一、工藝概述
MVR工藝,即(低能耗)機械蒸汽壓縮蒸發(MechanicalVapor Re-Compression)工藝,其原理在一個世紀以前就已經有了研究,基於控製水平和機械加工水平的限製,直到20世紀70年代才開始在美國海軍艦艇中用作從海水中分離出淡水,為遠洋艦艇提供淡水補給。
由於該工藝具有能耗低、出水水質優良、運行管理方便等特點,所以在過去的四十年中,不斷被應用到其他的行業,如用於高濃度無機鹽廢水處理、高濃度有機廢水處理,也應用於純水製備和高濃度化工廢液的濃縮,近年來在國內外經常用於垃圾滲濾液的處理等,目前MVC裝置在全世界不同行業有上千套係統在運行。
MVR低能耗蒸發工藝是目前現有蒸發工藝中能耗效率的、具(ju)有(you)去(qu)除(chu)有(you)機(ji)物(wu)功(gong)能(neng)的(de)蒸(zheng)發(fa)工(gong)藝(yi),其(qi)主(zhu)要(yao)構(gou)成(cheng)包(bao)括(kuo)熱(re)交(jiao)換(huan)組(zu)件(jian)和(he)蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)。它(ta)應(ying)用(yong)薄(bo)膜(mo)蒸(zheng)發(fa)原(yuan)理(li),在(zai)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)下(xia),可(ke)實(shi)現(xian)連(lian)續(xu)穩(wen)定(ding)的(de)蒸(zheng)發(fa)與(yu)分(fen)離(li)。
MVR低能耗蒸發工藝主要是運用蒸汽的特性,當蒸汽被壓縮機壓縮時,其壓力和溫度得到逐步提升,當較高溫度的蒸汽進入蒸發器的(de)換(huan)熱(re)管(guan)束(shu)裏(li),而(er)冷(leng)水(shui)在(zai)管(guan)外(wai)噴(pen)淋(lin)時(shi),蒸(zheng)汽(qi)在(zai)管(guan)裏(li)麵(mian)冷(leng)凝(ning)形(xing)成(cheng)冷(leng)凝(ning)水(shui),蒸(zheng)汽(qi)的(de)熱(re)函(han)傳(chuan)給(gei)管(guan)外(wai)的(de)噴(pen)淋(lin)水(shui),這(zhe)樣(yang)連(lian)續(xu)進(jin)行(xing)蒸(zheng)發(fa)。在(zai)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)中(zhong)能(neng)量(liang)的(de)輸(shu)入(ru)隻(zhi)有(you)壓(ya)縮(suo)機(ji)的(de)馬(ma)達(da)和(he)很(hen)小(xiao)的(de)保(bao)持(chi)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)操(cao)作(zuo)的(de)浸(jin)入(ru)式(shi)加(jia)熱(re)器(qi)。
MVR蒸發工藝處理垃圾滲濾液的工作原理:
需處理的滲濾液被泵入2個ge熱re交jiao換huan器qi,即ji濃nong液ye冷leng卻que器qi和he蒸zheng餾liu水shui冷leng卻que器qi,這zhe樣yang初chu水shui被bei排pai出chu係xi統tong的de濃nong液ye和he蒸zheng餾liu水shui進jin行xing預yu熱re,與yu此ci同tong時shi,排pai除chu係xi統tong的de濃nong液ye和he蒸zheng餾liu水shui的de溫wen度du也ye得de到dao降jiang低di。經jing預yu熱re後hou的de滲shen濾lv液ye與yu已yi濃nong縮suo的de、儲chu存cun於yu裝zhuang置zhi底di部bu熱re井jing中zhong的de濃nong液ye,通tong過guo循xun環huan泵beng混hun合he後hou,泵beng入ru蒸zheng發fa室shi上shang部bu設she置zhi的de均jun勻yun布bu水shui噴pen嘴zui係xi統tong,滲shen濾lv液ye被bei均jun勻yun噴pen淋lin於yu熱re交jiao換huan管guan束shu外wai表biao麵mian上shang並bing形xing成cheng液ye膜mo,液ye膜mo在zai從cong熱re交jiao換huan管guan束shu向xiang下xia流liu動dong的de過guo程cheng中zhong,滲shen濾lv液ye被bei加jia熱re沸fei騰teng蒸zheng發fa,殘can餘yu部bu分fen即ji濃nong縮suo液ye收shou集ji於yu蒸zheng發fa器qi下xia部bu熱re井jing中zhong。