高鹽廢水主流處理工藝
目前在工程應用中，高鹽廢水處理工藝主要使用MVR技術與其他一些如去COD、降SS、除硬、脫鹽等工藝方法共同協作，如微生物法、超濾反滲透膜法及ED（或EDI/EDR等）處理等。本文主要介紹工程中常用的幾種配合MVR和其他技術的污水處理工藝方案。
傳統污水處理的方法有很多，目前工程實際應用效果比較好的方法有機械加速調節池法、微生物法、RO膜法、蒸發結晶法、電除鹽法等。
其中處理效果相對較好、運行穩定的是膜處理方法，但是由于膜產品主要依靠進口，產品自身價格較高，而且與傳統水處理技術相比，其能夠處理的廢水量較少，進行綜合經濟分析后可以看出該法處理成本較高；電除鹽主要針對離子本身進行分類，對有機物COD的去除效果并不理想；微生物水處理方法可處理的水量較大，使用場景較為寬泛，但處理效果受環境因素、水質波動、季節性等因素影響，實際效果一般。
因此，很多高含鹽廢水的處理常使用蒸發結晶技術，常用的MVR技術有多效蒸發（常用二效、三效、四效）、機械蒸汽再壓縮蒸發（即MVR技術）、降膜式蒸發等。由于MVR技術耗能較低，且經過不斷發展，結合PLC控制系統及電動閥、氣動閥的配合，目前自動化程度較高，因此有著眾多優點的MVR工藝已經被廣泛應用于高含鹽廢水的處理。
1.生化處理技術與MVR技術協作
首先，傳統式預處理作為前端方法可去除高含鹽廢水中的SS，接著使用MVR蒸發結晶技術進行鹽分固化，再對蒸發產生的冷凝水進行曝氣，實現催化氧化，同時利用菌類微生物，如采用一些特殊菌類微生物“吃掉”冷凝液中的有機物，最后通過離心機或板框壓濾實現固液分離的最終目的。
2.酸堿法與MVR技術協作
部分高含鹽廢水來水并非中性，為了滿足后續工藝系統的進水條件，常常設調節池，并采用加酸、加堿法調節來水的pH值，然后再采用MVR技術進行蒸發，蒸發產生冷凝水和留在蒸發器中的濃縮母液，后續針對濃縮母液部分，采取旋液分離器的方法進一步濃縮，剩下無法再濃縮的母液通過離心機等方式提純后形成鹽產品。使用該類方法處理高含鹽廢水可以轉化出具有經濟價值的鹽產品（一般售賣純度要求較高），且根據后續要求還可進一步降低含水率。
3.STRO高壓反滲透膜與MVR技術協作
環保領域水處理公司研發出了一套高壓反滲透膜STRO配合MVR蒸發結晶技術的水處理工藝。前端對廢水進行簡單預處理后，再經過加藥、過濾、吸附等方法去除SS和硬度，然后采用多級反滲透膜，常見工藝是一級反滲透加二級反滲透，產水直接回用。二級反滲透后的濃水濃縮倍率一般在16倍左右，普通反滲透膜已無法進一步濃縮，這時分別用高壓和超高壓STRO膜繼續濃縮，最終無法再濃縮的廢水進入MVR系統進行蒸發結晶。
該工藝的優點在于進入MVR系統的鹽分達到最高，MVR的造價和運營費用降到了最低，但多級膜裝置投資費用非常高，這種工藝只適合處理少量廢水。
4.“電除鹽技術+生化處理技術”與MVR技術協作
由于后續蒸發結晶系統中有機物含量不能太高，因此首先要將有機物與鹽類物質做分離處理。廢水經過調節池后通過粗、細格柵除去大部分的SS，再用電滲析陰陽電極板及選擇性膜片分離水中不同的鹽類物質。
電滲析的濃水進入MVR蒸發結晶單元，冷凝水回用，濃縮母液使用微生物法后再進入沉淀池進行固液分離。這樣的工藝組合可以大大減少外部生蒸汽的消耗量，降低日常運行費用。
