MVC蒸发系统.docx
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MVC蒸发系统
MVC蒸发系统+离子交换系统
MVC蒸发工艺发展自美国海军的海水淡化技术。
MVC蒸发是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程，由二部分组成：
加热溶液使水沸腾汽化和不断除去汽化的水蒸汽。
垃圾渗滤液蒸发处理时，水从渗滤液中沸出，污染物残留在浓缩液中。
所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱，因此会保留在浓缩液中；只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽，但MVC蒸发具有，冷凝温度范围窄的特点，沸点和水非常接近的物质会重新冷凝最终存在于冷凝液中，其他包括挥发性烃类、挥发性有机酸则随着蒸发系统的不凝气体排出系统，并不会存在于冷凝液中，但氨由于和水的亲和力很强，部分氨会溶于水中。
其优点是在提高了能源的利用效率，同时设备操作简便，产生污泥及残渣较少。
适合处理的污水范围很广，所有类型的污水都可以使用该工艺进行处理。
其缺点是：
1、会产生废气排放的问题，属于二次污染；
2、因为氨气和部分重金属离子无法在水汽化后分离，需要后接离子交换系统，对铵离子进行置换。
阳离子树脂系统在一定期限后，需要使用盐酸进行再生，再生废液同样是二次污染，且在交换过程中遇大颗粒物体时会产生堵塞树脂系统的问题；
3、蒸发系统的不锈钢结构经常受高浓度的渗滤液冷热交替接触，会产生腐蚀和结垢问题，需要经常清理甚至更换。
4、在COD比较高时，此工艺会出现泡沫十分严重的问题（只能投加消泡剂，费用将很高），泡沫将直接影响到出水水质和浓缩倍数；数据中氨氮指标也很低，如果较高的话，树脂的寿命将大大缩短，再生的盐水量也将大大增加，处置困难；渗滤液结垢性较强，对蒸发器威胁较大（MVC只能靠停机清洗解决），如果频繁清洗势必影响产水率并产生较多的清洗水；
5、近年来，国内才有此类工艺应用于垃圾填埋场的实例，经验上不是很足。
（广州从化、潮州锡岗等几处，其中，广州从化的渗滤液浓度较低，代表性不足）
6、离子交换系统在再生过程中，会产生过量的再生废液，且周期较长，消耗的盐酸属于危险品，储存管理不便；
7、有机物的存在会污染离子交换树脂，而MVC蒸发系统不可能将全部有机物和水分离，且使用来再生的盐酸的品质对树脂有关键影响，如果树脂报废，更换将相当不便和昂贵。
如果要达到最新国标表2标准的出水，树脂的再生将会相当频繁。
8、离子交换系统再生后排出的含盐酸废液对管道会产生腐蚀和结构的问题。
碟管式反渗透是反渗透的一种形式，是专门用来处理高浓度污水的膜组件，其核心技术是碟管式膜片膜柱。
把反渗透膜片和水力导流盘叠放在一起，用中心拉
碟管式膜系统的核心是由碟片式膜片、导流盘、O型橡胶垫圈、中心拉杆和耐压套管所组成的膜柱。
碟管式膜柱有大膜柱和小膜柱两种。
小膜柱直径为200毫米，长1000毫米，有170个导流盘和169个膜片；大膜柱直径为214毫米，长1400毫米，由210个导流盘和209个膜片构成。
膜片和导流盘间隔叠放，O型橡胶垫圈放在导流盘两面的凹槽内，用中心拉杆穿在一起，置入耐压套管中，两端用金属端板密封。
膜柱中各个部件有不同的作用。
膜片由两张同心环状反渗透膜组成，膜中间夹着一层丝状支架，这三层环状材料的外环焊接，内环开口，为净水出口。
导流盘（替代了卷式膜中的网状支撑层）将膜片夹在中间，但不与膜片直接接触，加宽了流体通道；导流盘表面有一定方式排列的凸点，在高压下使渗滤液形成湍流，增加透过速率和自清洗功能。
O型橡胶垫圈套在中心拉杆上，置于导流盘两侧的凹槽内，起到支撑膜片、隔离污水和净水的作用。
净水在膜片中间沿丝状支架流到中心拉杆外围，通过净水出口排出。
杆和端板进行固定，然后置入耐压套管中，就形成一个膜柱。
和其他膜组件相比，碟管式反渗透具有以下三个明显的特点：
通道宽：
膜片之间的通道为2mm，而卷式封装的膜组件只有0.2mm。
流程短：
液体在膜表面的流程仅7cm，而卷式封装的膜组件为100cm。
湍流行：
由于高压的作用，渗滤液打到导流盘上的凸点后形成高速湍流，这种湍流的冲刷下，膜表面不易沉降污染物。
在卷式封装的膜组件中，网状支架会截留污染物，造成静水区从而带来膜片的污染。
以上三个特点，决定了碟管式反渗透技术在处理渗滤液时可以容忍较高的悬浮物和SDI，通俗一点讲，就是不会堵塞。
