高盐污水产生途径广泛，水量也逐年增加。最小化高盐废水排放对环境产生的影响要求去除含盐污水中的污染物。常用的高盐废水处理方式包括以下几种：耐盐细菌生化处理、传统蒸发浓缩设备蒸发、膜技术除盐、电解除盐。
但是由于高盐的毒害和抑制作用，生化处理技术实施遇到极大阻碍；传统的蒸发浓缩设备运行费用高、能效低；膜技术处理设备价格昂贵，易堵塞、易污染、最后产生的浓液无法处理；电解方式通常会因为有机物的问题而无法电解。
以人类目前的技术，高盐废水处理最理想的方式可能就是用MVR蒸发器，MVR蒸发设备可以将盐类以固体的形式分离处理，甚至达到零排放的效果，而得到的固体结晶还可以再回收利用。其对于没有蒸汽来源的厂家采用更具优势。
本期微水会邀请到在业内有多年经验的瑞升华王一飞王总与大家一起分享MVR蒸发器在高盐水及污水领域的应用。现微水会将干货频出的精彩分享内容做梳理，供业内人士学习参考和交流。
产品简介：MVR机械式蒸汽再压缩装置，是将蒸发系统内产生的二次蒸汽通过压缩机做功，提高蒸汽热焓，循环进行加热蒸发，充分利用系统内二次蒸汽及冷凝水的余热，节能效果突出。不用鲜蒸汽，可节省90%以上冷凝水、80%人力资源、60%场地。
一、MVR蒸发器介绍
1、MVR简介MVR蒸发器使用的是通过压缩机压缩二次蒸汽，国产压缩机每台可提供20℃的温升，进口压缩机每台可提供9℃的温升。因此，蒸发器系统对进水的要求是沸点尽可能小于15℃，以达到节能蒸发的目的。
单效蒸发：其生蒸汽在系统内只使用了一次。
双效或三效蒸发：生蒸汽在系统内使用了两次或三次。
MVR与多效蒸发器的区别在于，二次蒸汽一直在系统内循环使用，所以可认为其能量没有被浪费。
系统消耗的能量为将温度从119℃提升到130℃，压缩机所消耗能量。MVR节能体现在，其只需输入16KJ（吨水）就可使二次蒸汽从无用变为有用。
PS：压缩机功率=蒸发量*压缩机系数*温升。
能耗对比：MVR消耗的是电能，生蒸汽的消耗在进料必须达到蒸发温度，需要的蒸汽仅仅用来预热物料。
MVR蒸发器材质：
例如：氯化钠氯离子含量高，蒸发器材质建议使用钛材，如果氯化钠的蒸发温度控制在80℃以内，也可采用2205，但风险较大。相比而言，使用钛材更为可靠。
MVR对水的要求：1）Ca2+、Mg2+需小于100mg/L，若Ca2+、Mg2+超过100mg/L，蒸发时，结垢较为迅速；2）不能有硅或硅化物，要求含量小于30mg/L，若超过，也会有结垢现象发生；3）不能有氰化物，一旦泄漏会产生爆炸。
2、降膜与强制循环
如上图为两个降膜+双强制循环系统，这套系统在大蒸发量中是比较经济的案例。
降膜：物料沿着管壁由上向下在1.5-2m/s的流速下形成膜，蒸发强度大，效率高。降膜的换热系数可达到1200-1500。简单理解为：降膜蒸发一吨水需要约60平方。强制循环换热系数600-800，蒸发一吨水需要约120平方。
系统中尽可能多使用降膜来降低投资和换热器的使用，在饱和之前都可使用降膜。
降膜只适合液体沿管壁流下，如果有晶体形成，会马上在管壁上“干涸”，发生堵管。
3、MVR工作流程
简单概括为预热—降膜—强制循环—离心。
