MVR蒸发技术在冶金工业废水零排放中的应用

世界有色金属 2018年 12月上16冶金冶炼MetallurgicalsmeltingMVR蒸发技术在冶金工业废水零排放中的应用叶作铝摘 要：关键词：中图分类号：文献标识码： 文章编号：MVRusedinmetallurgyzerodischargeofindustrialwastewaterYE Zuo-lvAbstract:Keywords:随着经济的快速发展和人民越来越高的环境保护需求，有色金属加工企业加大了对工业废水处理的资金投入和技术探索力度，在确保工业废水达标排放基础，力争做到工业废水零排放。反渗透(RO)作为目前废水资源化利用的典型技术之一，被广泛应用于企业废水二级出水的深度处理。然而，RO浓水具有含盐量高，采用普通方法处理时出水水质难于达到排放标准，针对RO浓水的新型处理技术的开发显得尤为重要。MVR工艺很好的解决RO浓水处理难的问题，其巨大有的技术优势，可以广泛用于生物化工、石化、制药、食品制造、环境保护、海水淡化等诸多领域。韶关冶炼厂将MVR蒸发技术用于处理RO膜浓水，可使RO浓水再浓缩，同时蒸出水可以再次利用，做到废水处理与资源化相结合，浓缩到结晶阶段，结晶经过后续处理后可以得到以硫酸钠为主的无机盐，最终达到冶金工业废水零排放。1MVR蒸发技术原理蒸汽机械再压缩机技术（MechanicalVaporRecompression，MVR），将蒸发器蒸发产生的原本需要冷却水冷凝的二次蒸汽，经压缩机压缩后，提高其压力和饱和温度，增加热焓，再送入蒸发器加热器作为热源，替代生蒸汽循环利用，二次蒸汽的潜热又得到了充分的利用，从而达到了节能的目的。机械蒸汽再压缩（MVR）技术与传统的多效蒸发相比，总能耗比多效蒸发总节能70%以上。2MVR蒸发技术的工程应用2.1MVR工程应用MVR技术逐渐被运用于废水的浓缩处理环节，由于其节能效果显著、技术成熟可靠，可为企业节省了大量的投资、运行经费，大大降低了生产成本，因此带来了巨大的经济效益。有色金属冶炼企业探索性的引入MVR蒸发技术解决工业废水，本文以韶关冶炼厂运用MVR技术处理废水为工程实例，探讨MVR蒸发技术在冶金工业废水零排放中的应用。韶关冶炼厂是经过40余年的探索和创新，在工艺技术、装备水平、环境保护等方面处于国内同行业先进水平的大型铅锌冶炼企业。工厂工业废水采用生物制剂处理重金属的化学沉淀法、膜分离技术和RO浓水MVR蒸发结晶，使得工业废水做到零排放。韶冶在冶炼的各个环节上严格规范用水量，并努力提高工业水的循环利用率，严格把关进入末端废水处理系统的污水总水量，这样使得工厂工业废水总量减少，同时使得废水水质含无机盐比较高，通过除重金属工艺和膜系统技术之后，最终得到RO浓水，其无机盐含量比较高。由于用MVR蒸发技术处理有色冶炼废水尚无先例，所以工厂通过若干次技术探索，最终采用“预处理软化+降膜蒸发器蒸发+强制循环蒸发结晶+离心干燥包装工艺”为主体的工艺技术，形成了对废水进行软化、蒸发、结晶、干燥包装工艺，RO浓水最终以蒸馏水和硫酸钠为主的无机盐形式呈现，实现废水零排放的目的。其工艺流程图如图1所示。（下转18页）收稿日期：作者简介：世界有色金属 2018年 12月上18冶金冶炼Metallurgicalsmelting（1）加稀硫酸酸化、二级吹脱二级吸收回收氰化钠。在含氰废水中加入稀硫酸，使得废水酸化，并按照酸化反应的步骤生成简单的氰化物。当废水中的酸化塔实现沉降，并对硫氰化铜进行回收，在酸化后进入一级吹脱，并在挥发中带走氰化氢，气体进入一级吸收，通过氢氧化钠的中和，并对其进行回收。（2）二氧化硫喷射融合破氰工艺。这种工艺是净化含氰污水的比较有效的新工艺，改法在反应中，是以铜离子为催化剂的，这种方法的化学方程式为：CN-+SO2+O2+H2O→CNO-+H2SO4。