如果只使用常規微生物法，雖然投資和運行費用相對較低，但處理水量不多且處理效率較低，因為高含鹽水中的鹽分對微生物處理有機物的影響非常大。如果采用“電除鹽技術+生化處理技術”與MVR技術協作的方式，處理效果會得到顯而易見的提高。
5.反滲透膜法與MVR技術協作
首先在調節池中調節高含鹽廢水的pH值，再通過加藥、過濾、吸附等方法去除硬度、SS，接著采用膜濃縮的方式脫鹽，產出的清水達到一般回用標準，然后再集中排放產生的不凝性氣體。
最后，反滲透濃水進入MVR系統進行蒸發結晶，達到出料標準的濃縮液（過飽和，已經含有部分結晶物）通過雙級推料離心機產生固體雜質。蒸發過程中產生冷凝水，該部分水質較好，可滿足一般回用要求。
6.纖維過濾技術與MVR技術協作
目前國內幾大電廠對高含鹽脫硫廢水的處理流程是：首先將石灰、碳酸鈉等藥劑加入脫硫后的高含鹽廢水中進行化學加藥沉淀，經過化學反應后，廢水經過纖維過濾器被深度過濾，再經過保安過濾器后進入倒極電脫鹽（即EDR裝置），EDR裝置產水進入回用水箱，濃水送入MVR裝置中蒸發結晶。通過MVR技術實現產品固化，MVR的產品水質較好，可直接進入產水箱，作為廠區回用補水。
MVR技術實現終端零排放
MVR技術進入國內時已經是一種經過實踐檢驗的成熟、可靠的工藝，早在上世紀60年代，歐洲國家（德國、法國等）便已經在造紙、制藥、廢水處理、化工、海淡等行業中進行了工程應用，并取得了多次成功。
近年來，由于我國對環境保護的關注度越來越高，對高含鹽廢水的處理需求持續升溫，MVR技術具有突出的節能效益，被大量用于終端零排放工藝中，尤其是在具有經濟價值的分鹽系統中尤為突出。
MVR主要作用是降低濃縮過程中循環冷卻水的巨大能耗和二次蒸汽的重復利用。MVR蒸發系統核心組成部分有蒸發器（也叫結晶器）、換熱器（含主加熱器和預熱作用的換熱器）、壓縮機（分為羅茨式和離心式）、泵（含循環泵、冷凝水泵、出料泵等）等，其中機械蒸汽壓縮機是最核心的技術設備。
強制循環蒸發對預熱處理過的硫酸鹽、氯化鈉鹽等溶液，進行蒸發濃縮的過程中會產生二次蒸汽，產生的二次蒸汽不可避免地會帶入部分高含鹽的液珠，跟隨著二次蒸汽上升；這時設置的捕捉器將起到重要作用，在二次蒸汽通過蒸發器上部捕捉器時，在捕捉器的分離作用下將二次蒸汽送入機械蒸汽壓縮機，含有鹽分的大液珠則被捕捉下來重新落入蒸發器中；機械蒸汽壓縮機對剩余的飽和二次蒸汽進行加壓壓縮，從而使蒸汽壓力加大，溫度升高，達到再次利用的要求；二次蒸汽經過機械蒸汽壓縮機壓縮后送入換熱器對物料進行換熱升溫，冷凝出來的冷凝水被收集回收利用，這一過程中，二次蒸汽省去了循環冷卻水冷凝蒸汽的過程，同時能量回收給蒸發系統，實現了電能轉化為熱能的過程。
1.蒸汽壓縮機
蒸汽壓縮機是由風壓機演變而來，目前市場上的蒸汽壓縮機主要分為羅茨式蒸汽壓縮機（適用于處理小水量）與離心式蒸汽壓縮機（適用于處理大、小水量）。常用的羅茨式蒸汽壓縮機轉速一般在980～1 450 rmp之間，離心式壓縮機的轉速則相對較高，一般轉速都會超過9 000 rmp。
羅茨式蒸汽壓縮機有一個重要缺點，就是一般只適用于處理小水量，這種壓縮機單臺設備壓縮體積較小，效率較低，因此大流量工程一般都采用離心式蒸汽壓縮機。
羅茨壓縮機內部是由兩個轉子不斷旋轉來壓縮蒸汽，且轉子之間間隙非常小，這就決定了轉子的材質不能選擇普通的不銹鋼材質（一般不銹鋼的剛度較低），否則轉子之間易發生黏齒現象。離心式蒸汽壓縮機內部接觸蒸汽位置一般采用超級雙相不銹鋼材質（2 507或2 205），該種材質強度高，抗腐蝕能力強。
