机械蒸汽再压缩技术处理含盐废水试验研究

摘要

机械蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapor Recompression，MVR)是在微真空状态下通过机械驱动的压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽压缩至较高压力提高其品质，二次蒸汽进入蒸发器循环将待处理溶液或废水进行低温蒸发处理，其核心是利用系统产生的二次蒸汽的潜热进行加热，蒸发回收水资源，实现热量的循环利用。内置式MVR装置是将蒸汽压缩装置设置在蒸发室内部，集成设计为一体化设备，减少了占地面积和投资成本。该技术主要用于化工、食品、制药、海水淡化等领域的含盐废水处理，不仅能回收水资源，而且结合后续结晶处理可实现废水零排放。
　　为研究MVR技术处理含盐废水时，原水含盐量以及典型离子(Ca2+、SO42-)对出水水质、水回收率及能耗的影响，基于前期研究成果，开展了内置式MVR装置处理不同含盐量模拟废水的中试试验研究，根据试验系统的运行情况、水回收率、水质及能耗情况，分析中试试验对各模拟废水处理效果以及原水含盐量、Ca2+、SO42-浓度对出水水质、水回收率及能耗的影响。主要试验结论如下:
　　①安装与调试试验结果表明:中试装置安装质量良好，蒸发器、管道及仪表等连接紧密、无渗漏情况，整套装置保温效果及压力测试满足试验要求，设备运行稳定。
　　②单污染物模拟废水处理试验结果表明:浓缩液和冷凝水的电导率、TDS、Cl-均随原水含盐量的升高而增大，水回收率随原水含盐量的升高而降低，水回收率最大为91.2％;浓缩倍数（以Cl-计）随原水含盐量的增加先增大后减小，浓缩倍数最高为6.7倍;折算后吨水的平均能耗为23.3kW·h。
　　③处理模拟RO浓水试验结果表明:冷凝水和浓缩液的电导率、TDS、Cl-、SO42-、Ca2+随原水含盐量的增加而增加，水回收率随原水含盐量的升高而降低，水回收率最高为85.0％;浓缩倍数（以Cl-计）随原水含盐量的升高而降低，浓缩倍数最大为6.2倍;折算后吨水的的平均能耗为23.0kW·h;且蒸发罐内部出现结垢现象，这可能是因为模拟RO废水中的钙盐沉淀析出造成的。
　　④处理模拟脱硫废水试验结果表明:冷凝水和浓缩液的电导率、TDS、Cl-、SO42-、Ca2+随原水含盐量的增加而增加，水回收率随原水含盐量的升高而降低，水回收率最高为40.0％;浓缩倍数（以Cl-计）随原水含盐量的增加而减小，浓缩倍数最大为2.5倍;折算后吨水的的平均能耗为23.5kW·h;蒸发罐内部出现大量结垢现象，这可能是由于处理模拟脱硫废水试验中的钙盐沉淀析出造成的。
　　⑤综合上述中试试验表明:MVR技术处理含盐废水基本可行，不仅可回收高品质的冷凝水，而且较高的浓缩和水回收率大大减少含盐废水浓缩液的终端排放量，为实现含盐废水零排放奠定基础，同时，MVR技术处理吨水能耗相对于其他热法技术有一定优势;且在同样试验条件下，原水的含盐量、SO42-和Ca2+浓度越高，水回收率和浓缩倍数越小，能耗虽然有波动但变化不大。因此，当原水中的硬度较高时，需要增加沉淀、过滤等软化预处理工艺，防止蒸发罐内部结垢。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 MVR技术研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内的研究现状

1．3 含盐废水来源和水质特征

1．3．1 含盐废水的来源

1．3．2 含盐废水水质特征

1．4 常规含盐废水处理技术

1．4．1 膜处理技术

1．4．2 热浓缩工艺

1．4．3 MVR技术

1．5 含盐废水处理目前存在的问题

1．5．1 技术方面

1．5．2 经济方面

1．5．3 环境影响方面

1．6 论文的提出背景、研究思路和研究内容

1．6．1 论文背景

1．6．2 研究思路

1．6．3 研究内容

第二章 内置式MVR中试装置组建与调试

2．1 中试装置基本情况

2．1．1 装置规模

2．1．2 工作原理及流程

2．1．3 公用条件

2．2 中试装置组建

2．2．1 蒸发系统

2．2．2 冷凝水箱

2．2．3 原水箱

2．2．4 净水箱

2．2．5 浓缩液收集箱

2．2．6 仪表

2．2．7 辅助设备

2．3 中试装置调试

2．3．1 调试运行前期准备

2．3．2 启动准备

2．3．3 保温效果测试

2．3．4 压力测试

2．3．5 关机程序

2．3．6 清水调试

2．3．7 调试结果

第三章 中试试验研究

3．1 中试试验方案

3．1．1 试验材料及药品

3．1．2 试验分析仪器

3．1．3 模拟废水配制及水样分析方法

3．2 处理单污染物模拟废水试验研究

3．2．1 试验内容

3．2．2 试验步骤

3．2．3 试验参数

3．2．4 试验结果与讨论

3．3 处理模拟反渗透浓水试验研究

3．3．1 试验内容

3．3．2 试验步骤

3．3．3 试验参数

3．3．4 试验结果及分析

3．4 处理模拟脱硫废水试验研究

3．4．1 试验内容

3．4．2 试验步骤

3．4．3 试验参数

3．4．4 试验结果与讨论

3．5 中试试验结果与讨论

3．5．1 原水含盐量的影响

3．5．2 SO42-和Ca2+的影响

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

在学期间发表的论著及取得的科研成果