基于MVR 的高鹽有機廢水深度處理及資源化利用技術

　　一、技術簡介
 

　　適用范圍
 

　　基于核心智能蒸發(fā)工藝，耦合物化處理、生化處理、膜處理等多工藝，實現(xiàn)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(fā)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(yōu)化，從而提升了MVR系統(tǒng)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(fā)的核心智能蒸發(fā)裝備，針對不同行業(yè)/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(fā)裝備脫除水體中大量的鹽分或實現(xiàn)鹽分的資源化利用；富集的濃縮液采用自主研發(fā)的母液全量處理裝置，實現(xiàn)全量化處理，蒸發(fā)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(fā)裝備技術原理：將蒸發(fā)產(chǎn)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(xiàn)熱能的循環(huán)利用；蒸汽冷凝水再經(jīng)由原料換熱，實現(xiàn)能量的綜合回收利用。
 

　　工藝路線
 

　　工藝流程如下：
 

　　工業(yè)廢水經(jīng)前端預處理，除雜和降進水COD之后進入MVR智能蒸發(fā)系統(tǒng)處理，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)壓縮機提高品位后作為熱源，從而實現(xiàn)蒸發(fā)循環(huán)。蒸發(fā)冷凝液進入后續(xù)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(fā)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(chǎn)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(huán)蒸發(fā)+高效濃縮減量+深度處理”工藝，設計膜濃縮液處理規(guī)模350 m3/d，實現(xiàn)膜濃縮液減量85%以上。系統(tǒng)運行穩(wěn)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(jīng)MVR蒸發(fā)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(yōu)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(yè)水污染物排放執(zhí)行標準的通知》(CODcr≤45mg/L、NH3-N≤4.5mg/L)水污染物排放限值。
 

　　研發(fā)背景
 

　　中國經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，工業(yè)發(fā)展水平不斷提高，隨之而來的是環(huán)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(huán)保需求，節(jié)能減排是我國工業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一，是近期碳中和工作的主軸，工業(yè)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(chǎn)生高鹽有機廢水量大、處理難度高，尋找處理效果好、技術經(jīng)濟性高、智能化程度高的處理技術、工藝與裝備，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水近零排放不僅是構建生態(tài)命運共同體的外在需求，也是當前我國企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的強烈內需。
 

　　處理高鹽有機廢水是工業(yè)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(tǒng)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(xiàn)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(chǎn)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(fā)技術、膜處理技術、干燥技術、生化處理技術，采用自主研發(fā)的智能蒸發(fā)裝備及母液處理裝備，實現(xiàn)了高鹽有機廢水的全量處理，并通過分鹽技術實現(xiàn)了廢水的資源化、產(chǎn)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(fā)的“基于MVR+的高鹽有機廢水處理技術”能實現(xiàn)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(guī)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(tǒng)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(xù)運行周期達到60～90天，技術水平整體優(yōu)于國內同類技術；
 

　　(3)通過污染物成分的分級處理，根據(jù)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(chuàng)造可觀的經(jīng)濟和環(huán)保效益；
 

　　(4)通過優(yōu)化耦合傳統(tǒng)自動化控制技術和大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺等先進數(shù)據(jù)通訊技術，以及生產(chǎn)、管理、監(jiān)管信息系統(tǒng)，對溫度、壓力、液位、電流、電壓等進行自動數(shù)據(jù)采集、自主分析判斷、智能預警、輔助決策、系統(tǒng)能量恒算等，實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測、控制以及運維全程化，確保蒸發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行；
 

　　(5)可為客戶提供該系統(tǒng)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(xiàn)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(zhèn)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(yōu)質工程)獲獎工程之一，總用地面積8330m2。已建規(guī)模為1100 m3/d的滲濾液處理系統(tǒng)，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(jīng)處理后可達標排放工業(yè)尾水約750 m3/d，另有HPRO產(chǎn)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(huán)蒸發(fā)+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(jié)池積存液，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，滿足排放標準后，經(jīng)現(xiàn)有管線輸送至園區(qū)現(xiàn)有排水口外排匯至徒駭河。
 

　　運行單位：深圳市中天環(huán)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(jīng)MVR蒸發(fā)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(yōu)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(yè)主單位
 

　　光大環(huán)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(tǒng)產(chǎn)生的濃水首先經(jīng)過預處理單元(除硬系統(tǒng)+物料膜系統(tǒng))，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(jīng)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(tǒng)，鈣鎂沉淀物則與后端產(chǎn)生的濃縮液一起固化后填埋處置。物料膜系統(tǒng)采用單級兩段方式，主要作用是降低進水COD，防止蒸發(fā)濃縮過程中溶液沸點溫升過高，經(jīng)過膜濃縮后大分子有機物經(jīng)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(jié)能蒸發(fā)系統(tǒng)處理。膜濃縮液蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)壓縮機提高品位后作為熱源，從而實現(xiàn)蒸發(fā)循環(huán)，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(fā)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(fā)器繼續(xù)循環(huán)。蒸發(fā)母液和預處理產(chǎn)生的一級濃液進入高效濃縮減量系統(tǒng)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(fā)冷凝液進入后續(xù)深度處理工序(RO+芬頓氧化+離子交換系統(tǒng))，確保處理后達標排放，實現(xiàn)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(chǎn)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(jīng)MVR蒸發(fā)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(yōu)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(chǎn)生的碳減排效果
 

　　本項目核心技術MVR蒸發(fā)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(xiàn)能量有效綜合利用，運行成本比傳統(tǒng)技術裝備節(jié)約60%～80%，系統(tǒng)穩(wěn)定高效，實現(xiàn)膜濃縮液減量85%以上，實現(xiàn)廢水減量化、無害化以及處理過程節(jié)能，取得良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。本項目蒸發(fā)量10t/h MVR設備能耗及環(huán)保優(yōu)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(huán)保新質生產(chǎn)力 |基于MVR+的高鹽有機廢水深度處理及資源化利用技術