对含氧废水进行回收主要通过二氧化氯喷射法深度处理含氧污水的装置对破氰进行净化，该工艺一共有8个中和曝气氧化槽，分别在1号槽内加入石灰，中和到pH值为9-10之间，在3号槽中，对通入的二氧化硫、空气与污水采用喷射融合技术，让这三者进行有效的融合，对废水中的金属氰化物进行破除，对破氧后的溶液pH值控制在6-7之间，7号槽内的pH值控制在8-9之间。为使固液得到分离，将中和料浆送入压滤机，并使滤液进入到二段处理中。（3）二段碳酸钠除重金属、戈尔过滤深度净化。在二段深度处理中，总共有4个中和曝气槽，分别在1号槽内加入硫酸钠与重金属捕收剂，使得钙镁离子与重金属沉淀，将4号槽内的溶液放入到浓密机中，对其进行浓缩，并对溢流到戈尔过滤器的液体进行净化，使得浓密机中的污泥和残渣返回到一段中和的8号槽，对过滤的液体进行回用。4.3处理后的水质废水处理后各项指标要符合国家相关要求，下面就用表2进行说明。表2  废水处理后水质表元素PHCN-CuZnPbCd悬浮物含氧废水/mg·L-18.181.000.460.960.240.11-酸性水/mg·L-18.400.200.050.620.140.18335研究分析结论第一，通过液态CO2对碳酸钠除钙镁，效果非常好，能够有效节约企业废水处理费用，还能有效避开钠离子循环富集。第二，“回收+回用联合处理工艺”对含氰废水进行处理，在处理中利用回收法与进化法相结合的方法，对氰化钠与废水同时回收。第三，对酸性废水处理后，利用率高达100%。在含氰废水处理中，对各种金属的回收率极高，并有效提高企业收入。6结语黄金冶炼废水回收与回用处理技术分析能够有效提高废水重复利用率，降低企业废水处理成本，提高企业经济效益与社会效益，并以此实现企业的可持续发展和转型。对废水回收与回用，有助于降低废水对环境的污染，实现企业在市场竞争中的不败之地，进而提高促进我国绿色发展之路。[1] 王安理,李建政,刘晓勃.黄金冶炼废水回收及回用处理技术实践[J].矿业工程,2016,14(1):45-47.[2] 陈鹏.黄金冶炼废水零排放处理技术的工业应用[J].中国有色冶金,2016,45(4):56-61.（上接16页）图1 MVR工程工艺流程图2.2RO浓水水质韶冶工业废水经过纳滤膜、反渗透两组膜的浓缩，RO浓水水质含有高浓度的无机盐，通过化验RO浓水含盐量在2%到3%之间，主要有钠离子、钙离子、硫酸根离子、氯离子和氟离子。由于此水中含有氯离子和氟离子，对设备的腐蚀极为严重，因此，需要选用耐腐蚀性强的钛材，在蒸发的过程中，物料在温度20℃~100℃的各种浓度下，钛材的腐蚀速度小于0.013mm/a，所以选用钛材可以解决由氯离子、氟离子引发的设备腐蚀问题。2.3MVR蒸出水水质及固态盐通过韶冶的工程实例，蒸发高浓度的RO浓水，蒸出来的冷凝水，通过化验其水质接近蒸馏水，完全可以回收利用。蒸出来的固态盐，通过化验主要是以硫酸钠为主，可做低品位盐资源回收。2.4MVR蒸发工艺特点MVR蒸发工艺特点：①启动后无须消耗生蒸汽，或补充少量生蒸汽以维持蒸汽温度，运行成本主要为压缩机的电耗，运行费用大幅下降；②占地面积小；③公用工程配套少，--次蒸汽在蒸发器中冷凝成水，无须另设冷凝器，无须使用循环冷却水；④启动和运行操作简单、容易，操作人员少，运行稳定，自动化程度高。3结论韶冶采用MVR技术处理后RO浓水，终以蒸馏水和固态盐形式存在，蒸馏水可直接回用于生产，产生的固态盐则是以硫酸钠为主的无机盐，可将其以低品位硫酸钠资源化处理。在运行的过程中，可通过调整工艺运行减缓降膜蒸发器结垢，同时避免强制循环蒸发器结垢。因此MVR蒸发技术以独特的技术优势，可以完成冶炼废水资源化，最终实现冶金废水零排放。[1] 刘晓朋.工业废水处理中MVR蒸发工艺的应用探讨[J]-中国化工贸易2015(13).[2] 马李伟.关于MVR蒸发技术的系统性能讨论[J].科技创新,2015(3).[3] 张乃慧.机械蒸汽压缩技术（MVR）用于淡盐水饱和工艺浅析[J].江苏氯碱，2015（8）.[4] 区藏器.李穗中.MVR处理垃圾填埋渗滤液的合理途径[J].广州环境科学，2011（17）.