MVR技术在含盐废水处理领域的运用策略

摘要：中国的经济发展速度不断加快，工业发展水平不断提高，随之而来的是环境问题，比如，水资源因为被污染而出现了短缺的问题，部分地区的水污染非常严重，对周围的环境造成影响，威胁到了当地人民的健康。污水问题的处理关乎社会的和谐，也关乎人类的发展。污水处理中，含盐废水处理是很重要的部分，采用MVR技术可以获得良好的效果。基于此，文章着重于研究了MVR技术在含盐废水处理领域的运用策略，旨在为相关工作提供指导与借鉴。

关键词：MVR技术;含盐废水处理;运用;策略

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.035

Application strategy of MVR technology in salt wastewater treatment

Teng Li

（Zhongyan Jintan Salt Chemical Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu 213200，China）

Abstract：Chinas economic development speed is accelerating，and the level of industrial development is constantly improving，followed by environmental problems，for example，the shortage of water resources due to pollution，some areas of water pollution is very serious，affecting the surrounding environment，threatening the health of the local people.The treatment of sewage is related to the harmony of society and the development of human beings.In wastewater treatment，salt wastewater treatment is a very important part，MVR technology can achieve good results.Based on this，this paper focuses on the application strategy of MVR technology in the field of salt wastewater treatment，aiming to provide guidance and reference for related work.

Key words：MVR technology;Salt wastewater treatment;Application; Strategy

在對化工工业废水的处理中，含盐废水的处理是难点。在含盐废水中，无机盐的浓度非常高，主要包括钠离子、氯离子、钙离子、钾离子和硫酸根离子等等，含盐量超过1%，但是同城不会超过5%。含盐废水的种类多，来源非常广泛，其中所含有的成分也非常复杂，如果采用单一的处理方式不能获得良好的效果，因此技术处理有很高的难度。在处理含盐废水的时候，主要采用的工艺技术包括生物处理技术、膜分离处理技术、焚烧处理技术、冷却结晶处理技术以及加热蒸发结晶处理技术[1]。其中，采用生物处理技术的时候，通常用于处理无毒盐类废水，但是如果废水中含有耐盐菌，处理难度就会增加;采用焚烧处理技术时，如果废水中含有较多的有机物则比较适用，还可以获得盐固体;采用膜法脱盐处理技术，含盐废水经过处理之后还可以回收淡水，但是依然会有很多的浓盐水被排放出来，况且膜对环境有很高的要求，对水质也有一定的要求，还需要对膜定期更换，投入的资金量是比较大的;冷却结晶技术，适用于盐的溶解度会受到温度的影响产生明显的变化的废水;采用加热蒸发技术处理含盐废水的时候，不会对盐的类别有所要求，也不会对盐的浓度有任何的要求，可以将盐类物质分离出来[2]，加热蒸发技术有非常广的适用范围，资金投入少，可以实现盐类物质“零排放”，如果要回收资源，采用这种处理技术是比较理想的，加热蒸发处理技术中，较为常见的是多效蒸发技术和MVR技术，其中多效蒸发技术的应用中需要有大量蒸汽消耗，还需要使用冷却水，对于热能并不能回收再利用，应用MVR技术不需要消耗大量的能源，能够做到盐废水“零排放”，而且可以回收资源，因此应用非常广泛[3]。

1 MVR蒸发结晶技术

1.1 MVR的基本介绍

MVR的运行原理是将蒸发之后所产生的二次蒸汽回收并合理利用，使用压缩机第二次压缩蒸汽，随着温度压力的提高，将被压缩的蒸汽量通过加热室传输，其可以作为热源用于加热来料，这样可以起到节约能源的作用，在这个过程中，其自身都会释放热量会形成冷凝水之后排放出来。系统运行中所需要的蒸汽量很多，随着系统的运行处于稳定状态，就不需要蒸汽了，或者只需要少量的蒸汽对热平衡起到补充作用。在整个的系统汇总，加热室只有一个，没有冷凝器，也不需要冷却水，设备的资金投入量减少了，而且动力消耗量大大降低[4]。

