工业废水零排放及低温蒸发技术

工业废水零排放对国家能源安全战略和可持续发展具有重要影响。所有企业都将其作为发展目标。但受管理、技术和资金水平的限制，我国与实现零排放冶金还有较大差距。要进一步提高工业水处理的管理质量，优化工业用水的水平衡和回用，有效降低水处理技术在各个环节的使用成本。

目前，蒸发结晶工艺作为零排放冶金领域的终端处理工艺，因其成本较高，一直制约着工业废水零排放冶金领域的发展。因此，比传统蒸发技术运行成本更低的低温蒸发技术被广泛应用。低温蒸发是指操作温度低于70℃的蒸发过程，但根据操作压力的不同又可分为低温真空蒸发和低温常压蒸发。

第一，低温减压蒸发

真空设备用于降低系统压力，实现低温蒸发。有两种常见的工艺:低温多效蒸发的LT-MED工艺和机械蒸汽再压缩的MVR工艺。

1.1低温多效蒸发(LT-MED)

在40-70℃的温差范围内，串联一系列降膜蒸发器，输入一定量的蒸汽进行多次蒸发冷凝。其能量来源于蒸汽，技术成熟，效率与脱盐效果正相关，与成本负相关。

1.2机器蒸汽再压缩技术(MVR)

蒸汽压缩机工作以重新利用其自身产生的二次蒸汽能量用于蒸发和冷凝。其能源主要来自电力，设备可以小型化。与LT-MED相比，配套公用工程和项目总投资少，运行稳定，自动化程度高，可在40℃以下蒸发，特别适用于含热敏性物质的工业废水。

1.3应用状态

LT-MED常用于海水淡化领域，其运行费用90%以上来自蒸汽热源。如果工厂有大量廉价余热，一般用LT-MED。周娇研究发现，当LT-MED应用于电厂脱硫废水的处理和回用时，生产的盐的质量不能满足工业盐的质量要求。由于脱硫废水的水质问题，设备仍然存在腐蚀和结垢问题。唐刚等研究了LTMED在高盐矿山废水处理中的应用，发现多效竖管和多效横管降膜蒸发系统的耦合可以降低总处理成本。在永辉，对热采锅炉进行了深度处理和回用重油污水的中试研究。结果表明，气浮-过滤与LT-MED联用处理高盐高硬度稠油污水并回用是可行的，每吨成本为8元。他将LT-MED应用于高含硫气田废水的处理，通过合理规划和其他水处理工艺，实现了零排放。

由于MVR可以达到较低的操作温度，所以常用于处理成分复杂、成分易挥发的高盐废水。左等开展了MVR技术应用于煤化工高盐废水零排放的中试研究。结果表明，该方法可大幅度回收淡水，出水TDS达到81mg/L，可循环使用，实现废水零排放。运行成本在20元/吨左右。吴佩西等通过MVR结合臭氧催化氧化实现了精细化工废水的零排放。

第二，低温常压蒸发

2.1气液相互作用技术(GaLiCos)

GaLiCos是近年来应用的低温蒸发技术。它是指在密闭容器中模拟自然天气下的水分蒸发和降雨循环，用空调制冷系统制造冷空气，与受热液体相互作用，通过开口弧度控制和特殊表面处理，实现多层微米级相互作用表面，提高蒸发效率。它的能量主要来源于电，可以用塑料制成，耐腐蚀。

2.2应用状态

该工艺是一种常见的单效处理工艺，已应用于染料、石油化工、精细化工和制药等诸多领域。张传科等进行了单效低温蒸发处理稀酸废水的中试试验。产生的浓稀酸回用于生产，冷凝水TDS小于200mg/L用于循环水，实现了废水零排放。WillemVriesendorp等人介绍，低温常压蒸发技术已应用于多个领域的工业废水处理，大大降低了能耗和系统的规模。

三。结论和展望

从现有的应用情况来看，LT-MED、MVR和GaLiCos工艺在合理设计整个工业废水场零排放冶炼路线的基础上得到了广泛的应用。低温多效和MVR工艺相对比较成熟，已经应用了几十年。与传统蒸发工艺相比，成本得到了一定程度的降低，腐蚀和结垢问题得到了缓解，但它们仍然存在并继续成为限制该工艺应用于工业废水零排放的两大因素。

GaLiCos工艺比前两种工艺能耗低，塑料材质种类出现，解决了腐蚀问题。但整体应用时间较短，工艺和设备的稳定性有待进一步验证和提高。但其节能和耐腐蚀的特性将极大地促进其未来的应用。

综上所述，降低综合成本，提高资源利用程度，合理设计工艺组合，将是未来低温蒸发应用于工业废水零排放研究的重要方向。通过利用廉价余热，设计多效利用，开发新型低成本高质量的防腐防垢设备和材料，开发具有盐分离能力和挥发性气体回收能力的低温蒸发工艺，结合不同的低温蒸发工艺或其他水处理工艺，可以进一步拓展低温蒸发工艺的发展空间，企业可以积极开展工业废水零排放。(来源:中海油中捷石化有限公司)

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