從減排(pai)到(dao)限排(pai)再(zai)到(dao)零排(pai)，廢水排(pai)放標準逐(zhu)步攀(pan)升。而要想達(da)到“零排放”，重點是(shi)(shi)要實現高含鹽(yan)廢(fei)水(shui)的全回收(shou)，本質是(shi)(shi)要實現廢(fei)水(shui)中水(shui)和(he)鹽(yan)類的分(fen)離(li)。

目前，濃縮(suo)技(ji)(ji)術、結晶技(ji)(ji)術，以(yi)及2種(zhong)技(ji)(ji)術耦合協同后(hou)的技(ji)(ji)術較(jiao)多地用于實(shi)現高(gao)鹽廢水回(hui)收零排放。當(dang)然，有(you)時根據高鹽廢(fei)水的實(shi)際情(qing)況(kuang)，還需要在技術之前(qian)增加預處理技術，以便為后續工藝提供更好的處理條件。

濃(nong)縮(suo)作為高鹽廢水(shui)資源化處理的(de)核心工(gong)藝，根據不同(tong)的(de)處理對象和適用范圍分為熱(re)濃(nong)縮(suo)和膜濃(nong)縮(suo)。

其中，熱(re)濃縮(suo)技(ji)術適(shi)于處理高TDS和COD高達(da)數(shu)百克(ke)每(mei)升的廢水(shui)，通過加熱(re)使高鹽(yan)廢水(shui)中(zhong)的離(li)子高倍(bei)濃縮(suo)，主要包括多級閃蒸MSF、多效蒸發MED以及機械蒸汽再壓縮蒸發MVR。

多級閃蒸（MSF）

多級閃蒸技(ji)術起步于(yu)上世紀50年(nian)代，通過加(jia)熱至一定溫度(du)的(de)(de)高含鹽廢水(shui)依次在一系(xi)列壓力逐(zhu)漸(jian)降低的(de)(de)容器中(zhong)實(shi)現閃蒸氣化，然后(hou)(hou)再(zai)將蒸汽冷(leng)凝后(hou)(hou)得到淡水(shui)的(de)(de)過程。

多(duo)級(ji)閃蒸(zheng)MSF作為最(zui)早得(de)到應用(yong)的(de)蒸(zheng)餾技術，工藝成熟，運行(xing)可靠，適用(yong)于大型(xing)化，但(dan)熱力學效(xiao)(xiao)率相對較(jiao)低(di)，能耗較(jiao)高(gao)，并(bing)且存(cun)在設備結垢和腐蝕的現象限制MSF首效(xiao)(xiao)蒸汽溫度，影(ying)響運行成(cheng)本。

此技術在本文中(zhong)不做過多敘(xu)述，感興(xing)趣的水友可以在留言區交流討(tao)論，咱們重點來聊一聊多效蒸發MED和機械蒸汽再壓縮蒸發MVR

多(duo)效蒸發（MED）

一、基本原理：

多效蒸(zheng)發（以下(xia)簡稱MED）的原理是將多個(ge)蒸(zheng)發器串聯起來，前(qian)一個蒸發(fa)器(qi)(qi)的(de)二次蒸汽作為下一個蒸發(fa)器(qi)(qi)的(de)加(jia)熱(re)蒸汽，下一個蒸發(fa)器(qi)(qi)的(de)加(jia)熱(re)室便是前(qian)一個蒸發(fa)器(qi)(qi)的(de)冷凝(ning)器(qi)(qi)。

三(san)效蒸發器工藝流程

在(zai)多效(xiao)(xiao)蒸(zheng)發系(xi)統中，只需要在(zai)第(di)一效(xiao)(xiao)處加(jia)入(ru)新(xin)鮮(xian)蒸(zheng)汽(qi)，在(zai)之后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)前面一效(xiao)(xiao)蒸(zheng)發塔頂(ding)產生的(de)(de)二次蒸(zheng)汽(qi)，直接用(yong)作后(hou)(hou)(hou)續一效(xiao)(xiao)蒸(zheng)發塔再沸器的(de)(de)加(jia)熱介質，一效(xiao)(xiao)之后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)蒸(zheng)發塔就無需再引入(ru)新(xin)鮮(xian)的(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)，最后(hou)(hou)(hou)一效(xiao)(xiao)塔頂(ding)蒸(zheng)汽(qi)可以用(yong)作低壓力等級熱源。

因此，其(qi)最大的(de)(de)優(you)點是(shi)多次(ci)利用(yong)二次(ci)蒸汽的(de)(de)汽化和冷凝，可以顯著減少新鮮蒸汽消耗量。