原料罐通过进料泵将原料打入换热器，（板式换热器，通过冷凝水与进料换热、生蒸汽与物料换热），通过两个板式换热器，保证进料温度。后进入降膜系统，使物料从不饱和达到接近饱和的状态。再经过强制循环泵打入强制循环系统，使物料达到结晶，并在结晶分离器中沉降。晶浆液会通过稠厚器（结晶器里的晶浆液进行沉淀，使结晶器和离心机的效率更高）浆液沉淀，清液送到母液罐。稠厚器和离心机分离出来的母液通过预热系统再次进入强制循环系统。
降膜系统和强制循环系统的二次蒸汽都进入到蒸汽压缩机，通过自动分配的方式，使降膜的换热器能够作为两效使用，降低换热器的投资和压缩机能耗。
应用领域：MVR蒸发器可运用到制药、化工、水泥、石化、电子、钢铁、染料等行业。基本上需要蒸发、凝缩的行业都可以通过MVR进行操作。
二、高盐水解决方案预处理方式：
1、高温湿式氧化+MVR工艺
高温湿法氧化的目的是物料在500-600℃气体中将废水中COD氧化。
这种方式由于投资比较大，系统较为复杂，在国内的应用案例不多。如果能够从废水中提取到有利用价值的盐是比较可靠的，如果只是为了氯化钠或硫酸钠废盐，意义不大。
2、溶剂萃取+MVR
水中含有DMAC、DMF等，直接蒸发，会对水的出盐和压缩机有很大影响，其次，这些物质较有价值，可先回收，再做蒸发处置。
3、活性炭吸附+再生炉+MVR
工业废水中COD过高在蒸发时，很难得到较好的盐。将COD降到2000-3000mg/L时才可能得到白色较好的盐。因此，较好的方法是用活性炭吸附水中的COD，使其下降，再经过MVR蒸发器。吸收了COD的活性炭通过再生炉二次再生，循环使用。（每吨活性炭的损耗量在5%以内，即活性炭可以使用20次）。吨水的吸附再生费用在10-20元左右。
目前，在煤化工中，有两段是需要活性炭吸附再生，一是蒸发除盐的前段，需要通过某种方式降低COD，比如树脂吸附、高级氧化；二是最终水的零排放，将出水COD降到适宜范围。
4、硫酸变副产
稀酸腐蚀性较强，不好浓缩，一般会通过加MgO等，变成可利用的副产。
5、高盐高沸点有机物——MVR+焚烧
针对无法生化和蒸发的物料，会先考虑用浓缩将COD减量部分，再通过焚烧或生物干燥的方式将高盐高沸点的物质烧掉。目前，焚烧的方式有两种，一是生物造粒，二是作为固体焚烧。
三、项目案例分享
1、内蒙古联邦制药
该项目蒸发量为180吨/h，系统采用德国piller压缩机，材质为钛材，所有泵为一用一备。总配电量3600kw。项目在降膜系统做了优化，不仅有系统常规的降膜+强制循环系统，在降膜期更将其做成两效或三效，大幅度降低了蒸汽消耗量，降低了压缩机能耗。
从以下示意图可看出：降膜采用三效，每一效又采用了三级，同时共用一个分离器，降低了占地面积和分离器的投资。
四、关于盐硝分离
盐硝分离中盐指氯化钠，硝指硫酸钠。
进行盐硝分离需要找出氯化钠与水相、硫酸钠与水相结晶的区别点。现较多案例均为通过热法结晶来进行硝盐分离，采用的是在85℃时析出硫酸钠，在45℃通过冷却拿出氯化钠晶体，最后浓缩初混盐。
南方较热，钢架不需保温，故采用钢架结构多；北方冬季寒冷，施工期短，采用混凝土结构结实可靠，进行保温设计后，冬季操作维修方便。
案例：内蒙古亿利资源煤化工项目提供的是高温出硫酸钠，低温出氯化钠。
物料经过板式换热器预热后经过两个降膜换热器，再进入强制循环系统，在高温下硫酸钠达到饱和状态结晶出盐，剩余母液中含有的氯化钠经过冷却水结晶析出，其余母液进入混盐系统。
实际能够产出好盐及混盐的量，需要根据实际判断，不可概一而论。