同时，这三个技术特点体现在具体实践中，使碟管式膜技术有如下几个工程特点：
膜组的结垢少，膜污染轻，膜寿命长。
DT-RO的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，避免了结垢和其他膜污染，从而延长了膜片寿命。
用于DT-RO的膜片寿命可长达2年以上，甚至更长。
不依赖于预处理，具有良好的稳定性、安全性和适应性。
由于以上结构上的特点，DTRO膜组不用预处理可以直接处理渗滤液。
在具体工程中，预处理系统可有可无。
对于有预处理的系统，无论预处理环结是否高效、稳定，反渗透系统都可以稳定的达标出水。
同时由于不依赖于生物处理，碟管式反渗透对填埋场各个阶段的渗滤液具有良好的适应性。
具有十分可靠的处理效果。
到目前为止，国外十几年来243个渗滤液处理工程实例无一例失败。
碟管式中试设备在国内五个城市十余个垃圾厂的处理试验，无一例因堵塞导致效果受影响。
碟管式膜柱流道示意图
DT膜片和导流盘
DT膜柱独特的结构使其具有以下特点，这也是膜分离工艺应用于渗滤液处理所必需的特性。
∙最低程度的膜结垢和污染现象
如前所述，DT组件具备4mm开放式宽流道及独特的带凸点导流盘，料液在组件中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，使得DT组件即使在高压200bar的操作压力下也能体现其优越的性能。
∙膜使用寿命长
DT膜组件有效避免膜的结垢，膜污染减轻，使反渗透膜的寿命延长。
DT的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片寿命。
实践工程表明，在渗液原液处理中，一级DT膜片寿命可长达3年，甚至更长，接在其它处理设施后（比如MBR）寿命长达5年以上，这对一般的反渗透处理系统是无法达到的。
∙组件易于维护
DT膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DT组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响DT膜组件的使用，这是其它形式膜组件所无法达到的。
∙过滤膜片更换费用低
DT组件内部任何单个部件均允许单独更换。
过滤部分由多个过滤膜片及导流盘装配而成，当过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍可继续使用，这最大程序减少了换膜成本，这是卷式、中空纤维等其它形式膜组件所无法达到的，比如当卷式膜出现补丁、局部泄漏等质量问题或需更换新膜时只能整个膜组件更换。
DT膜系统作为一种膜分离工艺相对传统的生化工艺具有如下优势：
∙出水水质好
反渗透膜对各项污染物都具有极高的去除率，出水水质好，对于出水水质要求不高的情况，可以使用纳滤膜；
∙出水稳定，受外界因素影响小
由于影响膜系统截留率的因素较少，所以系统出水水质很稳定，不受可生化性、炭氮比等因素的影响，对于处理不宜采用生化处理的老垃圾场渗滤液有着很大的优势；
∙运行灵活
DT膜系统作为一套物理分离设备，操作十分灵活，可以连续运行，也可间歇运行，还可以调整系统的串并联方式，来适应水质水量的要求；
∙建设周期短，调试、启动迅速
DT膜系统的建设主要为机械加工，附以配套的厂房、水池建设，规模很小，建设速度快。
设备运抵现场后只需两周左右的时间安装调试工作就可完成；
∙自动化程度高，操作运行简便
DT膜系统为全自动式，整个系统设有完善的监测、控制系统，PLC可以根据传感器参数自动调节，适时发出报警信号，对系统形成保护，操作人员只需根据操作手册查找错误代码排除故障，对操作人员的经验没有过高的要求；
∙占地面积小
DT膜系统为集成式安装，附属构筑物及设施也是一些小型构筑物，占地面积很小；
∙可移动性能强
可以安装在集装箱内，也可以安装在厂房里，一个项目结束后可以移至其它项目继续使用。
200吨/天两级DTRO水量平衡图
注：
原水电导率≤15ms/cm，总回收率≥81%，即最终出水≥162m3/d。
注：
原水电导率≤20ms/cm，总回收率≥78%，即最终出水≥156m3/d。
（上图中按此数值进行计算）
注：
原水电导率≤25ms/cm，总回收率≥75%，即最终出水≥150m3/d。
注：
上述水量平衡按开机率90%（即每天工作21.6小时）计算所得，若满负荷工作处理水量则为1.1倍，即进水220吨。
一、?