二、MED蒸發(fa)器類型

MED蒸(zheng)發(fa)器(qi)類型(xing)很多、按照蒸(zheng)發(fa)壓力、蒸(zheng)發(fa)器(qi)類型(xing)、蒸(zheng)發(fa)效數和物料流動方向分類，共四大類十(shi)五(wu)種(zhong)：

• 按蒸(zheng)汽壓力分為：常(chang)壓蒸(zheng)發、加壓蒸(zheng)發和減壓蒸(zheng)發；

• 按蒸發器類型分為：管(guan)式蒸發、板式蒸發和管(guan)板結合蒸發；

• 按效(xiao)數分為：二效(xiao)、三(san)效(xiao)、四效(xiao)、五效(xiao)和六(liu)效(xiao)蒸發；

• 按物料流動(dong)分為(wei)：并流、逆流、混流和平流。

那么(me)，MED蒸發器到(dao)底該如何比選？3個原則(ze)：

1、逆流(liu)和混流(liu)效果均優于并流(liu)系(xi)統。逆流多效蒸發能耗最小，并流多效蒸發能耗最大；混流多效蒸發系統的特性相對并流多效蒸發系統較好。

2、蒸發效數不是越多越好(hao)。當效數增多時，熱量利用的效率也隨之有所降低，考慮到效數增加則設備的投資增大，故實際采用效數應該有一個最佳點。比如對于一些些高沸點物系，只能采用二效或三效蒸發器。

3、考慮物(wu)料(liao)特性、熱量衡算和不凝(ning)氣截留程度等因素選擇(ze)蒸(zheng)發壓(ya)力。有研究表明，各效的壓強除了與蒸發器的物料與熱量衡算有關，還與物料的特性以及各效上下不凝氣的節流程度的大小有關。

三、MED的優(you)缺點

1、MED的優點主要(yao)體現(xian)在以下5方面(mian)：

• 預處理簡單，化學藥劑消耗較少，加入阻(zu)垢劑即可。

• 受熱時間(jian)短，多(duo)采用管內冷(leng)凝和管外沸騰的雙側向(xiang)變傳熱方法，傳熱面積(ji)小，傳熱系(xi)數(shu)高。

• 操(cao)作(zuo)彈(dan)性大(da)，系統可以提供設計值40%~110%的(de)產品水，而多(duo)級閃蒸和反滲透都不(bu)具(ju)備這么大(da)的(de)操(cao)作(zuo)彈(dan)性。

• 處(chu)理效果好，處(chu)理過(guo)程中鹽(yan)分析出徹底，并且冷(leng)卻后冷(leng)卻液的鹽(yan)分能(neng)被去(qu)除(chu)90%以(yi)上，使微生物很難再受(shou)鹽(yan)分的抑制。

• 操(cao)作可(ke)靠性高，整(zheng)過程使用全自動化(hua)運(yun)(yun)行，且(qie)在運(yun)(yun)行過程中管(guan)內壓(ya)力(li)大于管(guan)外壓(ya)力(li)，即(ji)使出現腐蝕換熱管(guan)現象，冷卻水也不會污染產品水。

2、MED的缺點(dian)主要體(ti)現在(zai)以(yi)下3方面：

• 管(guan)內易結垢，10d左右就要清(qing)理(li)一(yi)次，需要及時除(chu)垢處理(li)。

• 效(xiao)(xiao)數(shu)(shu)增(zeng)加，蒸汽利用率低。當(dang)效(xiao)(xiao)數(shu)(shu)增(zeng)加后，每(mei)一效(xiao)(xiao)的傳熱(re)溫(wen)差損失就增(zeng)加，如每(mei)蒸發1t水所消(xiao)耗的蒸汽量比率為一效(xiao)(xiao)1.1、兩(liang)效(xiao)(xiao)0.57、三(san)效(xiao)(xiao)0.4、四效(xiao)(xiao)0.3、五效(xiao)(xiao)0.27，設備生產能力下(xia)降。

四、多效蒸發MED常(chang)見的三個技(ji)術問題和對策(ce)

一般來說，多效蒸(zheng)發(fa)MED常出現裝置(zhi)中起泡(pao)、蒸(zheng)發(fa)器的結垢(gou)、含鹽離子末效蒸(zheng)汽腐蝕設備等三大(da)問(wen)題。

