申请日2015.08.25
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F1/04
摘要
本发明公开一种对工业污水进行无害化处理、并能充分利用处理过程中的热能、并可对水资源和其它工业产品进行重复利用的方法及装置。本发明的这种污水处理方法是：首先将待处理的污水预热到设定温度后送入MVR蒸发器中进行蒸发浓缩，分别得到浓缩的液体和二次蒸汽，待MVR蒸发器中的浓缩液浓度达到预定值后得到被处理液，被处理液引入强制循环蒸发器进行再蒸发浓缩处理。本发明的设备可实现本发明的方法，可实现有效且高效地处理废水，可使设备的停机清洗时间大大缩短、并且设备的再清洗更简单，能最大限度地降低设备成本。
权利要求书
1.一种污水处理方法，首先将待处理的污水预热到设定温度后送入MVR蒸发器中进行蒸发浓缩，分别得到浓缩的液体和二次蒸汽，待MVR蒸发器中的浓缩液浓度达到预定值后得到被处理液，被处理液引入强制循环蒸发器进行再蒸发浓缩，使浓缩液体进一步浓缩后分别得到再浓缩的污水和二次蒸汽，强制循环蒸发器中的二次蒸汽形成的轻污冷凝水送至轻污冷凝水槽直接回用，其特征在于：MVR经蒸汽压缩机升温加压后的蒸汽在MVR蒸发器中形成轻污冷凝水，该轻污冷凝水从MVR蒸发器换热元件中引出并用做加热待处理污水的换热热源后直接返回使用，剩余汽体进行蒸汽汽提，形成重污水与不凝气的混合物，不凝气的混合物经再次冷凝后形成重污水待进一步处理;被处理液至少进行一效强制循环蒸发处理，得到的工艺要求的最终浓缩液体，被处理液经强制循环蒸发处理产生的二次蒸汽作为动力介质进行液体汽提;经液体汽提后排出的二次蒸汽经蒸汽汽提得到重污凝水与蒸汽汽提形成重污水混合后进入液体汽提。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于采用二效以上强制循环蒸发处理，其中Ⅰ效强制循环蒸发热源采用新鲜蒸汽，前一效强制循环蒸发处理产生的二次蒸汽用作后一效强制循环蒸发的蒸发热源，最终一效强制循环蒸发处理产生的二次蒸汽用作液体汽提的动力介质。
3.权利要求1所述的污水处理方法使用的装置，包括：依次相互用管路串联连通的预热器、MVR、强制循环蒸发器，与前述的各预热器、蒸发器、加热器、蒸发室分别用管路连通的冷凝水罐，MVR的蒸汽压缩机，以及设置于MVR、各冷凝水罐、加热室管路上的泵与阀门、控制系统，其特征在于：MVR蒸发器的二次蒸汽与蒸汽压缩机的入口间用管路连通;蒸汽压缩机的出口与蒸汽稳压罐的二次蒸汽入口间用管路连通;蒸汽稳压罐的新鲜蒸汽入口与新鲜蒸汽管网连通(提供启动蒸汽)，蒸汽稳压罐与MVR加热器之间用管线连通;强制循环蒸发器加热室的不凝气出口管与蒸发室连通;强制循环蒸发器加热室的冷凝水出口管分别与清洁冷凝水罐连通;强制循环蒸发器的二次蒸汽出口管与液体汽提塔的蒸汽入口管间用管路连通;在MVR的蒸发器的换热元件中设置一个汽提区将整个换热区域分为上部的重污水区和下部的轻污水区，其中：重污水区的上部与表面泠凝器的不凝气入口管间用管路连通、重污水区的下部与液体汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐间分别用管路连通;重污冷凝水加热器的重污水出口与液体汽提塔上部的重污水入口连通，液体汽提塔的轻污冷凝水出口管与重污冷凝水加热器的轻污冷凝水入口管间用管路连通，重污冷凝水加热器的重污水入口与重污冷凝水槽间用管路连通，待处理污水预热器的轻污冷凝水出口与轻污冷凝水槽间用管路连通;表面冷凝器的温水出口和冷却水入口分别与为温水收集管和清水供应管连通，表面冷凝器的冷凝水出口与重污冷凝水罐用管路连通;待处理污水预热器的料液进口和料液出口分别与待处理污水供料管和MVR蒸发器循环泵相连通，待处理污水预热器的冷凝水入口和冷凝水出口分别连通MVR的轻污冷凝水罐和轻污冷凝水槽。
