早期的零排放水處理技術(shù)主要基于蒸發(fā)器和蒸發(fā)塘。而這兩種技術(shù)在用于廢水濃縮之前，早已在其它行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。其中蒸發(fā)器的典型工業(yè)應(yīng)用之一是氯堿行業(yè)中的堿液蒸發(fā)。學(xué)化工的同學(xué)們對(duì)此應(yīng)該不陌生。20年前，我的畢業(yè)實(shí)習(xí)就是在一個(gè)氯堿廠的蒸發(fā)工段完成的。

而在美國(guó)，早在1893年就建成了第一個(gè)氯堿工廠，氯堿工業(yè)在1940年以后更是隨著石油化工的興起得到了迅速發(fā)展，大型蒸發(fā)器的應(yīng)用隨之增加。這些行業(yè)主要使用多效蒸發(fā)器。

與傳統(tǒng)蒸發(fā)應(yīng)用相比，廢水蒸發(fā)面臨三大主要挑戰(zhàn)。一是廢水中的低溶解度組分極易隨著蒸發(fā)濃縮過(guò)程在換熱表面發(fā)生結(jié)垢；二是廢水中大量存在的氯離子極易在濃縮和加熱條件下對(duì)換熱材料造成腐蝕；三是由于不直接產(chǎn)生任何高價(jià)值產(chǎn)品，因而用戶普遍對(duì)能耗與運(yùn)行成本更加敏感。

要解決這些問(wèn)題，就需要對(duì)原有蒸發(fā)器在設(shè)計(jì)和工程方面做出相應(yīng)改進(jìn)。而這主要是由一些技術(shù)實(shí)力雄厚的工程公司完成的。在零排放特別是蒸發(fā)結(jié)晶領(lǐng)域，國(guó)際上最知名的三家公司是RCC、HPD和Aqua-Chem公司。

HPD公司成立于1921年，總部位于伊利諾伊州，號(hào)稱世界上最大的蒸發(fā)與結(jié)晶公司，在全球提供了超過(guò)800套蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。1998年，HPD被威立雅（Veolia）公司收購(gòu)。

Aqua-Chem公司成立于1931年，總部位于威斯康星州，是熱法脫鹽系統(tǒng)的先驅(qū)之一。2000年，Aqua-Chem的工業(yè)濃縮與脫鹽（ICD）部門(mén)被阿奎克（Aquatech）公司收購(gòu)，零排放業(yè)務(wù)即包括在內(nèi)。

RCC公司成立于1970年前后，總部位于華盛頓州，是最早推動(dòng)零排放的技術(shù)公司。可以毫不夸張地說(shuō)，RCC就是為零排放而生。1993年，RCC被Ionics公司收購(gòu)。2005年，Ionics公司被GE收購(gòu)。2017年，GE水處理業(yè)務(wù)被蘇伊士（Suez）收購(gòu)。

1970年代早期，RCC的研究人員向廢水蒸發(fā)器中加入大量硫酸鈣顆粒，其粒徑為數(shù)十微米，它們與鹽水形成固液混合的漿液后，再進(jìn)入豎直的換熱管內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)降膜蒸發(fā)。這就是所謂的晶種法工藝（Seeded Slurry Process）。

晶種法蒸發(fā)器改變了濃縮后的鹽水中硫酸鈣等低溶解度鹽的析出位置，使得結(jié)晶過(guò)程優(yōu)先發(fā)生在懸浮的硫酸鈣顆粒表面，而非換熱管表面，從而巧妙地解決了換熱管表面的結(jié)垢問(wèn)題。

與此同時(shí)，航空鈦材也被開(kāi)始用于制造廢水蒸發(fā)器的換熱管，有效解決了氯離子的腐蝕問(wèn)題；機(jī)械蒸汽壓縮（MVR）工藝也得到應(yīng)用，大幅降低了蒸發(fā)器的絕對(duì)能耗，并方便電廠等用戶使用電能。

至此，采用鈦換熱管的晶種法MVR蒸發(fā)器，http://www.zhengfawu.cn/成為了第一代零排放處理技術(shù)的核心。時(shí)至今日，MVR鈦管蒸發(fā)器依然是幾乎所有零排放工藝的標(biāo)配。

蒸發(fā)塘是一種模仿自然過(guò)程的古老技術(shù)。由于它受氣候條件的限制較大，因此后續(xù)在一些項(xiàng)目中被噴霧干燥器取代。1981年，弗羅里達(dá)州蓋恩斯維爾（Gainesville）電廠建成，其零排放系統(tǒng)即在蒸發(fā)器后配備了噴霧干燥器。

但噴霧干燥器需要消耗大量的熱空氣，絕對(duì)能耗極高，處理規(guī)模有限，因此又逐漸被效率更高、操作彈性更大的強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器所取代。這樣，蒸發(fā)器與結(jié)晶器的組合也逐漸成為零排放系統(tǒng)的代名詞。

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