机械蒸气再压缩系统废水处理技术及案例介绍-经济部工业局产业资讯网.PDF

機械蒸氣再壓縮系統廢水處理技術及案例介紹 吳典嬑 * 前 言 國內大多數的工廠對製程設備之操作維護技術非常瞭解 ，但對於製程中所排 放之廢水量和廢水特性卻不甚明瞭 ，偶有 將高濃度或難處理廢液 直接排入廢水處 理系統 ，導致廢水處理效率不佳之現象經常發生 。有鑑於此，針對高濃度且既有 廢水處理 系統難以處理之廢液 ，本案介紹以機械蒸氣再壓縮系統(Mechanical Vapor Recompression ，MVR)技術處理，藉以建立污染防治經驗，共同提升產業 環保能量，降低產業污染對環境之衝擊。 財團法人台灣產業服務基金會* 工程師 一、機械蒸氣再壓縮系統技術簡介 一般蒸發單元利用原生蒸氣進行加熱、蒸發、濃縮 、結晶等作業用途，且二 次蒸氣不再利用而直接送至冷凝器去除之操作程序，稱之為單效蒸發 。為充分利 用 蒸氣熱能，多改採串連數個蒸發器 ，使 蒸氣熱能得以多次利用，從而提高熱能 利用率 ，稱之為多效蒸發，串聯 蒸發器依序命名為效數，例如第2個蒸發器稱之 為第2 效。由於每一效之二次 蒸氣熱能皆低於原生 蒸氣故機械， 蒸氣再壓縮系統 (Mechanical Vapor Recompression ，MVR)技術應運而生。上述單效、多效及機械 蒸氣再壓縮系統之蒸發及冷凝原理如圖 1所示。 機械蒸氣再壓縮系統是一種壓縮循環之工業熱泵，以系統內自身流體為冷媒 加以壓縮循環，是重新利用蒸發濃縮過程產生二次蒸氣冷凝潛熱，做為系統本身 的加熱源，因而减少蒸發濃縮過程對額外 蒸氣的需求， 如此一來 ，充分利用原本 要廢棄的 蒸氣，又提高了熱效率，其經濟性相當於多效蒸發的10~30 效。可運用 在煉油石化蒸餾系統、製程濃縮(化工、食品、造紙及藥品 業) 、純水回收再利用、 廢水減量及海水淡化產生純水。 其優點包括： 1.相較於一般蒸發單元，能耗及運行費用較低 ； 2.佔地面積小； 3. 公用工程配套少，工程總投資少； 4.自動化程度及穩定度高； 5. 無需原生蒸氣； 6.可在 40℃下蒸發而無需冷凍設備。 而此系統裝置隨操作條件之不同而迥異，有時需要補充 少量之額外 蒸氣，有 時又需將剩餘的 蒸氣冷凝來保持總體之熱平衡 ，因此設置前應進行模廠試驗，以 確保 其較佳操作條件 。 單效蒸發 多效蒸發 機械蒸氣再壓縮系統 圖 1 、蒸發及 冷凝原理示意圖 資料來源：( IK Corporation 公司網站) 二、電鍍業高濃度 COD廢液處理案例 1. 污染特性及處理流程 某廠 以脫脂、酸洗、電鍍及後處理等程序完成金屬表面處理作業，製程廢水 主要來源為定期排放之高濃度廢棄槽液包括電解脫脂廢液、化學鎳廢液( ) ，以及 連續性排放之低濃度清洗廢水，高濃度廢液污染特性彙整如表 1所示。 表1 、某廠高濃度廢液污染特性 廢液量 廢水水質 污染種類 污染來源 (公噸/月) (mg/L) 脫脂槽液在累積相當程度的 油脂、懸浮固體和其他雜質或 喪失脫脂作用後，必須更新槽 電解脫脂廢液 COD1,000~10,000 液或進行清槽作業，而產生廢 棄脫脂 槽液以及高濃度