?
两级DTRO的优点在于
1、技术成熟先进：
碟管式反渗透技术是专门用来处理高浓度污水的膜组件，其核心技术是碟管式膜片膜柱，通道宽、流程短、湍流行，这三个特点决定了碟管式反渗透技术在处理渗滤液时可以容忍较高的悬浮物和SDI，不会堵塞；同时在具体实践中，膜组的结垢少，膜污染轻，寿命长，不依赖于预处理，具有良好的稳定性、安全性和适应性和十分可靠的处理效果。
2、工艺流程简单易操作：
整套设备全部采用电脑操作、自动化运行与程控管理，运行管理人员不需直接接触污水处理设备就能实现开机、运行、反冲洗与停机，当设备出现故障时，可根据故障原因自动报警和停机，并在电脑中自动显示故障点和发生原因以及排除方法。
操作简单、出水稳定，适合梅州填埋场日后运行人员可能不具备足够生化处理运行经验的情况
3、在安装施工工程方面还存在以下优势：
1.处理效果长期稳定可靠；2.节约土地；3.节约土建工程投资。
4、可串联、并联交替使用，操作灵活DTRO系统操作方式灵活，可根据用户需要设计为可串联、可并联运行的模式。
移动使用，多种安装形式DTRO系统可制作为集装箱式设计、车载式设备以及室内安装形式的设备，方便不同的使用需求。
尤其在垃圾场封场后，还可运输到其它地点继续使用，为企业发挥更大的经济效益。
5、在运营费用方面两级DTRO，两级DTRO运营费用每吨水25元，DTRO膜片3年内不需更换，厂家合同中承诺：
3年内膜片如有损坏，更换费用厂家出。
25元/吨水的运营成本已包括了换膜片的费用，厂家合同承诺：
不管在哪个阶段，如业主需我方托管运营的，接手价都是25元/吨水。
6、两级DTRO工艺的投资金额：
1130万（设备加安装费），土建70万，共1200元
二、?
运营成本分析：
∙两级DTRO串联运行费用：
序号
项目
日消耗量
单位
单价（元）
日运行费用（元/日）
年运行费用（元/年）
吨运行费用（元/吨）
备注
1
材料费用
1.1
阻垢剂
0.91
升
300.00
272.73
99,545.45
1.36
1.2
硫酸（98%）
305.56
升
1.20
366.67
133,833.33
1.83
1.3
清洗剂A
26.06
升
25.00
651.56
237,820.31
3.26
1.4
清洗剂C
13.15
升
25.00
328.79
120,010.04
1.64
1.5
NaOH（98%）
30
Kg
4.00
120.00
43,800.00
0.60
1.6
膜片折旧费用
16.03
片
87.00
1,394.86
509,124.00
6.97
1.7
滤芯更换
0.33
支
130.00
42.90
15,658.50
0.21
2
电费
1629.97
kwh
0.70
1,140.98
416,456.90
5.70
3
水费
1
吨
3.00
3.00
1,095.00
0.02
4
人工费
4
元/人.月
2,000.00
266.67
96,000.00
1.33
5
设备日常维护费用
年
150,000.00
410.96
150,000.00
2.05
6
三年大修费用
次
150,000.00
136.99
50,000.00
0.68
8
运行费用合计
5,136.10
1,873,343.54
25.68
三、公司业绩表：
北京天地人环保科技有限公司近三年业绩表
序号
项目名称
项目规模
选用工艺
出水排放要求
实际出水指标
1
上海浦东新区黎明垃圾卫生填埋场改建生活垃圾渗滤液处理工程
400吨/天
DTRO串/并
国家二级/一级排放标准（GB16889-1997）
国家二级/一级排放标准（GB16889-1997）
2
沈阳大辛垃圾填埋场渗滤液处理工程
230吨/天
DTRO+DTRO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
3
沈阳老虎冲垃圾填埋场渗滤液处理工程
230吨/天
DTRO+DTRO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
4
上海御桥生活垃圾焚烧场新建渗滤水处理站工程
300吨/天
MBR+DRTO
上海市三级排放标准（DB31/199-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
5
大连瓦房店垃圾处理场渗滤液处理工程
150吨/天
DTRO+DTRO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
6
大连毛莹子垃圾处理场渗滤液处理工程
200吨/天