1.2 MVR系统的构成

MVR系统主要由压缩机、分离室/结晶室、强制循环泵、加热室所构成。具体的功能介绍如下：

（1）加热室。加热室是列管式的换热器，管程中是物料，壳程中是蒸汽，在壳程中的折流板会随着不断扰动而增加传热功能，此时运行强制循环轴流泵，在动力作用下使得物料蒸发而且循环操作，物料流动的速度增加了，这样可以避免换热管中出现污垢凝结的问题。

（2）分离室/结晶室。分离室/结晶室为立式装置，物料进入到这个装置中经过蒸发之后使得蒸汽与液体之间产生分离，出现物料沉降，同时有晶体生长出来。在设计分离室/结晶室的时候，需要足够容纳物料的空间，在装置中将物料分离，可以避免产生物沫夹带的问题，在这个过程中，需要重点考虑的是晶体生长空间。

（3）强制循环泵。该种循环泵以轴流式循环泵为主，如果在大流量低扬程的环境中，这种循环泵的应用效果非常好，促使蒸发器中的物料流动速度增加，防止在管中产生结垢的现象，由于流量非常大，能够有效地降低溶液的平均过饱和度，局部爆发成核率也非常低，对晶体生长可以起到促进作用[5]。

（4）压缩机。压缩机主要包括两种，即离心式压缩机和罗茨式压缩机。离心式的压缩机也被称为叶片式的风机，适用于大蒸发量的操作，如果物料沸点不是大幅度提升，就可以采用这种方法。压缩机所具备的特点是，有很大的生产能力、均匀的供气量、平稳的流量，而且不需要太多的维护费，整个的设计结构也具有良好的可靠性，有很长的运转周期、不需要太多的人员参与操作，其设计结构比较简单、很少有容易损坏的构件，能够有效地消除汽缸带油，而且气体质量很好，但是其也存在缺点，在运行的过程中出现喘振。罗茨式压缩机没有很大的蒸发量，但是也存在一个问题，就是沸点升高的幅度比较大，就可以采用这种压缩机。其所具备的特点是，运行中的工作效率和压比都相对较高一些，不会过高地要求进气压力有较强的稳定性，也不会产生喘振的问题，排量很小，结构相对复杂，在运行的过程中会产生很大的震动，需要经常检修，且需要投入较高的维护费。所以，在选择压缩机的时候，需要考虑料液的特点[6]。

2 含盐废水处理中MVR技术的应用

化工生产中都会有含盐废水产生，其中的主要化学物质包括氯化钠、硫酸钠等等。要回收废水中的无机盐，可以循环利用资源，降低生產成本，产生经济效益，且不会对环境造成污染。含盐废水的类型不同，采用的技术处理方法也有所不同，大多会采用MVR技术处理含盐废水，使废水处理获得良好效果。

对于合成化工厂生产中所产生的废水，因为其中含有硝酸铵浓度非常高，在处理的过程中采用MVR技术，会出现絮凝状沉淀，这些沉淀经过物化处理之后过滤，应用MVR技术进行蒸发并浓缩处理，发挥RO膜的作用，就可以有效回收废水中所含有的硝酸铵。废水经过技术处理之后产生的浓缩液可以用于生产化肥，经过基础处理之后产生的淡水可以用于生产。废水经过技术处理之后产生的杂质铜元素，可作为生产原料，这样废水就能被充分利用，其中所含有的盐类也能得到有效利用[7]。

含盐废水中含有高浓度的污染物，诸如氨氮例子、Cu例子和氯离子等等，多属于腐蚀性元素，对废水进行技术处理后，经过混凝沉淀，再进行过滤处理，之后这些元素就会流入到MVR蒸发系统当中，就会有氯化物生产出来，可以用作企业的产品出售。在处理二次汽凝水的过程中，用离子交换的方法处理树脂，出水符合规定的标准，可以循环利用。

对于浓度非常高的硫酸铵废水也可采用MVR技术进行处理，由于硫酸铵有较高的沸点，可以采用两级MVR系统。运行AspenPlus软件建模，比较单级MVR系统的热力性能、两级MVR系统的热力性能和三效蒸发系统热的力性能。与传统的三效蒸发相比较，MVR系统的整体性能系数要高很多，能够达到75.9%，MVR系统有较高的节能效率，甚至已经超过了70%。与单级MVR统方案的整体热力性能相比较，两级MVR系统要高11%[8]。通过分析各种影响因素可以发现，一级排出浓度是32%的时候，能源消耗量是非常低的，温度升高到2.4～4℃最为适宜。从盐分的具体情况出发建立Yong模型，在运行模式的时候计算出 MVR处理系统的Yong效率超过10%，压缩比逐渐减小，就会大幅度地提升蒸发温度，对含盐废水处理中MVR技术的应用起到促进作用。

