農藥廢水是一種難治理的高鹽度有機廢水，其廢水中鹽度和COD高達幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)mg/L以上。高鹽有機廢水處理主要分為非生物法和生物法，其中前者應用廣泛，主要包括蒸發(fā)、膜分離等技術(shù)。膜分離使用條件苛刻、投資和運行成本高，當前蒸發(fā)技術(shù)使用普遍，其過(guò)程是指在加熱過(guò)程中，溶液中部分溶劑汽化，得到含有不揮發(fā)性溶質(zhì)的剩余濃縮溶液的過(guò)程，其特點(diǎn)是能將無(wú)機鹽與水分分離得比較徹底，缺點(diǎn)有能耗大、運行成本高、易結垢堵塞等，所以必須考慮高效節能等問(wèn)題，而多效蒸發(fā)(MED)和機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)(MVＲ)是推薦的高效節能技術(shù)。MED是將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái)，用前一個(gè)蒸發(fā)器的二次蒸汽作為下一個(gè)蒸發(fā)器的加熱蒸汽，下一個(gè)蒸發(fā)器的加熱室便是前一個(gè)蒸發(fā)器的冷凝器。優(yōu)點(diǎn)是多次利用二次蒸汽的汽化和冷凝，可以顯著(zhù)減少新鮮蒸汽消耗量。在化工生產(chǎn)、食品加工廠(chǎng)、醫藥生產(chǎn)、石油和天然氣采集加工等企業(yè)的高鹽度(含鹽量為3．5%～25%)高濃度(COD濃度為2000mg/L～300000mg/L)廢水處理廣泛應用。理論上MED若第一效為沸點(diǎn)進(jìn)料，忽略熱損失和溫差損失等因素，則生蒸汽消耗量與蒸發(fā)量的比單效、雙效、三效分別為為1、0．5、0．3。但應用中有損失，實(shí)際消耗蒸汽與蒸發(fā)效數之比為:單效1．10，雙效0．57，三效0．4，四效0．3，五效0．27。MVＲ是料液經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽，經(jīng)分離器分離，再經(jīng)壓縮機壓縮，提高壓力、升高溫度、增加熱焓后作為加熱蒸汽循環(huán)使用，優(yōu)點(diǎn)是減少蒸發(fā)濃縮過(guò)程對外界能源需求，主要消耗電能，節省了蒸汽和冷卻水的能源消耗。本研究的目的是比較MED和MVＲ處理農藥廢水的差異，重點(diǎn)分析鹽度和COD去除率和單位廢水能耗等指標，為高鹽有機廢水的工業(yè)化高效節能設備應用提供指導和借鑒作用。

1、實(shí)驗部分

1．1 廢水水質(zhì)

農藥廢水來(lái)自某農藥生產(chǎn)廢水，鹽度分別為66000μs/cm、66800μs/cm、56000μs/cm、58000μs/cm和91210μs/cm，平均為68018μs/cm；COD分別為71668mg/L、76564mg/L、66264mg/L、48480mg/L、71856mg/L，平均為66966mg/L。

1．2 主要設備

MED為三效蒸發(fā)設備，含預熱器20m2、蒸發(fā)器(一效、二效、三效)3臺、結晶罐6m3、循環(huán)泵11KW、采鹽泵3KW、真空機組500m3/h、儀表等。MVＲ運行體積20m2，裝機400kw，含原料計量罐、進(jìn)料泵、冷凝液預熱器、真空預熱器、蒸汽預熱器、排料泵、加熱器、循環(huán)泵、出料泵、壓縮機、稀油站、結晶器、冷凝液泵、冷凝液罐、噴淋泵、真空泵、真空冷卻器、噴淋冷卻器、離心機、旋液分離器、晶漿罐、變頻器。

1．3 實(shí)驗方法

新鮮蒸汽壓力為0．4～1MPa，蒸發(fā)實(shí)驗平行進(jìn)行5次，測量進(jìn)出水水質(zhì)計算去除率，鹽度以電導率計算，有機物濃度以CODcr計算。能耗分析包括蒸汽、電等，折算為標煤。1kg飽和蒸汽(0．4～1MPa)折標煤0．145kgce，每kwh電折標煤0.404kgce。

2、結果和討論

2．1 水質(zhì)指標

由圖1可知，MVＲ的鹽度去除率5次實(shí)驗分別為95．38%、94．76%、94．93%、91．53%和97．14%，平均為94．75%，與MED的鹽度去除率(5次實(shí)驗分別為97．27%、98．68%、94．93%、93.94%和98．68%)平均為97．24%相比，差異不顯著(zhù)(P＞0．05)。

由圖2可知，MVＲ的COD去除率5次實(shí)驗分別為89.32%、91．92%、90．01%、82．44%和83．59%，平均為87．46%，顯著(zhù)高于MED的COD去除率(5次實(shí)驗分別為97．69%、98.37%、89．50%、95．54%和88．22%)平均為93．86%(P＜0.05)。

2．2 單位能耗

由圖3可知MVＲ的單位廢水能耗約為16．58kgce/m3，MED的為60．02kgce/m3，前者的單位廢水能耗只有后者的27.6%，即MVＲ比MED節約能源約72．3%。

2．3 討論

方健才報道，按3t/h的處理量去處理氯化銨廢水時(shí)，每處理1t廢水MVＲ折消耗18．45kgce，而采用三效蒸發(fā)器折消耗65．25kgce，四效蒸發(fā)器折消耗47．25kgce。MVＲ相對于三效蒸發(fā)器可節省69．45%的標準煤，相對于四效蒸發(fā)器節省60．72%的標準煤。高麗麗等在以15t/h氨基酸的蒸發(fā)濃縮工程實(shí)例為研究對象的實(shí)驗中，將MVＲ和多效蒸發(fā)的能源消耗對比發(fā)現:使用MVＲ處理1t廢水所消耗電等價(jià)熱量10．53kgce，而同樣使用三效蒸發(fā)處理時(shí)所耗蒸汽等價(jià)60．9kgce。相比于三效蒸發(fā)器而言，使用MVＲ蒸發(fā)可以節省85．7%的標準煤；葉正茂等在處理55t/h含100g/L的氯離子的硫酸銨廢水時(shí)，在后端使用多效蒸發(fā)器和MVＲ比較其能耗，結果表示處理一噸水MVＲ消耗24．84kgce，三效和四效蒸發(fā)器分別消耗60．21kgce和49．71kgce，分別節省了58．74%和50%的標準煤。本研究結果表明，利用MVＲ蒸發(fā)技術(shù)處理高鹽度有機農藥廢水可以節約標煤超過(guò)70%。

3、結論

MED和MVＲ都可以有效去除農藥廢水中的鹽度和COD，其中MED和MVＲ對鹽度的去除率差異不顯著(zhù)(P＞0．05)；但是針對COD，三效蒸發(fā)的去除效果顯著(zhù)高于MVＲ(P＜0．05)。與MED相比，MVＲ蒸發(fā)技術(shù)處理高鹽度有機農藥廢水可以節約標煤超過(guò)70%。（來(lái)源：江蘇藍豐生物化工股份有限公司 環(huán)保部，徐州工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院）