蒸zheng發fa發fa生sheng在zai管guan束shu外wai表biao麵mian,形xing成cheng的de再zai生sheng蒸zheng汽qi,通tong過guo高gao效xiao的de蒸zheng汽qi壓ya縮suo機ji將jiang蒸zheng汽qi的de壓ya力li和he溫wen度du提ti高gao,形xing成cheng飽bao和he蒸zheng汽qi進jin入ru熱re交jiao換huan管guan束shu的de內nei部bu,一yi方fang麵mian將jiang熱re能neng傳chuan遞di給gei管guan束shu外wai表biao麵mian的de滲shen濾lv液ye薄bo膜mo以yi形xing成cheng蒸zheng發fa,另ling一yi方fang麵mian,該gai飽bao和he蒸zheng汽qi在zai管guan束shu內nei被bei冷leng卻que,形xing成cheng的de蒸zheng餾liu水shui被bei收shou集ji到dao儲chu水shui腔qiang後hou閃shan蒸zheng到dao一yi個ge脫tuo氣qi塔ta,閃shan蒸zheng可ke以yi非fei常chang有you效xiao的de消xiao除chu可ke能neng重zhong新xin冷leng凝ning到dao蒸zheng餾liu水shui中zhong的de有you機ji氣qi體ti,除chu氣qi器qi可ke以yi使shi得de蒸zheng餾liu水shui的de水shui質zhi更geng好hao。經jing脫tuo氣qi後hou的de蒸zheng餾liu水shui通tong過guo蒸zheng餾liu水shui泵beng進jin入ru能neng量liang回hui收shou集ji置zhi內nei進jin行xing再zai次ci熱re交jiao換huan,冷leng卻que後hou的de蒸zheng餾liu水shui出chu水shui進jin入ruDI係統。
MVR係統啟動時采用全電熱方式,從冷機到正常運行一般在60分鍾以內。一旦係統進入正常運行,浸入式的加熱器自動保持蒸發器的壓力穩定,每小時的運行時間約10分鍾。正常工作時,除了壓縮機和泵的動力消耗外,不再需要外部熱量,蒸餾水的熱量可回收用於預熱原液,冷卻後作為MVC蒸餾水出水。
根(gen)據(ju)設(she)計(ji)的(de)回(hui)收(shou)率(lv),濃(nong)縮(suo)液(ye)自(zi)動(dong)閥(fa)在(zai)自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)下(xia)連(lian)續(xu)用(yong)泵(beng)排(pai)出(chu),其(qi)排(pai)放(fang)前(qian)先(xian)進(jin)入(ru)能(neng)量(liang)回(hui)收(shou)裝(zhuang)置(zhi),經(jing)熱(re)交(jiao)換(huan)器(qi)換(huan)熱(re)將(jiang)滲(shen)濾(lv)液(ye)原(yuan)液(ye)預(yu)熱(re)到(dao)接(jie)近(jin)沸(fei)點(dian)溫(wen)度(du)。產(chan)生(sheng)的(de)濃(nong)縮(suo)液(ye)類(lei)似(si)於(yu)反(fan)滲(shen)透(tou)工(gong)藝(yi),不(bu)同(tong)之(zhi)處(chu)是(shi)體(ti)積(ji)僅(jin)為(wei)滲(shen)濾(lv)液(ye)原(yuan)液(ye)的(de)5%~10%。
MVC蒸發產生的蒸餾水中除含有200~300mg/L的氨氮外,其他水質指標均遠低於現行的排放標準。為解決水中的氨氮問題,後續采用DI離子交換係統,將蒸餾水中溶解的氨氮和總氮吸附,使其達標排放。當離子交換樹脂飽和以後,采用4~5%的鹽酸將樹脂再生,循環往複。
二、工藝特點
⑴采用MVR+DI工藝處理垃圾滲濾液,其出水可連續穩定滿足《生活垃圾填埋場汙染控製標準》(GB16889-2008)的排放要求,國內多個工程實踐證明,該工藝具有投資適中、運行費用低、管理方便,出水優良的特點。
⑵工藝單元包括過濾、MVR蒸發和DI,均為物化處理單元,不含生化處理過程,工藝流程相對簡單,可隨時開停,便於調試和運行管理。
