的固態鹽,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蒸發工藝特點

  MVR蒸發工藝特點:

 ?、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?,蒸汽在蒸發器中冷凝成水,無須另設冷凝器,無須使用循環冷卻水;

 ?、軉雍瓦\行操作簡單、容易,操作人員少,運行穩定,自動化程度高。

  3、結論

  韶冶采用MVR技術處理后RO濃水,終以蒸餾水和固態鹽形式存在,蒸餾水可直接回用于生產,產生的固態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,可通過調整工藝運行減緩降膜蒸發器結垢,同時避免強制循環蒸發器結垢。因此MVR蒸發技術以獨特的技術優勢,可以完成冶煉廢水資源化,最終實現冶金廢水零排放。(來源:廣東中金嶺南有色冶金設計研究有限公司)

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