如果含盐废水中含有固体悬浮物、微量重金属以及硫酸盐等等，需要采用的处理方法是预处理软化结合使用MVR技术，同时采用离心干燥包装工艺和三效混流强制循环蒸发结晶技术，可以有效地回收盐类物料，实现废物再利用，同时废水达到零排放的效果。采用MVR系统进行蒸发浓缩，能源消耗量降低。

对于高盐废水中含有10%的氯化钠采用建模分析的方法，对能效比需要充分考虑，分析循环加热器传热过程中产生的温差，对压缩比介于1.7至2的情况进行分析，可以明确，当蒸发结晶器的操作压力达到45～60kPa的时候，工艺参数为最优，此时模拟操作所获得的结果与现场试验产生的数据结果保持一致。

3 在含盐废水处理应用MVR技术的不足之处

3.1 产生系统结垢的问题

如果系统在运行的过程中出现蒸发效率下降的问题，就要考虑换热器器壁产生结垢的问题。当出现这种现象的时候会增加热阻，传热系数相应地降低，换热器就无法有效地发挥其应有的性能。为防止MVR装置使用中产生结垢的问题，可以使用采板式塑料膜换热器，当换热器运行的时候，蒸汽产生波动，带动塑料膜产生变形，但是变形的幅度不是很大，就会使污垢层自行剥落，如此清洗蒸发结晶器的周期就会延长。比较传统换热器，这种方法可以避免换热器表面有污垢声场，自清洗功能良好。

3.2 产生温度升高的问题

应用MVR蒸发技术的时候，温度升高的幅度要控制在8～20℃之间。如果沸点升高的幅度比较大时，应用MVR技术就不能很好地发挥其优势。对于此，可以采用浓缩含盐废水的方法，也可以采用结晶高盐废水的方法。前一种方法是在沸点不是很高的情况下进行处理，将多数的水蒸发;后一种方法是当废水处于沸点高的时候蒸发，产生结晶之后就会有盐析出。

4 结束语

通过上面的研究可以明确，在工业废水处理中，应用MVR技术可以发挥其优势，尤其是在盐废水的处理中，其优势是非常明显的，因此，该技术被国家重视，在中国绿色发展战略中鼓励新兴产业积极引入该技术。MVR技术支撑含盐废水MVR零排放结晶回收技术发挥作用，后者作为中国自主研发的技术，得到了政策的支持，也获得了一定的资金支持。但是，在含盐废水处理中应用MVR技术也有不当之处，比如，材料会出现被腐蚀的问题，很有可能出现系统结垢的现象，所以，还需从实际情况出发，结合使用其他的处理技术，并对MVR技术进行深入研究。

参考文献

[1]李文彬，蔡梦娇.论含盐废水MVR蒸发处理工艺设计及成本分析[J].华东科技（综合），2018（11）：431-431.

[2]李媛莉，张勇，曾文伟，等.MVR技术处理高含盐废水的数值模拟研究[J].绿色环保建材，2019，145（03）：193-195.

[3]王建，徐翔.内置蒸发器MVR系统处理高盐废水的应用[J].山西化工，2019，39（01）：169-171.

[4]毕永锐.MVR在高盐废水资源回收及无害化处理中的应用分析[J].科技视界，2018，241（19）：25-26.

[5]延凤英.采用MVR工艺处理三氯异氰尿酸生产中产生的高盐废水[J].中国氯碱，2019（08）：5-59.

[6]陈瑛，陶旭峰.脱盐预处理工艺处理高盐生产废水[J].资源节约与环保，2019（03）：87-88.

[7]洪永强.高盐有机废水蒸馏压缩过程污染物迁移研究[D].济南：山东大学硕士学位论文，2018.

[8]颉小虎.浅论氯碱化工企业废水零排放工艺[J].中国石油和化工标准与质量，2019（06）：175-176.

收稿日期：2020-09-11

作者简介：滕丽（1987-），女，本科学历，助理工程师，研究方向为环境。