4.根据权利要求2所述的污水处理方法使用的装置，包括：依次相互用管路串联连通的预热器、MVR、强制循环蒸发器，与前述的各预热器、蒸发器、加热器、蒸发室分别用管路连通的冷凝水罐，MVR的蒸汽压缩机，以及设置于MVR、各冷凝水罐、加热室管路上的泵与阀门、控制系统构成，其特征在于：MVR蒸发器的二次蒸汽与蒸汽压缩机的入口间用管路连通;蒸汽压缩机的出口与蒸汽稳压罐的二次蒸汽入口间用管路连通;蒸汽稳压罐的新鲜蒸汽入口与新鲜蒸汽管网连通，蒸汽稳压罐与MVR加热器之间用管线连通;强制循环蒸发器加热室的不凝气出口管与蒸发室连通;强制循环蒸发器加热室的冷凝水出口管分别与清洁冷凝水罐连通;Ⅰ效强制循环蒸发器与新鲜蒸汽管连通，前一效强制循环蒸发器的二次蒸汽管与后一效强制循环蒸发的蒸发器的加热器相连，最终一效强制循环蒸发器的二次蒸汽管与液体汽提塔的蒸汽入口管间用管路连通;在MVR的蒸发器的换热元件中设置一个汽体汽提区将整个换热区域分为上部的重污水区和下部的轻污水区，其中：重污水区的上部与表面泠凝器的不凝气入口管间用管路连通、重污水区的下部与液体汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐间分别用管路连通;重污冷凝水加热器的重污水出口与液体汽提塔上部的重污水入口连通，液体汽提塔的轻污冷凝水出口管与重污冷凝水加热器的轻污冷凝水入口管间用管路连通，重污冷凝水加热器的重污水入口与重污冷凝水槽间用管路连通，待处理污水预热器的轻污冷凝水出口与轻污冷凝水槽间用管路连通;表面冷凝器的温水出口和冷却水入口分别与为温水收集管和清水供应管连通，表面冷凝器的冷凝水出口与重污冷凝水罐用管路连通;待处理污水预热器的料液进口和料液出口分别与待处理污水供料管和MVR蒸发器循环泵相连通，待处理污水预热器的冷凝水入口和冷凝水出口分别连通MVR的轻污冷凝水罐(46)和轻污冷凝水槽。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于强制循环蒸发器明采用两个等面积的加热器共用一台蒸发室的结构配备方式。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于MVR的蒸发器换热元件的上部将蒸发区沿L形焊合形成一条汽提分割焊合线，使蒸发区被汽提分割焊合线分为位于上部的汽提区和位于下部的轻污冷凝水区。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于MVR的蒸发器换热元件的汽提区面积占蒸发区板片总面积的10-20%。
8.权利要求7所述的装置，其特征在于装置的各冷凝水罐的引入冷凝水的管路上设置有至少一个U形段，其U形的底部低于冷凝水罐的底部。
9.权利要求8所述的装置，其特征在于各强制循环蒸发器的加热室水平设置。
说明书
