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宁夏和宁化学液体零排放项目中MVR装置技术工艺解析

为了对宁夏和宁化学项目膜法产生的高含盐水进行处理,实现液体零排放和资源化利用,合众思(北京)环境工程有限公司设计并提供了MVR装置,MVR装置产生的合格冷凝水(BOD5≤5mg/L,CODcr≤10mg/L,NH3-N≤10mg/L,溶解固含量≤200mg/L)送至回用水箱,可用于生产系统代替新鲜水,其浓缩液经结晶处理得到混盐,最终实现零液体排放。本文对该项目MVR装置的技术工艺进行介绍,阐述了工艺特点,可为应用MVR蒸发结晶工艺处理工业废水实现液体零排放提供借鉴。

01 引言

宁夏和宁化学液体零排放项目由泸天化集团宁夏和宁化学有限公司建设,位于宁夏回族自治区银川市宁东能源化工基地煤化工园区B区,宁夏和宁化学有限公司厂区内,属于新建项目。

本项目的废水共有2股,分别是污水处理装置达标排放废水(气化装置废水为主)和脱盐水站浓盐水(树脂再生、反渗透浓水),污水中水回用设计处理规模为130m3/h,脱盐水站浓水处理规模150m3/h。项目分2步进行:第一步,首先将较大水量的低盐水采用膜技术进行减量化处理;第二步将经减量处理后的高含盐水进行蒸发结晶。蒸发结晶混盐外送处理,最终整个项目实现废水“液体零排放”。

合众思(北京)环境工程有限公司(以下简称合众思)负责高含盐废水蒸发结晶工艺段的工艺包设计、装置成套设备供货和技术服务,实现了全厂废水的液体零排放。

1 蒸发结晶装置设计水量及水质

1.1 设计进水水量及水质

蒸发结晶装置进水是经膜系统减量浓缩后产生的浓盐水,蒸发过程产生的合格冷凝水送至回用水箱,其浓缩液经结晶处理得到混盐,最终实现零液体排放。

本项目正常处理规模为10m3/h(平均连续流),在操作弹性50%~110%下能够稳定运行。

蒸发结晶装置的进水水质见表1:

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1.2 设计产水水质

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1.3 混盐含水率及浓缩母液

在上述设计水质及设计规模下,经脱水机分离后混盐的含水率≤20%。

正常情况下无废水外排,特殊情况下有少量的蒸发结晶浓缩母液外排,浓缩母液送至厂内焚烧炉焚烧,浓缩母液的排放量≤0.5 m3/h。

02 工艺说明及描述

2.1 工艺说明

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结合该项目的水质水量特点和能源条件(电价、蒸汽价格),合众思设计选用了MVR强制循环蒸发结晶系统,通过蒸发浓缩将高盐废水浓缩到过饱和至结晶盐析出,再通过离心脱水得到混盐。少量的母液排至界外处理以减少富集的杂质对MVR装置稳定运行的影响。

MVR的基本原理是将蒸发器原本需要用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,再送入蒸发加热器作为热源来加热料液。二次蒸汽的潜热得到了充分利用,从而达到了节能的目的。

和传统的蒸发器相比较,合众思的MVR蒸发器具有以下优点:

(1)MVR的特殊设计,能够适应复杂的进水水质和较大范围的水质变化条件,保证MVR系统的连续稳定运行。

(2)压缩比高,热效率高,节省能源,比能耗低,蒸发1t清水的能耗大约是传统蒸发器的1/6~1/5(物料不同时能耗有所改变),运行成本大大降低。

(3)智能化,可以通过软件监控压缩机的各个运行参数,而且可以得出分析报告。

(4)压缩机采用变频控制,实际使用过程中可针对现场的情况自动进行变频控制。

(5)压缩机系统具有多方位自动保护功能,在温度、压力等发生变化的情况下自动进行保护,保证压缩机的正常使用。

(6)由于加热器同时又是二次蒸汽的冷凝器,所以不需要另外的冷凝器,也没有循环冷却水消耗。

(7)占地面积小、操作人员少,配套的公用工程项目少。

2.2 工艺描述

本项目MVR装置的工艺流程图如图2所示,按照工艺流程主要可以分为预热系统、蒸发结晶系统、离心脱水系统、蒸汽冷凝液系统等。

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03 现场情况

该项目于2021年1月完成调试,MVR装置一次启动即达到设计指标要求,可连续稳定运行。

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04 结论

宁夏和宁化学液体零排放项目MVR装置投运后,可将前端系统处理产生的浓盐水进行盐水分离,蒸发结晶混盐外送处理,产生的冷凝水进入生产系统代替新鲜水,实现了零液体排放和资源化利用,不仅可减小污水对环境的污染,提高企业的经济效益,还可降低水资源消耗,实现了对工业废水的“液体零排放”。


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