《高含盐有机废水纳滤与MVR蒸发节能深度处理关键技术成套装备及应用》

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该项目主要属于高效节能与减排、化工机械与设备、工程传热传质交叉技术领域。高含盐有机废水一直是废水处理中的难题。高含盐有机废水处理方法有诸多不足,如通常的耗氧厌氧生化处理由于细菌耐盐性的制约(一般含盐量需低于1%)而无法使用,若将含盐量稀释到1%以下后生化处理,则耗水耗电很高,有机物被氧化,无法回收有机物;多效蒸发浓缩虽然后效利用了前效的二次蒸汽,但是一效还是需要消耗大量鲜蒸汽,其综合处理成本还是高。该项目针对高含盐有机废水采用传统方法处理能耗高、有机物难回收不环保的棘手难题,提出采用纳滤与机械蒸汽再压缩(MVR)多相流蒸发节能深度处理绿色新工艺和成套新装备处理高含盐有机废水。技术思路是采用纳滤技术分离出废水中的有机物,接着在低温下采用多效蒸发+MVR蒸发节能技术对废水进行蒸发浓缩提取盐分。一方面纳滤替代传统加热高温水解工艺回收废水中的有机物,提高了原料回收率,降低了原料物耗;另一方面淡相中的有机物分离回收后,后续的MVR蒸发过程稳定,只需提供少量电能驱动压缩机工作,不需要额外鲜蒸汽就能使系统自身的热能循环利用,实现连续蒸发。

主要技术内容:(1)纳滤膜分离和MVR蒸发器/压缩机强化传热传质机理研究:建立了纳滤膜细孔模型和纳滤分离性能参数理论算法,提出了基于有机物溶质大小的膜细孔结构和纳滤操作参数选取方法。研究了MVR蒸发器内多相流强化传热传质机理,揭示了降膜和升膜蒸发器管内流型、液膜波动动力学及传热特性。通过MVR蒸汽离心风机和罗茨风机内部流场仿真,对其结构进行了优化设计。(2)开发了高含盐有机废水纳滤与MVR蒸发节能深度处理绿色新工艺:研发了纳滤+多效蒸发+MVR多相流蒸发+纳滤深度后处理的节能环保绿色新工艺,解决了系统关键装备间的协调匹配运行,解决了废水中由于有机物存在而导致MVR蒸发过程不稳定,进口MVR装置开车就面临无法正常运行的棘手难题。(3)开发了高含盐有机废水纳滤与MVR多相流蒸发节能环保成套新装备:创新性地研发了高效内循环纳滤膜分离装置、高效MVR蒸发器、高效MVR压缩机成套装备,实现了系统关键核心装备的国产化、轻量化。(4)建立了具有自由知识产权处理量2-400吨/小时纳滤和MVR多相流蒸发节能成套工业化生产装置,成功推广应用到化工、制药、食品、酒精等高含盐有机废水行业。

该项目从应用基础突破、关键技术发明到工业化应用,形成了具有自主知识产权的创新发明链,核心技术达到国际先进水平,解决了高含盐有机废水处理难题。已获授权发明专利6项、实用新型专利6项,另申请7项发明专利和2项实用新型专利。本成套装备节能70%以上、节水80%以上,达到世界领先水平,显著增强了国内高含盐有机废水处理技术的核心竞争力,对推动高含盐有机废水的高效节能、绿色环保处理具有重要和深远意义。该项目技术装备推广应用到10余家企业、节支约5亿,社会效益显著。

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