MVR蒸發技術在冶金工業廢水零排放中的應用

葉作鋁

（廣東中金嶺南有色冶金設計研究有限公司，廣東 韶關 512024）

隨著經濟的快速發展和人民越來越高的環境保護需求，有色金屬加工企業加大了對工業廢水處理的資金投入和技術探索力度，在確保工業廢水達標排放基礎，力爭做到工業廢水零排放。

反滲透(RO)作為目前廢水資源化利用的典型技術之一，被廣泛應用于企業廢水二級出水的深度處理。然而，RO濃水具有含鹽量高，采用普通方法處理時出水水質難于達到排放標準，針對RO濃水的新型處理技術的開發顯得尤為重要。

MVR工藝很好的解決RO濃水處理難的問題，其巨大有的技術優勢，可以廣泛用于生物化工、石化、制藥、食品制造、環境保護、海水淡化等諸多領域。韶關冶煉廠將MVR蒸發技術用于處理RO膜濃水，可使RO濃水再濃縮，同時蒸出水可以再次利用，做到廢水處理與資源化相結合，濃縮到結晶階段，結晶經過后續處理后可以得到以硫酸鈉為主的無機鹽，最終達到冶金工業廢水零排放。

1 MVR蒸發技術原理

蒸汽機械再壓縮機技術（Mechanical Vapor Recompression，MVR），將蒸發器蒸發產生的原本需要冷卻水冷凝的二次蒸汽，經壓縮機壓縮后，提高其壓力和飽和溫度，增加熱焓，再送入蒸發器加熱器作為熱源，替代生蒸汽循環利用，二次蒸汽的潛熱又得到了充分的利用，從而達到了節能的目的。機械蒸汽再壓縮（MVR）技術與傳統的多效蒸發相比，總能耗比多效蒸發總節能70%以上。

2 MVR蒸發技術的工程應用

2.1 MVR工程應用

MVR技術逐漸被運用于廢水的濃縮處理環節，由于其節能效果顯著、技術成熟可靠，可為企業節省了大量的投資、運行經費，大大降低了生產成本，因此帶來了巨大的經濟效益。

有色金屬冶煉企業探索性的引入MVR蒸發技術解決工業廢水，本文以韶關冶煉廠運用MVR技術處理廢水為工程實例，探討MVR蒸發技術在冶金工業廢水零排放中的應用。

韶關冶煉廠是經過40余年的探索和創新，在工藝技術、裝備水平、環境保護等方面處于國內同行業先進水平的大型鉛鋅冶煉企業。工廠工業廢水采用生物制劑處理重金屬的化學沉淀法、膜分離技術和RO濃水MVR蒸發結晶，使得工業廢水做到零排放。

韶冶在冶煉的各個環節上嚴格規范用水量，并努力提高工業水的循環利用率，嚴格把關進入末端廢水處理系統的污水總水量，這樣使得工廠工業廢水總量減少，同時使得廢水水質含無機鹽比較高，通過除重金屬工藝和膜系統技術之后，最終得到RO濃水，其無機鹽含量比較高。

由于用MVR蒸發技術處理有色冶煉廢水尚無先例，所以工廠通過若干次技術探索，最終采用“預處理軟化+降膜蒸發器蒸發+強制循環蒸發結晶+離心干燥包裝工藝”為主體的工藝技術，形成了對廢水進行軟化、蒸發、結晶、干燥包裝工藝，RO濃水最終以蒸餾水和硫酸鈉為主的無機鹽形式呈現，實現廢水零排放的目的。其工藝流程圖如圖1所示。

圖1 MVR工程工藝流程圖

2.2 RO濃水水質

韶冶工業廢水經過納濾膜、反滲透兩組膜的濃縮，RO濃水水質含有高濃度的無機鹽，通過化驗RO濃水含鹽量在2%到3%之間，主要有鈉離子、鈣離子、硫酸根離子、氯離子和氟離子。

由于此水中含有氯離子和氟離子，對設備的腐蝕極為嚴重，因此，需要選用耐腐蝕性強的鈦材，在蒸發的過程中，物料在溫度20℃～100℃的各種濃度下，鈦材的腐蝕速度小于0.013mm/a，所以選用鈦材可以解決由氯離子、氟離子引發的設備腐蝕問題。

2.3 MVR蒸出水水質及固態鹽

通過韶冶的工程實例，蒸發高濃度的RO濃水，蒸出來的冷凝水，通過化驗其水質接近蒸餾水，完全可以回收利用。

蒸出來的固態鹽，通過化驗主要是以硫酸鈉為主，可做低品位鹽資源回收。

2.4 MVR蒸發工藝特點

MVR蒸發工藝特點：①啟動后無須消耗生蒸汽，或補充少量生蒸汽以維持蒸汽溫度，運行成本主要為壓縮機的電耗，運行費用大幅下降；②占地面積小；③公用工程配套少，--次蒸汽在蒸發器中冷凝成水，無須另設冷凝器，無須使用循環冷卻水；④啟動和運行操作簡單、容易，操作人員少，運行穩定，自動化程度高。

3 結論

韶冶采用MVR技術處理后RO濃水，終以蒸餾水和固態鹽形式存在，蒸餾水可直接回用于生產，產生的固態鹽則是以硫酸鈉為主的無機鹽，可將其以低品位硫酸鈉資源化處理。

在運行的過程中，可通過調整工藝運行減緩降膜蒸發器結垢，同時避免強制循環蒸發器結垢。因此MVR蒸發技術以獨特的技術優勢，可以完成冶煉廢水資源化，最終實現冶金廢水零排放。