答疑解惑
▷1、沸点升是多少？结垢如何解决呢？我觉得是相变的过程。潜热和显热的焓利用。现在有利用聚合物薄膜做换热器的，以防止结垢。贵公司是否有这方面考虑？
答：沸点升指的是不同盐溶液在沸腾时的温度，氯化钠饱和时沸点升高107℃、氯化铵是112℃；结垢解决很难，最好做到预防，一要控制Ca2+、Mg2+，二要控制硅；如果发生结垢，要进行水洗，有水洗和酸洗。
目前一般所用金属材质的换热器有钛材、碳钢、316、2205、304；目前因316、2205及钛材的换热系数较好应用比较多。
▷2、进出口温度升最小能做到多少，越小越节能吗？
答：国产压缩机是20℃的温升，进口压缩机一台是8-9℃的温升。
▷3、沸点升不能超过15℃吧？
答：沸点升高最好都不要超过10-12℃；压缩机的总能升是20℃，如果沸点升高超过15℃，再考虑2℃损失、3℃温差，蒸发效果会很不好。我们希望有效的蒸发温差尽可能会大一点，5-6℃会比较好。
▷4、想请问，强制循环蒸发传热系数只有600到800吗？
答：降膜的换热系数一般采用1200-1500，强制循环600-800。换热系数尽量保守些，换热面积大些，压缩机温升又足够，最终的蒸发使可以保证的，可使系统更加可靠。
▷5、MVR和多效蒸发可不可以理解为MVR比多效蒸发多一套压缩机系统？
答：MVR就是降膜系统、强制循环系统和压缩机三部分组成；多效分为一效、二效、三效再加结晶器，在前面有负压、常压、正压三个压力段，系统操作起来非常复杂。
▷6、蒸汽压缩机都需要注水，这个水的消耗量有多大？
答：蒸汽压缩机都需要注水，因为压缩机在压缩二次蒸汽时会有一个过热过程，需要将过热变成饱和；一般来说一吨蒸汽蒸汽会补充50公斤左右的水，但国产压缩机和进口压缩机会有异。
▷7、有一个电镀废水的膜分离浓水，含盐量只有4W多，主要为硫酸钠和氯化钠，考虑MVR是否经济？
答：所谓经济最重要的是考虑电耗及蒸汽的投资费用，如果蒸汽价格超过150原，电价在一元左右，mvr系统较为划算。
▷8、我们的MVR怎么不析晶的呢？压缩机喘振怎办？
答：有几种状况，一是系统设计时只考虑了浓缩没有做结晶器，另一种是在设计时没有达到足够的蒸发量，例如，进料的氯化钠浓度是8%，出来时是20%，没有达到饱和不会析晶（因氯化钠达到27-28%才会结晶）。
发生喘振是因转速和过气量（设计额定量）不匹配，这时就需迅速调整蒸发量来使转速和过气量、进料量来达到平衡。这也需要根据工程现场情况来进行判断。
▷9、废水COD5万mg/L，主要为硫酸钠，怎么利用MVR蒸发器？
答：硫酸钠比较好做，如果不考虑氯化钠或不含氯化钠，硫酸钠的沸点为103℃。如果水量足够大，需要进行预处理，需要得到比较好的硫酸钠；如果水量只有3、5吨，可以进系统直接蒸发，这时需通过简单的蒸发实验来对水样进行测试，判断是否结晶、结晶效果如何。
▷10、MVR启动时也需要蒸汽吧，这个蒸汽发生器怎么配的？
答：是需要蒸汽的。综合的前提一是尽量使用系统的冷凝水，因为冷凝水出来为80℃，尽可能消耗冷凝水的温度使其降到30℃，二是冷凝水不足以使所有进料升高到85℃，需要生蒸汽补充热量，使进料温度保证是85℃。所以蒸汽发生器配比是算出来的，根据进料量、温度提升，计算出冷凝水吨数及生蒸汽需求量。