一种高效节能的污水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种对工业污水，特别是一种对生活或工业高盐废水以及造纸行业黑液废水进行无害化处理、并能充分利用处理过程中的热能，并可对水资源和其它工业产品进行重复利用的方法及装置。本发明的方法采用了机械强制循环蒸发的方法，在将待处理的污水预热到设定温度后送入MVR蒸发器中进行蒸发浓缩，分别得到浓缩的液体和二次蒸汽，待MVR蒸发器中的浓缩液浓度达到预定值后得到被处理液，被处理液引入强制循环蒸发器进行再蒸发浓缩，使浓缩液体进一步浓缩后分别得到再浓缩的污水和二次蒸汽，强制循环蒸发器中的二次蒸汽形成的轻污冷凝水送至轻污冷凝水槽直接回用。本发明的装置中包括：依次相互用管路串联连通的预热器、MVR、强制循环蒸发器，与前述的各预热器、蒸发器、加热器、蒸发室分别用管路连通的冷凝水罐，MVR的蒸汽压缩机，以及设置于MVR、各冷凝水罐、加热室管路上的泵与阀门及控制系统。
背景技术
水是人类生存和发展不可缺少的自然资源，是生命起源的摇篮，是任何其他物质所不可替代的物质基础。我国是一个多干旱、缺水严重的国家，近年来随着工业生产的发展，对于水资源的需求量不断加大，粗放型经济发展模式又忽视了中国水资源短缺的事实，另外环境污染情况不仅没有得到根本治理，反而有逐步加重的趋势。因此水资源紧缺矛盾和环境污染压力在未来一段时期内将更加凸显。将工业污水采取适当措施治理后循环利用，是改善生存环境、解决用水困难的一种有效手段，可以采用的方法有很多，但就目前而言，投资和运行成本最低、技术水平最高、治理效果最为显著的方法还是采用蒸馏法。传统治理污水的蒸馏法采用多级蒸发器串联的方式，由于其具备操作方式简单、运行可靠平稳等诸多优点，因此得到了广泛的应用。但是传统蒸发系统运行过程当中需要采用燃煤锅炉提供大量动力蒸汽，煤炭在燃烧前要进行脱硫处理，燃烧过程中造成粉尘二次污染，排放出数倍于燃煤量的二氧化碳，造成地球温室气体效应。其中Ⅰ效蒸发器使用锅炉产生的新鲜蒸汽作为加热热源，其后的各效蒸发器依次利用上一效蒸发器所产生的二次蒸汽作为加热热源，末效二次蒸汽进入冷凝器冷凝成蒸馏水，完成整个蒸发过程。用于冷凝末效二次蒸汽的工业清水用量和配备设备数量很多，且将很大一部分热量白白浪费，不能得到有效循环利用，这样就造成设备能耗较高，运行成本加大和环境污染等问题。
同时，为了降低能耗，提高热能利用效率，传统蒸发系统大多数情况下都采用多效蒸发器的组合方式，这样便使得整个系统设备数量繁多、占用场地增加、控制系统复杂。而多效蒸发器系统当蒸发器效数增加到一定程度时，由于有效温差减小，温度损失增多，蒸发强度下降，每增加一效蒸发器都要付出极大的设备投入，而节能效果却不再有明显的改善，所以目前基本上蒸发系统的蒸发器效数都在五至七效之间，在传统蒸发系统上进一步提高能源利用效率的目标陷入技术瓶颈，在目前形势下，节能降耗指标无法完成。
近年来MVR蒸发器作为一种新型的蒸发设备，由于其对传统蒸发系统工艺、原理和方式进行了彻底的改变，充分减少了系统中的各种热量损失、利用了各种有效热能，采取机械做功而获得高品质热源，并且在正常运行中无需再使用燃煤锅炉提供蒸汽，改变为使用电力等清洁能源，具有明显的节能降耗效果、设备集成化程度高、占地面积大大减小、自动控制系统简单、投资成本低等传统蒸发设备所不具备的优势，因此在不同行业得到了广泛的应用。例如中国发明专利201410271604X公开的一种染料中间体对位酯生产废水的处理方法、中国发明专利2011102333975公开的一种处理高盐高浓工业废水以废治废的方法、中国实用新型专利公开的一种废水处理系统均采用了MVR蒸发设备。
但是在实际使用过程当中，其本身固有的一些缺点也凸显出来，主要变现为：
