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1 工程概况
1. 1 原水水质
该合成化工厂在生产所需催化剂的过程中，产生一定量含有铜离子、的废水。其水质如下：Cu2 + 54. 3 mg /L，NH +4-N 5. 75 × 103 mg /L，NO -3 -N7. 52 × 103 mg /L，TDS 3. 02 × 104 mg/L，TOC 114mg /L
1. 2 工艺设计
从上面数据可以看出，该废水中含有一定量的重金属铜离子和浓度较高的盐，采用常规的生化方法难以实现达标排放。经过分析和实验论证，zui终设计出一套简单先进的工艺来实现废水资源的零排放。
由于该废水中主要成分都是无机盐，TOC值很低，基本不含有挥发性物质，废水中主要无机盐成分为，可以作为生产化肥的原料。工艺设计中主要利用蒸发技术实现的浓缩回用。由于厂区附近没有可以利用的蒸汽源，本设计工艺选用机械蒸汽再压缩(MVR) 技术。与传统的多效蒸发工艺对比，MVR是一种高效节能的蒸发浓缩技术[3]，其基本原理是将蒸发器分离出来的二次蒸汽经压缩机压缩后，温度、压力升高，热焓增大，进入蒸发器加热室当作加热蒸汽使用，使浓缩液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则成冷凝水，从体系排出[4]。此过程不但回收了潜热，提高了热效率，节省了冷却水，达到了节能节水的目的。
由于回用的用于化肥生产，为了保障MVR系统稳定运行和zui终回收浓缩液的质量，需要去除废水中的铜离子。在废水中加入过量Na2S生成CuS絮体，加入助凝剂进行絮凝沉淀后过滤，滤清液再进入MVR 系统进行浓缩。
根据化肥厂的要求，蒸发浓缩后的浓度为30%左右。而MVR 冷凝水经过反渗透( RO)系统[5]处理后达到生产用水标准，厂方可进行回收利用，RO系统的浓缩水重新进入废水处理系统。
2. 1 预处理工艺
在废水预处理的过程中加入了过量的硫化钠去除铜离子，处理效果如下：原水、调节池、中间水箱1铜离子浓度分别为54. 3 mg/L、51. 7 mg /L 和0. 21mg /L，中间水箱2 未检出铜离子。
从以上数据可以看出，原水进入调节池静置一段时间后，少部分铜离子由于化学反应沉降到底部，上层澄清液铜离子浓度有所下降;经絮凝反应后中间水箱1铜离子浓度已经非常低，而经过滤后中间水箱2未检出铜离子，达到较好的去除效果。
2. 2 MVR 工艺
MVR 工艺设计为连续过程，但调试阶段为尽快达到zui大浓缩倍数，需要封闭式运行，即设计进水流量为0. 7t/h，关闭浓缩液出水，冷凝水出水量约0. 5 ～0. 6t /h。通过这种方式来尽量达到蒸发器设计要求的浓缩倍数。
为了监测MVR 系统的正常运行，在系统内安装了4 个温度探针，分别指示：蒸发器内浓水的温度( T1) 、水蒸气的温度( T2)、水蒸气经过压缩机增温增压后的温度( T3) 和浓水与压缩蒸汽换热后的温度( T4) 。在废水蒸发浓缩过程中，每2小时监测一次各温度的变化与水质的变化( 共20 次) 。设置了一个试验，在常压下对废水进行蒸发浓缩，验证废水蒸发后的沸点(T0)变化。随着浓度的增大，蒸发浓缩液的温度也随之升高，这是因为溶液的沸点随着浓度的增大而升高，导致温升增大，蒸发浓缩的倍数越大，蒸发时间越长，耗能越多。从T2与T3 比较可以知道，蒸汽压缩机增温效果为4 ～ 5℃。从T3 与T4 的差值比较可以了解换热器的换热效率，若T3远高于T4，说明换热器的换热效率下降，从而判断换热器发生堵塞现象，要进行清洗。T0 为正压沸点试验数值，通过T0 与T1的比较，可以知道它们之间的差值在10 度左右，通过负压法可以降低废水的沸点，降低能耗，保证设备的稳定运行。
2. 3 RO 系统
MVR 冷凝水经过RO 系统后，处理效果如下：进水、出水和浓水的TDS 分别为735 mg /L、49 mg /L 和1. 52× 103 mg /L。
通过进水和淡水中TDS 值可计算得出RO 系统除盐率达到93.3%，淡水含盐较低，满足厂方生产用水要求，可以回用至物料生产过程。由于RO 系统内采取了回流循环过滤方式，浓水含盐较高