工業(yè)廢水零排放對(duì)國(guó)家能源安全戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展具有重要影響。所有企業(yè)都將其作為發(fā)展目標(biāo)。但受管理、技術(shù)和資金水平的限制，我國(guó)與實(shí)現(xiàn)零排放冶金還有較大差距。要進(jìn)一步提高工業(yè)水處理的管理質(zhì)量，優(yōu)化工業(yè)用水的水平衡和回用，有效降低水處理技術(shù)在各個(gè)環(huán)節(jié)的使用成本。

目前，蒸發(fā)結(jié)晶工藝作為零排放冶金領(lǐng)域的終端處理工藝，因其成本較高，一直制約著工業(yè)廢水零排放冶金領(lǐng)域的發(fā)展。因此，比傳統(tǒng)蒸發(fā)技術(shù)運(yùn)行成本更低的低溫蒸發(fā)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。低溫蒸發(fā)是指操作溫度低于70℃的蒸發(fā)過程，但根據(jù)操作壓力的不同又可分為低溫真空蒸發(fā)和低溫常壓蒸發(fā)。

第一，低溫減壓蒸發(fā)

真空設(shè)備用于降低系統(tǒng)壓力，實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)。有兩種常見的工藝:低溫多效蒸發(fā)的LT-MED工藝和機(jī)械蒸汽再壓縮的MVR工藝。

1.1低溫多效蒸發(fā)(LT-MED)

在40-70℃的溫差范圍內(nèi)，串聯(lián)一系列降膜蒸發(fā)器，輸入一定量的蒸汽進(jìn)行多次蒸發(fā)冷凝。其能量來源于蒸汽，技術(shù)成熟，效率與脫鹽效果正相關(guān)，與成本負(fù)相關(guān)。

1.2機(jī)器蒸汽再壓縮技術(shù)(MVR)

蒸汽壓縮機(jī)工作以重新利用其自身產(chǎn)生的二次蒸汽能量用于蒸發(fā)和冷凝。其能源主要來自電力，設(shè)備可以小型化。與LT-MED相比，配套公用工程和項(xiàng)目總投資少，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，可在40℃以下蒸發(fā)，特別適用于含熱敏性物質(zhì)的工業(yè)廢水。

1.3應(yīng)用狀態(tài)

LT-MED常用于海水淡化領(lǐng)域，其運(yùn)行費(fèi)用90%以上來自蒸汽熱源。如果工廠有大量廉價(jià)余熱，一般用LT-MED。周嬌研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)LT-MED應(yīng)用于電廠脫硫廢水的處理和回用時(shí)，生產(chǎn)的鹽的質(zhì)量不能滿足工業(yè)鹽的質(zhì)量要求。由于脫硫廢水的水質(zhì)問題，設(shè)備仍然存在腐蝕和結(jié)垢問題。唐剛等研究了LTMED在高鹽礦山廢水處理中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)多效豎管和多效橫管降膜蒸發(fā)系統(tǒng)的耦合可以降低總處理成本。在永輝，對(duì)熱采鍋爐進(jìn)行了深度處理和回用重油污水的中試研究。結(jié)果表明，氣浮-過濾與LT-MED聯(lián)用處理高鹽高硬度稠油污水并回用是可行的，每噸成本為8元。他將LT-MED應(yīng)用于高含硫氣田廢水的處理，通過合理規(guī)劃和其他水處理工藝，實(shí)現(xiàn)了零排放。

由于MVR可以達(dá)到較低的操作溫度，所以常用于處理成分復(fù)雜、成分易揮發(fā)的高鹽廢水。左等開展了MVR技術(shù)應(yīng)用于煤化工高鹽廢水零排放的中試研究。結(jié)果表明，該方法可大幅度回收淡水，出水TDS達(dá)到81mg/L，可循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。運(yùn)行成本在20元/噸左右。吳佩西等通過MVR結(jié)合臭氧催化氧化實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化工廢水的零排放。

第二，低溫常壓蒸發(fā)

2.1氣液相互作用技術(shù)(GaLiCos)

GaLiCos是近年來應(yīng)用的低溫蒸發(fā)技術(shù)。它是指在密閉容器中模擬自然天氣下的水分蒸發(fā)和降雨循環(huán)，用空調(diào)制冷系統(tǒng)制造冷空氣，與受熱液體相互作用，通過開口弧度控制和特殊表面處理，實(shí)現(xiàn)多層微米級(jí)相互作用表面，提高蒸發(fā)效率。它的能量主要來源于電，可以用塑料制成，耐腐蝕。

2.2應(yīng)用狀態(tài)

該工藝是一種常見的單效處理工藝，已應(yīng)用于染料、石油化工、精細(xì)化工和制藥等諸多領(lǐng)域。張傳科等進(jìn)行了單效低溫蒸發(fā)處理稀酸廢水的中試試驗(yàn)。產(chǎn)生的濃稀酸回用于生產(chǎn)，冷凝水TDS小于200mg/L用于循環(huán)水，實(shí)現(xiàn)了廢水零排放。WillemVriesendorp等人介紹，低溫常壓蒸發(fā)技術(shù)已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的工業(yè)廢水處理，大大降低了能耗和系統(tǒng)的規(guī)模。

三。結(jié)論和展望

從現(xiàn)有的應(yīng)用情況來看，LT-MED、MVR和GaLiCos工藝在合理設(shè)計(jì)整個(gè)工業(yè)廢水場(chǎng)零排放冶煉路線的基礎(chǔ)上得到了廣泛的應(yīng)用。低溫多效和MVR工藝相對(duì)比較成熟，已經(jīng)應(yīng)用了幾十年。與傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝相比，成本得到了一定程度的降低，腐蝕和結(jié)垢問題得到了緩解，但它們?nèi)匀淮嬖诓⒗^續(xù)成為限制該工藝應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放的兩大因素。

GaLiCos工藝比前兩種工藝能耗低，塑料材質(zhì)種類出現(xiàn)，解決了腐蝕問題。但整體應(yīng)用時(shí)間較短，工藝和設(shè)備的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步驗(yàn)證和提高。但其節(jié)能和耐腐蝕的特性將極大地促進(jìn)其未來的應(yīng)用。

綜上所述，降低綜合成本，提高資源利用程度，合理設(shè)計(jì)工藝組合，將是未來低溫蒸發(fā)應(yīng)用于工業(yè)廢水零排放研究的重要方向。通過利用廉價(jià)余熱，設(shè)計(jì)多效利用，開發(fā)新型低成本高質(zhì)量的防腐防垢設(shè)備和材料，開發(fā)具有鹽分離能力和揮發(fā)性氣體回收能力的低溫蒸發(fā)工藝，結(jié)合不同的低溫蒸發(fā)工藝或其他水處理工藝，可以進(jìn)一步拓展低溫蒸發(fā)工藝的發(fā)展空間，企業(yè)可以積極開展工業(yè)廢水零排放。(來源:中海油中捷石化有限公司)

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