普通生化+DTRO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
7
长春三道垃圾处理场渗滤液处理项目
200吨/天
DTRO+DTRO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
8
深圳市宝安区老虎坑垃圾场渗滤液处理项目
400吨/天
MBR+DRTO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
9
广州市李坑渗滤液处理项目
800吨/天
UASB+MBR+DRTO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
10
醴陵市垃圾处理场渗滤液处理项目
100吨/天
DTRO+DTRO
国家一级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
11
滁州市垃圾填埋场渗滤液处理项目
200吨/天
DTRO+RO
国家二级排放标准（GB16889-1997）
国家一级排放标准（GB16889-1997）
12
靖州县垃圾填埋场渗滤液处理项目
50吨/天可移动式
移动式DTRO+DTRO
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
13
东营市垃圾填埋场渗滤液处理项目
100吨/天
DTRO+DTRO+后处理
表三敏感地区排放标准（GB16889-2008）
表三敏感地区排放标准（GB16889-2008）
14
吴江丝绸股份有限公司环保电厂渗滤液处理项目
250吨/天
MBR+NF
污水综合排放三级标准（GB8978-1996）
污水综合排放三级标准（GB8978-1996）
15
宜昌黄家湾垃圾填埋场渗滤液处理项目
240吨/天
DTRO+DTRO
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
16
本溪市千金垃圾处理厂渗滤液处理项目
200吨/天
DTRO+DTRO
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
17
铁岭柴河垃圾处理厂垃圾渗滤液处理站项目
150吨/天
DTRO+DTRO
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
表二一般地区排放标准（GB16889-2008）
18
北京石油化工学院高浓度废水模拟与净化实验装置
科技合作研发
19
北京市环境科学研究院
科技合作研发
注：
上海浦东垃圾场、沈阳大辛、老虎冲、大连瓦房店垃圾处理场渗滤液处理工程、长春三道垃圾处理场渗滤液处理项目、醴陵市垃圾处理场渗滤液处理项目、滁州市垃圾填埋场渗滤液处理项目、靖州县垃圾填埋场渗滤液处理项目、东营市垃圾填埋场渗滤液处理项目等项目已运营一年以上。
运营稳定。
出水水质达标。
两种渗滤液处理方案对比一览表
对比项目
MVC蒸发+离子交换系统
二级DTRO系统
处理原理
物理化学处理
物理化学处理
进水水质影响
不依赖生物处理，抗冲击负荷能力强，但水力负荷变化时，需调节蒸汽压力。
不依赖生物处理，抗冲击负荷能力强，设有原水储罐，水力负荷变化时，自动调节投加泵流量。
出水水质
可达标，但会有废气、废液产生
可以达标排放
浓缩液处理
回灌或固化
回灌
对环境影响
会产生一部分废气及余热，形成二次污染
在封闭设备中处理，不产生有害气体
处理200吨渗滤液耗电量
3200kwh（每吨电耗15～17kw，取16kw计算）[未含自控系统]
1424kwh（估算）[未含自控系统]
工程投资
5～6万元/吨（兴宁黄泥坑垃圾填埋场估算）约1200万元
1230万元（估算，含3年膜免费质保）
运行费用
22元/吨（按5年内离子树脂正常运行计算，不含设备折旧[参考2006年9月兴宁黄泥坑垃圾填埋场估算处理成本]）
25元/吨（按长期运行，包括膜组更换费用计算[前3年厂家免费包换，实际运行费用低于21元/吨]，不含设备折旧）
施工周期
4～6个月
4～6个月
运行管理经验
近年引入国内，目前采用的垃圾填埋场较少，有广州从化、潮州锡岗、兴宁黄泥坑等几个。
可采用自动化管理。
引入国内已较长时间，采用此工艺的垃圾场在国内已有几十个，在国外更不下百个。
管理经验成熟，可采用自动化管理，操作方便
事故控制
抗意外事故能力强，运行故障容易控制
抗意外事故能力强，运行故障容易控制
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