作者：田旭峰 王莉莉

合众思（北京）环境工程有限公司承担了宁夏宁东能 源化工基地煤化工园区内的泸天化集团宁夏和宁化学有限 公司高含盐废水处理项目后，为了实现液体零排放和资源 化利用，针对该项目的废水水质、水量特点和能源条件， 设计了成套的蒸汽机械再压缩技术（MVR）强制循环蒸发结 晶系统。

蒸汽机械再压缩技术是通过蒸发浓缩将高盐废水浓缩 到过饱和至结晶盐析出，再通过离心脱水得到结晶盐。具 体是，先采用膜技术进行废水深度处理回用和减量化处理， 再对剩余高含盐废水进行蒸发结晶。废水处理装置达标排 放废水（以气化装置废水为主）中水回用设计处理规模为 130 立方米 / 时，脱盐水站浓盐水（树脂再生、反渗透浓 盐水）处理规模为 150 立方米 / 时。项目中剩余高含盐废 水的蒸发结晶系统正常处理规模为 10 立方米 / 时（平均 连续流），在操作弹性 50% ～ 110% 下能够稳定运行，经脱 水分离后结晶盐含水率小于等于 20%。合格冷凝水（5 日 生化需氧量小于等于 5 毫克 / 升，重铬酸钾法化学需氧量 小于等于 10 毫克 / 升，氨氮浓度小于等于 10 毫克 / 升， 溶解固含量小于等于 200 毫克 / 升）输送至回用水箱，用 于生产系统 ；产生结晶盐 810 千克 / 时。少量的蒸发浓缩 母液（小于等于 0.5 立方米 / 时）送至厂内焚烧炉焚烧。

蒸汽机械再压缩技术装置的基本原理是，利用压缩 机提升原本需要冷凝的蒸发器二次蒸汽的压力和饱和温 度，再送入蒸发加热器作为热源加热料液，达到充分利用 二次蒸汽潜热节能的目的。装置主要包括预热系统、蒸发 结晶系统、离心脱水系统、蒸汽冷凝液系统、加药系统等 部分。 预热系统是原料水经原料泵加压，通过冷凝水预热 器和蒸汽预热器温度升至 100 摄氏度，进入蒸发结晶装 置。冷凝水预热器热源为二次蒸汽冷凝产生的冷凝液， 冷凝水预热器既给原料预热，也给冷凝液降温。蒸汽预 热器的热源为减温减压后的生蒸汽，蒸汽预热器主要用 于保证料液进入蒸发结晶装置的温度，使得蒸发结晶系 统热量平衡。

蒸发结晶系统为强制循环结晶系统，主要由强制循 环加热器、强制循环结晶器和强制循环泵组成，料液通过 强制循环泵在结晶系统内循环。废水在强制循环泵的推动 下经强制循环加热器加热，沿强制循环结晶器中心管上 升，液面表面蒸发。由于同时有大量晶粒随液体一同循 环，蒸发时有大量晶粒存在，过饱和料液消耗在晶粒生 长上，避免了自发形成晶核。强制循环结晶器内设有除 雾器，可提高汽液分离效率，降低雾沫夹带对冷凝水的 污染。蒸发产生的二次蒸汽经过捕沫器除沫后进入蒸汽压 缩机。

离心脱水系统由离心机、母液罐和母液泵组成。当废 水密度达到设定值时，晶浆进入离心机离心脱水。离心分 离后盐颗粒含水率小于等于 20%。母液进入母液罐，大部 分母液再通过母液泵回到强制循环结晶系统继续浓缩结晶， 少量母液进入浓缩母液池。 蒸汽冷凝液系统的生蒸汽来自厂区蒸汽管网，生蒸汽 进入装置后先通过减温减压装置转换为压力 0.2 兆帕、温 度 120 摄氏度的饱和蒸汽。饱和蒸汽一部分作为开车蒸汽 直接送至强制循环加热器，一部分送至蒸汽预热器预热物 料。结晶器产生的二次蒸汽进入压缩机，升温升压后进入 强制循环加热器，为蒸发结晶系统内的物料供热。强制循 环加热器产生的冷凝液以及蒸汽预热器产生的冷凝液分别 自流进入冷凝液罐。冷凝液通过冷凝液泵分为两路，一路 作为降温水进入压缩机出口，为压缩机出口二次蒸汽降温；另一路进入冷凝液预热器加热原料，并实现冷凝液降温。 降温后的冷凝液再次分为两路，一路进入冲洗水泵作为冲 洗水去各个冲洗点 ；另一路进入冷凝水回收系统。 加药系统由消泡剂罐和消泡剂泵组成。蒸汽机械再 压缩技术装置根据蒸发结晶进水水质特点，设置了消泡 剂加药系统，给蒸发结晶系统加药，以保证装置的稳定 运行。

和宁化学液体零排放项目 2021 年 1 月完成调试，蒸汽 机械再压缩技术装置一次启动即达设计指标要求，连续稳 定运行。与传统蒸发器相比，该套装置体现出 7 项优点 ： 一是设计特殊，能适应复杂水质和水质条件较大变化，保 证系统连续稳定运行；二是压缩比高，热效率高，节省能源， 比能耗低，蒸发 1 吨清水的能耗约是传统蒸发器的 1/6 ～ 1/5，运行成本大大降低 ；三是智能化，可通过软件监控压 缩机的运行参数，而且得出分析报告 ；四是压缩机采用变 频控制，实际使用过程中可针对现场情况自动进行变频控 制 ；五是压缩机系统具有多方位自动保护功能，在温度、 压力等发生变化的情况下自动进行保护，保证压缩机的正 常使用 ；六是由于加热器同时又是二次蒸汽的冷凝器，没 有循环冷却水消耗 ；七是占地面积小、操作人员少，配套 公用工程项目少。

实践证明，蒸汽机械再压缩技术实现了液体零排放和 资源化利用，不仅降低废水对环境的污染，还可降低水资 源消耗，实现工业废水液体零排放。