2.預熱器
待蒸發的溶液在進入蒸發器之前的一道通常工序是溶液預熱（一般設計要求預熱到蒸發溫度）。在常規MVR蒸發結晶系統中，一般會分別設置冷凝水換熱器、真空換熱器、生蒸汽預熱器，三道換熱門檻分別由系統二次蒸汽冷凝水、系統抽真空不凝氣、外部提供蒸汽作為熱源，其中只有外部蒸汽屬于單獨提供熱源，其他能量都是內部能量回收，大大減少了能量的浪費。
3.泵的選擇
在整套MVR系統中，最重要的泵就是起到物料不斷循環流動作用的強制循環泵，該泵不僅需要較大的流量，同時需考慮到內部會有結晶物存在的可能性，故一般會選擇軸流泵或混流泵。
這類泵的特點就是流量大，揚程低（一般控制在5～10 m就可滿足需求），而且在不斷蒸發溶液形成晶粒的過程中，該泵可以最大程度減少對晶體的破壞，這將促進蒸發結晶晶粒的形成并不斷擴大，以快速達到出料條件。
冷凝水泵的選擇需滿足冷凝液快速排出的揚程要求，同時在流量設計時，冷凝液一般停留時間在半小時左右，以保證蒸發冷凝出的冷凝水能夠快速排出，否則將會導致冷凝水在罐體中停留時間過長，并使蒸發器傳熱發生嚴重的抑制作用，導致蒸汽加熱變成了熱水加熱。
換熱介質的本質區別，導致換熱器的設計選型完全錯誤。其他如出料泵、事故泵、噴淋泵等常規水泵一般選擇化工離心泵，需要注意的是事故泵需要根據事故池地下或地上結構選擇離心泵或自吸泵，過流部件要求具有抗腐蝕功能，葉輪有一定的強度能夠抵抗細小晶粒。
4.蒸發器
蒸發器一般采用列管式換熱器，大管徑換熱可以有效避免結垢堵塞問題，分為臥式和立式兩種。蒸發器主要作用是使熱源生蒸汽或壓縮機中出來的二次蒸汽對冷源物料進行加熱。列管式換熱器相比板式換熱器換熱系數較小，但換熱面積遠大于板式換熱器。
工程實際應用中常常使用2套立式列管式換熱器，既降低了換熱管堵塞的風險，同時代替了循環大管道，節約了工程造價。由于蒸發器換熱管完全接觸鹽分較高的母液，因此材質選擇要求抗腐蝕能力強，一般較多選用雙相鋼或鈦材。
5.分離器
分離器的主要作用是進行汽液分離（二次蒸汽與濃縮母液），在有真空裝置的系統中同時兼有閃蒸罐的作用。分離器直徑選擇應考慮蒸發蒸汽上升流速問題，在滿足二次蒸汽流速的前提下根據實際蒸汽體積核算分離器的直徑，同時上升高度不僅要滿足蒸汽體積要求，同時需考慮蒸汽帶出的大液珠利用自重掉落的需要，故而分離器的高度分為直筒段高度和錐體高度。
為了更好地快速形成晶種，避免對晶粒造成破壞，常常在分離器的錐底設置鹽腳，保證鹽晶體顆粒形成后不被循環作用破壞。
結語
高含鹽廢水的處置，目前仍是一個難處理的課題，既要在理論上實現全面零排放而不造成更加難處理的危廢，又要考慮實際工程應用的經濟合理性。這就要求處理過程中的每一段工藝都要精益求精，力求做到最好。
前端預處理系統將硬度降到最低，能夠擴寬后續膜處理等濃縮方式的進水承受系數，提高濃縮倍率，減少最終采用MVR蒸發結晶技術時的投資費用。另外，工作人員還需要在來水時就對各股廢水鹽分進行分析，采用不同的工藝處置而不能混為一談，以更好地實現分鹽，這樣不僅可以降低后續納濾或冷凍結晶分離鹽的造價成本，甚至可以帶來經濟效益，實現“變廢為寶”。
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