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冶金工业废水零排放MVR蒸发技术

发布时间:2022-5-12 11:20:36  中国污水处理工程网

  反渗透(RO)作为目前废水资源化利用的典型技术之一,被广泛应用于企业废水二级出水的深度处理。然而,RO浓水具有含盐量高,采用普通方法处理时出水水质难于达到排放标准,针对RO浓水的新型处理技术的开发显得尤为重要。

  MVR工艺很好的解决RO浓水处理难的问题,其巨大有的技术优势,可以广泛用于生物化工、石化、制药、食品制造、环境保护、海水淡化等诸多领域。韶关冶炼厂将MVR蒸发技术用于处理RO膜浓水,可使RO浓水再浓缩,同时蒸出水可以再次利用,做到废水处理与资源化相结合,浓缩到结晶阶段,结晶经过后续处理后可以得到以硫酸钠为主的无机盐,最终达到冶金工业废水零排放。

  1、MVR蒸发技术原理

  蒸汽机械再压缩机技术(Mechanical Vapor Recompression,MVR),将蒸发器蒸发产生的原本需要冷却水冷凝的二次蒸汽,经压缩机压缩后,提高其压力和饱和温度,增加热焓,再送入蒸发器加热器作为热源,替代生蒸汽循环利用,二次蒸汽的潜热又得到了充分的利用,从而达到了节能的目的。机械蒸汽再压缩(MVR)技术与传统的多效蒸发相比,总能耗比多效蒸发总节能70%以上。

  2、MVR蒸发技术的工程应用

  2.1 MVR工程应用

  MVR技术逐渐被运用于废水的浓缩处理环节,由于其节能效果显著、技术成熟可靠,可为企业节省了大量的投资、运行经费,大大降低了生产成本,因此带来了巨大的经济效益。

  有色金属冶炼企业探索性的引入MVR蒸发技术解决工业废水,本文以韶关冶炼厂运用MVR技术处理废水为工程实例,探讨MVR蒸发技术在冶金工业废水零排放中的应用。

  韶关冶炼厂是经过40余年的探索和创新,在工艺技术、装备水平、环境保护等方面处于国内同行业先进水平的大型铅锌冶炼企业。工厂工业废水采用生物制剂处理重金属的化学沉淀法、膜分离技术和RO浓水MVR蒸发结晶,使得工业废水做到零排放。

  韶冶在冶炼的各个环节上严格规范用水量,并努力提高工业水的循环利用率,严格把关进入末端废水处理系统的污水总水量,这样使得工厂工业废水总量减少,同时使得废水水质含无机盐比较高,通过除重金属工艺和膜系统技术之后,最终得到RO浓水,其无机盐含量比较高。

  由于用MVR蒸发技术处理有色冶炼废水尚无先例,所以工厂通过若干次技术探索,最终采用“预处理软化+降膜蒸发器蒸发+强制循环蒸发结晶+离心干燥包装工艺”为主体的工艺技术,形成了对废水进行软化、蒸发、结晶、干燥包装工艺,RO浓水最终以蒸馏水和硫酸钠为主的无机盐形式呈现,实现废水零排放的目的。其工艺流程图如图1所示。

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  2.2 RO浓水水质

  韶冶工业废水经过纳滤膜、反渗透两组膜的浓缩,RO浓水水质含有高浓度的无机盐,通过化验RO浓水含盐量在2%到3%之间,主要有钠离子、钙离子、硫酸根离子、氯离子和氟离子。

  由于此水中含有氯离子和氟离子,对设备的腐蚀极为严重,因此,需要选用耐腐蚀性强的钛材,在蒸发的过程中,物料在温度20℃~100℃的各种浓度下,钛材的腐蚀速度小于0.013mm/a,所以选用钛材可以解决由氯离子、氟离子引发的设备腐蚀问题。

  2.3 MVR蒸出水水质及固态盐

  通过韶冶的工程实例,蒸发高浓度的RO浓水,蒸出来的冷凝水,通过化验其水质接近蒸馏水,完全可以回收利用。

  蒸出来的固态盐,通过化验主要是以硫酸钠为主,可做低品位盐资源回收。

  2.4 MVR蒸发工艺特点

  MVR蒸发工艺特点:

  ①启动后无须消耗生蒸汽,或补充少量生蒸汽以维持蒸汽温度,运行成本主要为压缩机的电耗,运行费用大幅下降;

  ②占地面积小;

  ③公用工程配套少,蒸汽在蒸发器中冷凝成水,无须另设冷凝器,无须使用循环冷却水;

  ④启动和运行操作简单、容易,操作人员少,运行稳定,自动化程度高。

  3、结论

  韶冶采用MVR技术处理后RO浓水,终以蒸馏水和固态盐形式存在,蒸馏水可直接回用于生产,产生的固态盐则是以硫酸钠为主的无机盐,可将其以低品位硫酸钠资源化处理。

  在运行的过程中,可通过调整工艺运行减缓降膜蒸发器结垢,同时避免强制循环蒸发器结垢。因此MVR蒸发技术以独特的技术优势,可以完成冶炼废水资源化,最终实现冶金废水零排放。(来源:广东中金岭南有色冶金设计研究有限公司)

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