1、針對裝置中起(qi)泡問題，解決(jue)方法(fa)——

物理消(xiao)泡(pao)主(zhu)要有高溫(wen)(wen)和(he)低溫(wen)(wen)消(xiao)泡(pao)法(fa)、聲(sheng)波(bo)消(xiao)泡(pao)法(fa)、液體噴散消(xiao)泡(pao)法(fa)以及機械振動法(fa)等。雖然(ran)物理消(xiao)泡(pao)在處理量特別大的情況下效果明顯，但其裝(zhuang)置及其運行成本(ben)較高；

化學消(xiao)泡法(fa)主要是指(zhi)使(shi)用消(xiao)泡劑，但(dan)使(shi)用受消(xiao)泡劑價格昂貴、生產成本(ben)高、生產工藝復(fu)雜(za)影響(xiang)；

機械消(xiao)泡法主要利用(yong)旋轉來(lai)改變作用(yong)在(zai)氣泡處的(de)壓力和剪切(qie)力來(lai)達到除泡，因(yin)其成本低、消(xiao)泡效果(guo)好，目前更受歡迎。

2、針對蒸(zheng)發器(qi)的結(jie)垢問題，解決方(fang)法——

有研究者有對(dui)蒸發器外壁(bi)垢樣（硫(liu)酸(suan)鈉(na)和碳酸(suan)鈣(gai)）進行酸(suan)洗(xi)加(jia)中性清洗(xi)，對(dui)末效換(huan)熱器內(nei)壁(bi)垢樣（碳酸(suan)鈣(gai)）酸(suan)洗(xi)，掛(gua)片(pian)分析發現各效掛(gua)片(pian)平均腐(fu)(fu)蝕速率都小于1g/m2·h，總腐(fu)(fu)蝕量都小于10g/m2。

值得一(yi)提(ti)的是(shi)，該方法要(yao)優于《工業(ye)設備(bei)化學(xue)清(qing)洗(xi)質量標準(zhun)》（HG/T2387-2007）及(ji)《腐(fu)蝕試樣的制備(bei)、清(qing)洗(xi)和(he)評定標準(zhun)》。

3、針對(dui)含鹽離子(zi)末(mo)效蒸汽腐蝕(shi)設備的問題，解(jie)決方法(fa)——

可(ke)以用(yong)低氯(lv)離(li)子(zi)含量冷凝水進行(xing)低溫、定時、定量的(de)置換和補充，并在(zai)循環(huan)水中加入高效緩蝕劑。

機械蒸汽再壓縮蒸發（MVR）

一、基(ji)本原理

機械式(shi)蒸汽再壓縮技術（以下簡稱MVR）是利用蒸發系統(tong)自(zi)身產生(sheng)的(de)二次蒸汽(qi)(qi)及其(qi)能量，將低品位(wei)的(de)蒸汽(qi)(qi)經壓(ya)縮機(ji)的(de)機(ji)械(xie)做功(gong)提升為(wei)高(gao)品位(wei)的(de)蒸汽(qi)(qi)熱源。如此循環向蒸發系統提供熱能，從而減少對外界能源的需求的一項節能技術。

MVR工藝流程

在該系統中，預熱(re)(re)階段的熱(re)(re)源(yuan)由蒸汽發(fa)生器(qi)提供(gong)，直至(zhi)物(wu)料開始(shi)蒸發(fa)產生蒸汽。

物料(liao)經過(guo)加(jia)熱(re)產(chan)生(sheng)的(de)(de)二次蒸(zheng)(zheng)汽(qi)，通過(guo)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)成為高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)，在此產(chan)生(sheng)的(de)(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)作為加(jia)熱(re)的(de)(de)熱(re)源，蒸(zheng)(zheng)發腔內的(de)(de)物料(liao)經加(jia)熱(re)不斷蒸(zheng)(zheng)發，而(er)經過(guo)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)的(de)(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)通過(guo)不斷的(de)(de)換熱(re)，冷卻變成冷凝(ning)水(shui)，即處理后(hou)的(de)(de)水(shui)。

壓(ya)縮機作為整(zheng)個(ge)(ge)系統的(de)(de)熱(re)源，實(shi)現了電能(neng)向熱(re)能(neng)的(de)(de)轉(zhuan)換，避(bi)免了整(zheng)個(ge)(ge)系統對外(wai)界生蒸汽的(de)(de)依賴與攝取(qu)。