▷11、请问我们的盐水中有10%氯化钠，4%氯化钙，2%磷酸盐，C0D6000mg/L，能用MVR吗？（附水样）
答：大概看起来还是可以的，除了硫氢化钠、氰化物、Ca2+、Mg2+要去掉，一般来说都是可以的，但沸点需要测量，并且cod较高的话会对沸点产生影响。
▷12、MVR一般对COD要求是多少？
答：一般来说COD1以内万mg/L出盐会比较好，COD3-5万mg/L出盐可能会发黄发黑，具体的还需通过实验室水样的测试来确定。
▷13、如何保证蒸馏水水质？
答：MVR和多效蒸发都只是一种蒸发的方式，很难保证水质，但要尽可能的判断和预防。例如进料COD1000mg/L，冷凝水可保证在500-800mg/L，如何做：一是会有除膜器，二是蒸发温度会比较低，让水中轻组分不会全部蒸出，三是在国产压缩机之后会加一个二次除膜器。
▷14、如果有机物过高，会不会形成粘膜，影响结晶除盐？
答：有机物高的会不好结晶，影响结晶质量。对于高COD的水可以浓缩，但最后出现稀糊状物质不可能有很好结晶。所以一是通过实验来判断能否结晶，二是要记录在结晶过程中发现的一些情况，如起沫、起泡、沸点多少、结晶情况如何等，通过这些方式才能真正判断是否适合MVR，能否结晶，用什么材质（根据系统中是否有氯化钠和氯化铵判断）。
▷15、蒸发量，进水量都越来越小，结晶釜就是没有盐，是否与降温不够有关？
答：首先要判断到底有多少含盐量，根据设计量设计的降膜和强制循环系统，但实际进水中含盐量远小于设计值，降膜中是肯定没有出盐。这时需要将水样进行化验，确定含盐量值。
▷16、处理后的水直接排放？还需要处理吗？
答：能否排放是不确定，需要做判断和分析。主要看cod、氨氮含量。
▷17、我们的碳酸铜废水，COD5000mg/L，能够用MVR吗？
答：如果是水蒸发的，应该可以做，但需看下碳酸碳沸点，正常沸点升不要超过12℃，10-12℃是可接受的。是否适用MVR第一要素是材质能够接受，即能够用到2205、316和钛，不需要更多材质且对压缩机无腐蚀；第二要素是物料最终的沸点升高不会超过12℃，12℃也可做，但压缩机能耗会大些，蒸发面积会大。
▷18、生蒸汽板式换热后回收进压缩机吗，蒸发器怎么清洗？
答：生蒸汽进入板式换热器、物料换热器后，生蒸汽就排掉送到冷凝水系统，或送到另一个水回收系统，生蒸汽只是将进来的物料加热到85℃，并没有生蒸汽直接进去系统。如果考虑系统的简单性，生蒸汽不直接预热物料，也可直接进入换热器系统，进行换热。两种方式总的热量是平衡的，都一样。
尽可能降低Ca2+、Mg2+进入量；用水洗、清料洗、酸洗（盐酸）；加入适量阻垢剂，降低结垢的情形发生。
▷19、水环真空泵真空度越高越好吗？
答：系统的真空不是由于真空泵抽真空来造成，系统的真空是由于二次蒸汽都被冷凝掉带来的真空，如果二次蒸汽不能被冷凝掉而是通过真空泵，系统是不匹配的。
▷20、当时我们做MVR中试做出来的结果计算后说相当于12.5效的蒸发器。您那里有没有计算过，相当于多少效？
答：蒸汽价格不同，计算效率不同，最高也可以达到30，主要看蒸汽价格。
▷21、吨水投资大概为多少呢？
答：大约为80-120万，换热器材质、压缩机不同，投资也不一样。
▷22、想请问，榆林这套活性炭吸附再生装置，再生是热再生还是化学法再生，是否产生二次废气排放？
答：是热再生，尾气达欧5标，尾气成本稍高一些。
