高COD、高盐废水处理系统（MVR降膜蒸发器+强制循环蒸发器）技术方案.docVIP

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针对高COD（化学需氧量）、高盐（如NaCl、KCl、CaCl?等）废水的处理需求，MVR（机械蒸汽再压缩）降膜蒸发器与强制循环蒸发器的组合系统可实现高效浓缩、结晶及资源化回收。以下从工艺设计、技术要点、优化策略及应用案例展开分析：

一、高COD高盐废水处理系统（高盐废水MVR降膜蒸发浓缩+高盐废水强制循环结晶）工艺流程设计

预处理单元

高级氧化：Fenton氧化（H?O?/Fe2?投加量1:1，pH=3~4）或臭氧氧化（投加量50~100mg/L），分解COD至≤500mg/L。

软化处理：石灰-纯碱法（CaO投加量5%~8%，Na?CO?投加量3%~5%）去除Ca2?、Mg2?。

膜过滤：超滤（孔径0.01μm）+纳滤（截留分子量200Da），出水SDI≤3。

功能：分解有机物、去除悬浮物及硬度离子，防止蒸发器结垢与腐蚀。

工艺：

MVR降膜蒸发浓缩单元

进料浓度：含盐量5%~10%，COD≤500mg/L。

蒸发负荷：4~6t/h（净蒸发量）。

蒸发温度：60~75℃（负压操作，压力-0.05~0MPa）。

设备选型：降膜式MVR蒸发器（316L不锈钢材质）。

设计参数：

优势：传热系数K=1500~2000W/m2·K，能耗低（蒸汽消耗≤0.3t/t水蒸发）。

强制循环结晶单元

操作压力：-0.08~0MPa。

结晶终点浓度：盐类饱和溶液（如NaCl28%~30%）。

过饱和度控制：OS=1.2~1.5（基于盐类溶解度曲线）。

晶体粒径：50~150μm（通过晶种法调控）。

设备配置：强制循环蒸发器（TA2材质）+离心分离机。

操作条件：

热力学平衡：

二、高COD高盐废水处理系统（高盐废水MVR降膜蒸发浓缩+高盐废水强制循环结晶）关键技术难点与解决方案

有机物污染控制

动态清洗：周期性酸洗（0.5%HCl）与碱洗（1%NaOH）交替进行。

在线监测：安装浊度仪（阈值≥1NTU触发清洗）与COD在线分析仪。

问题：高COD废水易在膜表面沉积或堵塞蒸发器。

解决方案：

结垢与腐蚀防护

分散剂添加：投加0.1%~0.3%聚天冬氨酸（PASP）或聚丙烯酸（PAA）。

流速控制：强制循环流速≥1.5m/s，减少局部过饱和。

材质选择：蒸发器内衬钛合金（TA2），管道采用双相钢（2205）。

结垢风险：CaSO?、MgSO?在高温下析出。

防护措施：

蒸汽压缩机选型

离心式：适用于大流量（8t/h），能效高（等熵效率88%~95%）。

往复式：适应小流量及高压力比（压缩比可达8:1）。

离心式vs.往复式：

变频技术：PLC动态调节电机频率，匹配负荷变化。

三、高COD高盐废水处理系统（高盐废水MVR降膜蒸发浓缩+高盐废水强制循环结晶）经济性与环保效益

投资成本

单套处理量10t/h的系统造价约1500~2000万元（含土建）。

关键成本占比：MVR蒸发器（40%）、强制循环结晶器（30%）、预处理单元（20%）。

运行效益

水回收率≥95%，盐类纯度≥95%（工业级），副产工业盐可售（单价500~800元/吨）。

年节能收益：以10t/h系统计算，年省标煤约2000吨，CO?减排5000吨。

四、高COD高盐废水处理系统（高盐废水MVR降膜蒸发浓缩+高盐废水强制循环结晶）行业应用案例

某制药厂案例

废水特性：COD10000~15000mg/L，含盐量8%~12%（NaCl为主）。

工艺配置：三级Fenton氧化+双效MVR降膜浓缩+强制循环结晶。

成果：年回收工业盐1.5万吨，废水回用率90%，COD排放≤50mg/L。

挑战与改进

重金属干扰：采用离子交换树脂（强酸性阳树脂）去除Cu2?、Cr??等。

冷凝水回用：冷凝水TDS50mg/L，回用于厂区循环水系统。

五、未来技术趋势

智能化控制：AI算法预测结垢风险，动态调整分散剂添加量与清洗周期。

多效耦合：结合EDR（电渗析反渗透）与MVR的复合工艺，提升浓缩倍率至10倍以上。

低碳能源：利用工厂余热作为MVR预热热源，实现蒸汽自给率≥70%。

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