二、MVR系統(tong)設備組成

從MVR蒸發(fa)工藝流程(cheng)不難看出，MVR蒸發系統是由各個設(she)(she)備(bei)串聯(lian)在一起(qi)所組(zu)成，各設(she)(she)備(bei)之(zhi)間要在熱(re)力學和傳熱(re)學方面巧(qiao)妙地匹配，以使整個系統達到最佳(jia)效果。系統中的主要設備有以下4個：

1、壓(ya)縮(suo)機。MVR壓(ya)縮(suo)機的選型主要有羅(luo)茨壓(ya)縮(suo)機和(he)離心壓(ya)縮(suo)機兩種。

羅茨鼓風(feng)(feng)機(ji)常被用來壓縮(suo)小流量的蒸汽，屬于是(shi)容積型壓縮(suo)機(ji)，其(qi)提供風(feng)(feng)量小，溫升大，適用于蒸發(fa)量小，沸(fei)點(dian)升高大的物(wu)料(liao)。

離心式(shi)壓縮機為壓差(cha)(cha)式(shi)風機，提供(gong)的壓差(cha)(cha)小，流量大(da)，溫升小，排氣(qi)均勻，氣(qi)流無脈沖，適合蒸(zheng)發量較大(da)，沸(fei)點升高(gao)較小的物料(liao)。

綜(zong)合來看，離心(xin)式壓(ya)縮(suo)機的穩定(ding)性(xing)要優于羅(luo)茨壓(ya)縮(suo)機，但離心(xin)式壓(ya)縮(suo)機有時會發生喘振(zhen)現象，會導(dao)致壓(ya)縮(suo)機不穩定(ding)。

2、蒸發(fa)(fa)器。蒸發(fa)(fa)處理裝置的型式一(yi)般(ban)分為升(sheng)膜蒸發(fa)(fa)和(he)降膜蒸發(fa)(fa)兩種(zhong)。

其主(zhu)要根據處理(li)物的特性、能耗進(jin)行選擇。目前，國內(nei)主(zhu)要采用降膜蒸(zheng)發方(fang)式。

3、熱交換(huan)(huan)器(qi)(qi)。在MVR熱泵(beng)蒸發工(gong)藝過(guo)程中，所使用(yong)的(de)換(huan)(huan)熱器(qi)(qi)多(duo)為間壁式(shi)換(huan)(huan)熱器(qi)(qi)。

在這類換(huan)(huan)(huan)熱器內，冷熱流體不直接接觸，而是通過間壁進行換(huan)(huan)(huan)熱。生產中常用的間壁式(shi)換(huan)(huan)(huan)熱器類型有(you)：列管式(shi)換(huan)(huan)(huan)熱器、波紋式(shi)換(huan)(huan)(huan)熱器和螺旋式(shi)換(huan)(huan)(huan)熱器。

4、氣液(ye)分(fen)離(li)器。氣液(ye)分(fen)離(li)器是提供物料和二次蒸汽分(fen)離(li)的(de)場所。

其作用主(zhu)要為將霧沫中的(de)溶液(ye)聚集(ji)成(cheng)液(ye)滴，把液(ye)滴與二次蒸(zheng)汽(qi)分離。值得一提的(de)是，分離器的(de)設計(ji)要充分考慮蒸(zheng)發量、蒸(zheng)發溫度、物料粘度、分離器液(ye)位等因(yin)素。

三、MVR的技術優勢

1、對比傳統的蒸發系統，MVR 系統只需要在啟動時(shi)，通入(ru)生蒸汽作為熱源(yuan)，而當二次蒸汽產生，系統穩定運行，將不需要外部的熱源，系統的能耗就壓縮機和各類泵的能耗，所以節能效果相當顯著。

2、MVR 蒸發器系統能耗(hao)主(zhu)要(yao)是壓縮(suo)機的(de)電耗(hao)，運行費用大幅下降，運維成本低，由于系統不需要工業蒸汽，其安全方面的隱患較低，操作簡單。

3、在同樣的蒸發處理量下，MVR蒸發器所需的占地面積是遠遠小(xiao)于傳統多效(xiao)的蒸發設備。

四、MVR處(chu)理高鹽廢(fei)水中常見的(de)技術問題

盡管MVR技術在高鹽(yan)廢水(shui)處理中發揮了很好的效(xiao)果(guo)，但是運(yun)行(xing)(xing)中仍有一些技術問題對運(yun)行(xing)(xing)效(xiao)果(guo)有所影響。