▷23、用MVR的系统需要考虑备用吗？如果出现问题是临时采用蒸汽做单效驱动吗？换热器共用还是独立配置的？
答：MVR系统一般没有考虑压缩机备用，因为压缩机价格太贵，占MVR系统价格的35%左右；如果想采用临时蒸汽备用，要考虑压力承受问题，MVR属于负压容器，除非有减压阀减到一公斤以下，否则属于压力容器不允许。这种情况下，在设计时就需要考虑压力容器设计。
▷24、通常MVR设备的维护检修时间多久呢？需要考虑事故池来存进料吗？通常需要停机多长时间？
答：MVR如果出现事故，一般会停机较久，尤其是国外进口设备（进口piller压缩机一般故障率小于1%）。MVR设置事故池（5-10天存量）要与MVR的检修周期相匹配，所有泵的密封要做备件。正常情况下，压缩机出现的问题不是很大，一般一年检修一次；非正常情况损坏，维修时间会比较长。
▷25、您前面提到预处理时主要讲了COD的去除，此外还提到了二氧化硅，那么，MVR对进液COD和硅的具体限定指标是多少？除了COD和硅之外，MVR对进液还有没有其他指标的要求？
答：MVR对COD进行处理时，是分轻组分和重组分的。轻组分一般具有挥发性可进入到浓水中，进行蒸发；重组分会形成釜底液不会蒸发。因此要区别对待。硅酸盐只有在碱性条件下，才会结垢，对换热管有影响。▷26、上次一个项目咨询过贵公司，因为氯离子浓度过高，说要用钛合金材质做，然后压缩机还受不了，所以造价过高，请问MVR对盐分或离子浓度有什么进水条件？一般的设备造价如何计算？
答：氯离子用钛才压缩机叶轮没有问题的，蒸发器材质也是钛材没问题。氯化钠、氯化铵、硫酸钠、硫酸铵都是可以通过mvr来做的。
▷27、您认为负压蒸发与微正压蒸发相比，哪个优势大？
答：MVR一般采用85度蒸发来保证系统的可靠和节能，但根据不同物料会有不同要求。
▷28、压缩机能耗和MVR整体能耗一样吗？
答：压缩机能耗材是指压缩机功率，不包括其他泵和离心机的电耗。
▷29、如果进水中有氟离子时，选材有什么要求？钛的话最多能耐受多少浓度的氟？
答：有氟离子的时候建议不要用钛才，钛才对氟离子的耐腐蚀程度较差，可以考虑80度左右用2205来蒸发，避免氟离子和氯离子的双重腐蚀。
结束语
首先非常感谢瑞升华，感谢@王一飞王总将多年经验分享，在微水会分享关于MVR蒸发器在高盐水行业的应用。
在本期微水会中，王总以案例为主线，循序渐进的通过案例，依次就何为MVR，与多效蒸发相比优势MVR优势何在，降膜系统与强制循环系统、MVR工作流程、对进水要求等做了详细讲解；后强调出盐关键，但预处理也不可小觑，辅以实际案例介绍了针对不同性质高盐废水现常采用的五种预处理方式；最后对盐硝分离做了详尽介绍。答疑环节就微水会成员提出的沸点升、蒸发器怎么配比、结垢处理方法、压缩机喘振、蒸发器清洗、吨水投资等问题给予了耐心而详尽的解答，针对群友以水质询问能否采用MVR工艺，给出了具体分析。可谓是受益匪浅呐。
小编想说，随着资源、能源消耗呈持续增长趋势，所面临的环保压力也越来越大，工业转型之路上，废水处理也日益严格化，本次微水会内容分享的MVR蒸发器，所具有的突出优势便是节能，广泛用于化工、医药、食品、生物工程等高浓度废水处理行业，在与相关工艺结合，未来市场前景可期。
原标题：MVR蒸发器在高盐水行业的应用及案例介绍
