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高源禹
一、技術簡介
適用范圍
基于核心智能蒸發工藝，耦合物化處理、生化處理、膜處理等多工藝，實現了高鹽有機廢水的全量處理及資源化利用，廣泛應用于新能源、危廢、市政、化工、冶金等領域。針對高鹽廢水蒸發易結垢的弊端，采用高性能鈦合金材料制造MVR換熱器，并對與之配套的工藝進行優化，從而提升了MVR系統的整體性能，使受納的高鹽廢水范圍達到含鹽量10% ~ 30%、COD 濃度可達100000 mg/L，且免維護運行周期達到90天。
技術原理
依托自主研發的核心智能蒸發裝備，針對不同行業/領域高鹽有機廢水中的高鹽分、有機物、重金屬污染物、可回收物質的價值以及濃度水平，通過對污染物分級分類識別，耦合膜濃縮、吸附、離子交換、芬頓氧化、絮凝沉淀等各類物化預處理及深度處理技術，結合廢氣治理等工藝，大幅降低有機物及重金屬污染后，利用智能蒸發裝備脫除水體中大量的鹽分或實現鹽分的資源化利用；富集的濃縮液采用自主研發的母液全量處理裝置，實現全量化處理，蒸發冷凝液進一步深度處理后達到國家排放標準。
核心MVR(蒸汽機械再壓縮)智能蒸發裝備技術原理：將蒸發產生的二次蒸汽通過壓縮機加壓升溫，提高蒸汽的熱焓并作為熱源給物料加熱，實現熱能的循環利用；蒸汽冷凝水再經由原料換熱，實現能量的綜合回收利用。
工藝路線
工藝流程如下：
工業廢水經前端預處理，除雜和降進水COD之后進入MVR智能蒸發系統處理，蒸發產生的蒸汽經壓縮機提高品位后作為熱源，從而實現蒸發循環。蒸發冷凝液進入后續深度處理工序(生化+膜處理等)，確保處理后達標排放；控制工藝條件，MVR蒸發濃縮過程中濃縮液所含鹽分結晶析出，脫除水體中大量的鹽分。處理過程中產生的廢氣進行負壓收集凈化，采用“堿洗+酸洗+活性炭吸附”工藝，處理后達標排放。
應用效果
以濟南市第二生活垃圾綜合處理廠滲濾液膜濃縮液為例，采用“預處理+MVR強制循環蒸發+高效濃縮減量+深度處理”工藝，設計膜濃縮液處理規模350 m3/d，實現膜濃縮液減量85%以上。系統運行穩定，滲濾液膜濃縮液COD濃度超過10000 mg/L，NH3-N濃度6000~8000 mg/L，經MVR蒸發和深度處理后，出水COD濃度降低至10~25 mg/L，NH3-N濃度降低至4.5 mg/L以下，COD和NH3-N平均去除率分別達到99.86%和99.95%，出水各項指標均大幅優于《生活垃圾填埋場污染控制標準》《濟南市人民政府辦公廳關于提高部分排污企業水污染物排放執行標準的通知》(CODcr≤45mg/L、NH3-N≤4.5mg/L)水污染物排放限值。
研發背景
中國經濟發展速度不斷加快，工業發展水平不斷提高，隨之而來的是環境與能源問題。在雙碳時代背景下，“碳排放”整體面臨較為全面的環保需求，節能減排是我國工業發展的重要戰略之一，是近期碳中和工作的主軸，工業廢水處理是其中的重要方向。在危廢、新能源、市政、化工、冶金等領域，產生高鹽有機廢水量大、處理難度高，尋找處理效果好、技術經濟性高、智能化程度高的處理技術、工藝與裝備，實現生產廢水近零排放不僅是構建生態命運共同體的外在需求，也是當前我國企業生產發展的強烈內需。
處理高鹽有機廢水是工業廢水處理的首要難點。其來源普遍、種類多樣、成分復雜，含鹽量通常在3%左右，有機物含量較高，且較難降解，使用單一治理方法無法達到理想的處理效果。針對傳統高鹽廢水處理，尤其是危險廢物物化處理中“輕物理法、重化學法”的現狀，為克服高鹽廢水處理存在化學藥劑使用量大、運行成本高、二次固廢產生量多及設備冗余、排放不達標且資源浪費等問題，公司通過耦合智能蒸發技術、膜處理技術、干燥技術、生化處理技術，采用自主研發的智能蒸發裝備及母液處理裝備，實現了高鹽有機廢水的全量處理，并通過分鹽技術實現了廢水的資源化、產品化。
技術特點
高鹽有機廢水是廢水處理領域的難點，有機物成分復雜、濃度高，總溶解性鹽(TDS)高，處理難度大。公司自主研發的“基于MVR+的高鹽有機廢水處理技術”能實現對其資源化、無害化全量處理。
(1)以MVR 技術為核心，耦合各種常規或新興水處理技術，為高鹽有機廢水提供了一種新型高效處理模式，廣泛應用于新能源、危廢、市政、化工、冶金等領域；
(2)耦合了一系列的工藝包技術，能針對不同物料配置合適的工藝包組合，使MVR 系統受納廢水含鹽量范圍高達30%、COD濃度可接受100000 mg/L以上，免維護持續運行周期達到60～90天，技術水平整體優于國內同類技術；