1、系統結垢問題

換熱器器壁結(jie)垢是系統蒸發(fa)效率降低(di)的主(zhu)要原(yuan)因之一，這主(zhu)要是由于加熱熱源是利(li)用二次蒸汽，結(jie)垢結(jie)焦會使傳熱效果下降，單位(wei)時間內(nei)的蒸發(fa)量降低(di),這使得(de)可利(li)用的壓縮二次蒸汽量減少，對(dui)生產(chan)能(neng)力影響會更(geng)加明顯(xian)。

由于MVR蒸(zheng)發器(qi)的(de)特殊性，不能按(an)時清(qing)洗(xi)設備(bei)比(bi)較常見(jian)，這是造(zao)成生產能力不穩定(ding)的(de)原(yuan)因之一。

2、溫(wen)升問題問題

MVR系統中(zhong)的(de)溫升問題是影響其在(zai)含鹽廢水處理應用中(zhong)的(de)一個重要因素。

當采用(yong)MVR技(ji)術處理高(gao)濃度含鹽(yan)廢水(shui)時，由于其濃度高(gao)、沸點升較(jiao)大，相應的蒸汽壓(ya)縮機需要(yao)提(ti)高(gao)較(jiao)高(gao)的溫度來克服(fu)沸點升高(gao)的影響，對壓(ya)縮機提(ti)出了較(jiao)高(gao)的要(yao)求，且系統(tong)能耗顯(xian)著增加。

研究(jiu)表明，使用MVR蒸發技(ji)術，合(he)理的溫(wen)升(sheng)(sheng)范(fan)圍為8℃～20℃。如果沸點升(sheng)(sheng)高(gao)超過(guo)18℃，MVR技(ji)術將失去(qu)優勢。

3、物料物性(xing)對MVR的(de)選擇(ze)匹配問題

由于(yu)工業廢水來源不(bu)同，需根(gen)據(ju)不(bu)同物料的物性對MVR進行選擇(ze)。

物料特性分析(xi)主(zhu)要包括(kuo)：物料所含(han)的(de)成分；物料在蒸發過(guo)程中是否伴有結晶析(xi)出；物料的(de)黏(nian)度、比熱(re)、密(mi)度和(he)沸點升等(deng)。

單(dan)一(yi)物(wu)料(liao)可通過(guo)查閱相關表格獲取參數，但工(gong)業高鹽(yan)廢(fei)水多為混(hun)合型的(de)料(liao)液，其相關數據只能通過(guo)模(mo)擬估算(suan)，因(yin)此，準確地對物(wu)料(liao)物(wu)性進(jin)行(xing)分析計算(suan)，是確保MVR裝(zhuang)置正常運行(xing)的(de)關鍵因(yin)素。一(yi)般(ban)來說(shuo)，

• 對沸點溫度(du)升(sheng)高較大(da)的物料，一般采用(yong)MVR單效(xiao)蒸發；

• 高濃度物(wu)(wu)料(liao)需要使用(yong)強(qiang)制循環(huan)以防止物(wu)(wu)料(liao)流速太(tai)慢而結焦；

• 熱(re)敏性(xing)物料要求停(ting)留在蒸發器內的時間盡量短等。

綜上所述，當前(qian)蒸(zheng)發技術使用普遍(bian)，但同時也存在著能(neng)耗大、運行成本高、易結垢(gou)堵(du)塞(sai)等問題，所以必須重點考(kao)慮高效(xiao)(xiao)節(jie)能(neng)，而(er)多效(xiao)(xiao)蒸(zheng)發MED和機械蒸(zheng)汽再壓(ya)縮(suo)蒸(zheng)發MVR是推(tui)薦的高效(xiao)(xiao)節(jie)能(neng)技術。

其中，MVR蒸(zheng)(zheng)發裝(zhuang)置的(de)一次投資比較大(da)，能(neng)耗較低，但(dan)隨著國產蒸(zheng)(zheng)汽壓縮機不斷改(gai)進技術和生產工藝，價格(ge)也(ye)在(zai)不斷地下降；多(duo)效(xiao)(xiao)蒸(zheng)(zheng)發裝(zhuang)置的(de)效(xiao)(xiao)數增(zeng)多(duo)，那么多(duo)效(xiao)(xiao)蒸(zheng)(zheng)發裝(zhuang)置投資也(ye)會增(zeng)大(da)，但(dan)能(neng)耗也(ye)能(neng)在(zai)一定程度內降低。

因(yin)此，不論是MVR蒸發(fa)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)還是多效(xiao)蒸發(fa)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，都有一定(ding)的相對優(you)勢，要根據(ju)適用性、投資、運行、消耗、人(ren)工、占地(di)進(jin)行多方位的比(bi)選。