低溫蒸發通常指在40-80℃(低于水的標準沸點 100℃) 、接近常壓或微負壓的環境下,通過加熱(如熱泵、蒸汽余熱、電加熱)使廢水中的水分汽化,再經冷凝回收為淡水(可回用或達標排放),剩余高濃廢液(或固渣)則進一步減量或無害化處理,最終實現 “廢水零排放”(即無液態廢水外排)。
其關鍵技術點是通過降低蒸發壓力(或利用熱泵的 “相變吸熱”),使水的沸點降低,從而在較低溫度下完成蒸發,區別于傳統的 “高溫蒸發”(如多效蒸發、MVR 蒸發,通常溫度>100℃)。
工業廢水零排放的核心訴求是 “達標 + 經濟 + 安全”,低溫蒸發恰好針對傳統高溫工藝的痛點(如能耗高、易結垢、腐蝕性強)提供了更優解:
能耗是工業廢水處理的 “最大成本項”,低溫蒸發的節能性體現在兩點:
沸點降低減少加熱需求:水在 100℃沸騰需吸收 42kJ/g 熱量,而在 60℃沸騰僅需約 36kJ/g,且低溫加熱可直接利用低品位熱源(如工廠的蒸汽余熱、設備冷卻水、太陽能),無需消耗高品位電能 / 蒸汽,能耗僅為傳統高溫蒸發的 1/3-1/5。
熱泵技術的 “能量循環”:主流低溫蒸發設備多搭配熱泵系統 —— 將蒸發產生的 “二次蒸汽”(低溫水汽)中的熱量回收,用于加熱待處理廢水,實現 “熱量循環利用”,進一步降低外源能耗(如處理 1 噸廢水僅需 3-8 度電,遠低于 MVR 蒸發的 15-25 度電)。
工業廢水(如電鍍廢水、印染廢水、化工廢水)中常含有鈣、鎂、硅、硫酸鹽等易結垢離子,以及高濃度鹽類(如氯化鈉、硫酸鈉)。
傳統高溫蒸發中,高溫會加速這些離子的析出,形成堅硬的水垢(如碳酸鈣、硫酸鈣),附著在蒸發器管壁,不僅降低傳熱效率(需頻繁停機清理),還會腐蝕設備(高溫下金屬腐蝕性增強);
低溫蒸發(<80℃)可顯著減緩結垢離子的析出速率,甚至通過添加少量阻垢劑即可避免結垢,設備清洗周期從 “每周 1 次” 延長至 “每月 1 次”,減少停機損失,延長蒸發器(通常為 316L 不銹鋼或鈦材)的使用壽命(從 3-5 年提升至 8-10 年)。
工業廢水常呈酸性(如酸洗廢水 pH<2)或堿性(如造紙廢水 pH>12),且含鹽量高(如煤化工濃鹽水 TDS>10 萬 mg/L),在高溫環境下,酸堿與高鹽會形成 “協同腐蝕”,對設備材質要求極高(需用哈氏合金,成本昂貴)。
低溫環境下,酸堿的電離程度降低,鹽類的電化學腐蝕速率顯著下降,設備僅需采用316L 不銹鋼(部分高酸廢水用鈦材)即可滿足耐腐蝕需求,設備采購成本比高溫蒸發(哈氏合金材質)降低 40%-60%。
傳統高溫蒸發(如多效蒸發)需在 “高溫(120-180℃)+ 高壓(0.2-0.8MPa)” 下運行,存在蒸汽泄漏、設備爆裂的安全隱患,需配備復雜的壓力控制系統和安全防爆裝置;
低溫蒸發通常在負壓下運行,溫度<80℃,遠低于大多數有機廢水的 “燃點”(如甲醇燃點 463℃、乙醇燃點 363℃),無火災、爆炸風險,操作流程更簡單,無需專業高壓操作資質,降低企業安全管理成本。
工業廢水零排放的核心目標之一是 “水資源回用”(如用于車間清洗、循環冷卻),低溫蒸發的淡水回收率可達85%-95% (傳統高溫蒸發因結垢問題,回收率通常僅 70%-80%):
并非所有廢水都需低溫蒸發,但以下場景中,其優勢尤為突出,成為 “必選工藝”:
中小水量高鹽廢水:如電鍍廢水(日均 5-50 噸,TDS 5-20 萬 mg/L)、電子行業含氟廢水(水量小但毒性高);
高酸 / 高堿廢水:如酸洗廢水(pH 1-2,含鹽酸 / 硫酸)、印染廢水(pH 10-13,含氫氧化鈉);
有低品位熱源的企業:如鋼鐵廠(有蒸汽余熱)、化工廠(有設備冷卻水),可進一步降低能耗;
對安全要求高的場景:如制藥廢水(含易燃有機溶劑)、食品加工廢水(需避免高溫破壞有機物)。
工業廢水零排放選擇低溫蒸發,本質是在 “達標排放” 的環保要求下,實現 “成本最優” 與 “安全可控” 的平衡:它既解決了傳統高溫蒸發 “能耗高、易結垢、腐蝕強” 的痛點,又能適配工業廢水的復雜性(高鹽、高酸、中小水量),同時滿足水資源回用的需求。因此,在當前 “雙碳” 目標與環保嚴監管背景下,低溫蒸發成為中小企業乃至大型工業企業(作為末端減量工藝)實現廢水零排放的核心設備之一。