(3)通過污染物成分的分級處理，根據不同物料特點結合特定工藝技術，安全、高效地回收二次資源，創造可觀的經濟和環保效益；
(4)通過優化耦合傳統自動化控制技術和大數據、物聯網、云平臺等先進數據通訊技術，以及生產、管理、監管信息系統，對溫度、壓力、液位、電流、電壓等進行自動數據采集、自主分析判斷、智能預警、輔助決策、系統能量恒算等，實現系統監測、控制以及運維全程化，確保蒸發系統穩定高效運行；
(5)可為客戶提供該系統的全面運營管理和技術支持服務，技術人員駐場操作管理，實現即時響應。
二、典型應用案例
案例名稱
濟南第二生活垃圾綜合處理廠350 m3/d垃圾滲濾液膜濃縮液MVR+全量處理工程
案例簡介
項目位于濟南市濟陽縣孫耿鎮濟南市第二生活垃圾綜合處理廠，該廠是2012～2013年度中國建設工程魯班獎(國家優質工程)獲獎工程之一，總用地面積8330m2。已建規模為1100 m3/d的滲濾液處理系統，采用“兩級A/O + MBR + 化學軟化 + 兩級碟管式反滲透(Disk-Tube Reserve Osmosis，DTRO) + 高壓反滲透(High-Pressure Reserve Osmosis，HPRO)”主體工藝。滲濾液經處理后可達標排放工業尾水約750 m3/d，另有HPRO產生的350 m3/d膜濃縮液。捷晶科技采用“預處理(除硬+物料膜)+MVR強制循環蒸發+母液高效濃縮減量+深度處理(RO+芬頓氧化+離子交換)”工藝，處理DTRO膜濃縮液和調節池積存液，系統運行穩定，滿足排放標準后，經現有管線輸送至園區現有排水口外排匯至徒駭河。
運行單位：深圳市中天環保技術有限公司(深圳市捷晶科技股份有限公司子公司)
達到的標準或性能要求
滲濾液膜濃縮液COD濃度超過10000 mg/L，NH3-N濃度6000~8000 mg/L，經MVR蒸發和深度處理后，出水COD濃度降低至10~25 mg/L，NH3-N濃度降低至4.5 mg/L以下，COD和NH3-N平均去除率分別達到99.86%和99.95%，出水各項指標均大幅優于《生活垃圾填埋場污染控制標準》水污染物特別排放限值。
業主單位
光大環保(中國)有限公司
投運時間
2019年6月30日
工藝流程
反滲透膜系統產生的濃水首先經過預處理單元(除硬系統+物料膜系統)，通過投加燒堿和純堿與膜濃縮液中鈣鎂離子反應生成沉淀物，再經壓濾分別得到濾液和鈣鎂沉淀物，濾液硬度降低至100 ppm以下。投加硫酸，回調pH進入物料膜系統，鈣鎂沉淀物則與后端產生的濃縮液一起固化后填埋處置。物料膜系統采用單級兩段方式，主要作用是降低進水COD，防止蒸發濃縮過程中溶液沸點溫升過高，經過膜濃縮后大分子有機物經截留進入一級濃縮液，進水COD去除率達到65%，回收率不低于90%。
預處理之后的膜濃縮液進入MVR高效節能蒸發系統處理。膜濃縮液蒸發產生的蒸汽經壓縮機提高品位后作為熱源，從而實現蒸發循環，冷凝水先對濃液進行預熱后再排出，使余熱得到充分利用。MVR蒸發所得濃液首先打入稠厚器析出晶體，當晶體增多到一定程度時打入壓濾機進行固液分離，濾液返回MVR蒸發器繼續循環。蒸發母液和預處理產生的一級濃液進入高效濃縮減量系統進行二次濃縮，過程中濃縮液所含鹽分結晶析出，收集后委外處置。蒸發冷凝液進入后續深度處理工序(RO+芬頓氧化+離子交換系統)，確保處理后達標排放，實現垃圾滲濾液膜濃縮液的全量處理，無濃縮液外排。
膜濃縮液處理產生的不凝氣、惡臭物質進行負壓收集凈化，采用“堿洗+酸洗+活性炭吸附”工藝，處理后達標排放。
運行情況
滲濾液膜濃縮液COD濃度超過10000 mg/L，NH3-N濃度6000~8000 mg/L，經MVR蒸發和深度處理后，出水COD濃度降低至10~25 mg/L，NH3-N濃度降低至4.5 mg/L以下，COD和NH3-N平均去除率分別達到99.86%和99.95%，出水各項指標均大幅優于《生活垃圾填埋場污染控制標準》水污染物特別排放限值。
技術應用產生的碳減排效果
本項目核心技術MVR蒸發只需要消耗電能，減少了燃煤消耗及二次污染物排放，充分實現能量有效綜合利用，運行成本比傳統技術裝備節約60%～80%，系統穩定高效，實現膜濃縮液減量85%以上，實現廢水減量化、無害化以及處理過程節能，取得良好的生態效益和經濟效益。本項目蒸發量10t/h MVR設備能耗及環保優勢對比如下表，估算該設備減污降碳績效：總減碳量為54054.8t。
原標題：環保新質生產力 |基于MVR+的高鹽有機廢水深度處理及資源化利用技術