⑶MVRshimuqianyizhizhengfaxitongzhonghaonengdezhengfagongyi,suiweizhengfagongyi,danquebuyongzhengqishuruzuoweireyuan,zhixuyaoshaoliangdedianligongyingjike,xitongyibuxuyaolengqueshuigongying,tongguonenglianghuishouxitongjinlianghuishoupaichuxitongdezhengliushuihenongsuoshuidereliang。yizhiyilai,kunraozhengfaxitongyingyongdezhuyaowentijiushinenghaogao,erduiyuMVR而言,噸水的電耗可低至15~20度,不同的應用場合會稍有變化。
⑷係統清水產水率高,濃縮液產量少,僅占原水體積的5~10%。
⑸MVR+DI工藝具有較高的脫氮能力。由於MVC出水中含有200~300mg/L的氨氮,采用DI離子交換技術可將其高效去除,相比生物脫氮的效率大大提高,總氮的排放濃度可控製在7mg/L以內。
⑹MVR+DI工(gong)藝(yi)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)抗(kang)衝(chong)擊(ji)負(fu)荷(he)能(neng)力(li)及(ji)運(yun)行(xing)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。由(you)於(yu)蒸(zheng)發(fa)工(gong)藝(yi)的(de)性(xing)質(zhi)屬(shu)於(yu)應(ying)用(yong)純(chun)粹(cui)物(wu)理(li)原(yuan)理(li)進(jin)行(xing)分(fen)離(li)的(de)過(guo)程(cheng),對(dui)於(yu)滲(shen)濾(lv)液(ye)的(de)水(shui)質(zhi)水(shui)量(liang)的(de)變(bian)化(hua)適(shi)應(ying)能(neng)力(li)很(hen)強(qiang),並(bing)且(qie)具(ju)有(you)隨(sui)時(shi)開(kai)機(ji)、停機的特點,保證水量變化時的運行靈活性。
⑺工藝配套設備技術先進、質量可靠、係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)。蒸(zheng)發(fa)工(gong)藝(yi)采(cai)用(yong)的(de)全(quan)部(bu)設(she)備(bei)均(jun)為(wei)成(cheng)熟(shu)可(ke)靠(kao)的(de)常(chang)用(yong)機(ji)械(xie),易(yi)損(sun)件(jian)主(zhu)要(yao)是(shi)軸(zhou)承(cheng)和(he)機(ji)械(xie)密(mi)封(feng)等(deng)零(ling)部(bu)件(jian),更(geng)換(huan)成(cheng)本(ben)低(di),維(wei)修(xiu)工(gong)期(qi)短(duan),蒸(zheng)發(fa)器(qi)主(zhu)體(ti)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)可(ke)達(da)20年以上,正常運行時隻需進行日常的清洗,不存在更換問題。
⑻係統操作簡單、管理方便,自動化程度高。整個係統以PLC實(shi)現(xian)全(quan)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi),運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)通(tong)過(guo)視(shi)鏡(jing)觀(guan)察(cha)發(fa)現(xian)管(guan)束(shu)外(wai)表(biao)麵(mian)有(you)結(jie)垢(gou)現(xian)象(xiang)時(shi),係(xi)統(tong)不(bu)需(xu)要(yao)專(zhuan)門(men)停(ting)機(ji),也(ye)無(wu)需(xu)移(yi)開(kai)蒸(zheng)發(fa)器(qi)內(nei)部(bu)的(de)任(ren)何(he)元(yuan)件(jian),實(shi)現(xian)在(zai)線(xian)清(qing)洗(xi)。
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