一、MVR蒸发器只适合于低浓度、低粘度的溶液蒸发，当被蒸发溶液浓度达到一定程度时，由于其粘度增大、流动性变差，将会在换热元件表面形成水垢，溶液中的固形物不断附着其上，换热效率急剧下降，阻断了换热，蒸发难以持续进行。因此，其应用领域一般为低浓度大蒸发水量的情况，对于较高浓度和粘度的溶液蒸发则无能为力。但是实际生产应用中，为了达到某种特定的工艺需要或实现某种特殊品质的物料条件，则需要将待处理溶液浓缩到具有高浓度的状态，以实现既定的工艺目标，降低综合应用成本。其实，在此条件和状态之下，系统需要的能量消耗并不多，相反，所带来的经济效益和工艺条件十分可观，但是，MVR蒸发系统无法进一步实现提浓目标。
二、尽管MVR蒸发器中可以设置自汽提装置，将蒸发所获得的二次蒸馏冷凝水以轻污冷凝水和重污冷凝水的形式分别排出，通常情况下轻污冷凝水罐COD含量在350mg/L以下，达到工业用水的使用标准，可以直接回流程使用;但是重污冷凝水COD含量一般都在4000mg/L甚至更高，达不到工业用水使用标准，依靠MVR自身蒸发系统无法对其进行下一步处理，不能实现处理后全部回用和零排放要求。
因此，MVR蒸发系统是一个蒸发单元，其所适应的被蒸发溶液为低浓度、低粘度，在实际使用过程当中工艺的适应性不高，无法独立完成工厂需要。
在传统多效蒸发系统中，一般广泛采用汽提塔来处理不合格的重污冷凝水，进入汽提塔处理重污冷凝水的动力源为锅炉新鲜蒸汽，经过汽提塔的蒸汽被一些不凝性气体和有机物污染，需要在某效蒸发器内单独设立一组换热系统来应用汽提塔的蒸汽并形成持续工作的系统动力。由于传统蒸发系统设备效数多，工艺延伸范围广，由汽提塔排出蒸汽的换热元件系统可以利用系统本身的工艺条件得到处理和应用。但是，目前MVR蒸发系统是一个单一的蒸发单元，不具备处理汽提塔排出蒸汽的工艺条件，使得MVR蒸发系统和汽提系统不能得到有机的组合。
同时，利用强制循环蒸发器能达到抗盐析、抗结垢的特点，可以将废液浓缩成为可以分离或燃烧处理的状态。但是，往往强制循环蒸发自成多级蒸发系统，利用前后的层级关系和末端真空系统进行工作，难以和MVR蒸发系统在温度、压力和能量平衡方面得到有机组合和匹配。
发明内容
本发明提供一种可克服现有技术不足，将汽提系统、强制循环蒸发系统和MVR系统有机组合，发挥各自优点、采用蒸发处理方式进行污水处理的方法及装置。
本发明的这种污水处理方法是：首先将待处理的污水预热到设定温度后送入MVR蒸发器中进行蒸发浓缩，分别得到浓缩的液体和二次蒸汽，待MVR蒸发器中的浓缩液浓度达到预定值后得到被处理液，被处理液引入强制循环蒸发器进行再蒸发浓缩，使浓缩液体进一步浓缩后分别得到再浓缩的污水和二次蒸汽，强制循环蒸发器中的二次蒸汽形成的轻污冷凝水送至轻污冷凝水槽直接回用，本发明中MVR经蒸汽压缩机升温加压后的蒸汽在MVR蒸发器中形成轻污冷凝水，该轻污冷凝水从MVR蒸发器换热元件中引出并用做加热待处理污水的换热热源后直接返回使用，剩余汽体进行蒸汽汽提，形成重污水与不凝气的混合物，不凝气的混合物经再次冷凝后形成重污水待进一步处理;被处理液至少进行一效强制循环蒸发处理，得到的工艺要求的最终浓缩液体，被处理液经强制循环蒸发处理产生的二次蒸汽作为动力介质进行液体汽提;经液体汽提后排出的二次蒸汽经蒸汽汽提得到重污凝水与蒸汽汽提形成重污水混合后进入液体汽提。
本发明的污水处理方法中最好采用二效以上强制循环蒸发处理，其中Ⅰ效强制循环蒸发热源采用新鲜蒸汽，前一效强制循环蒸发处理产生的二次蒸汽用作后一效强制循环蒸发的蒸发热源，最终一效强制循环蒸发处理产生的二次蒸汽用作液体汽提的动力介质。
本发明的污水处理装置，包括：依次相互用管路串联连通的预热器、MVR、强制循环蒸发器，与前述的各预热器、蒸发器、加热器、蒸发室分别用管路连通的冷凝水罐，MVR的蒸汽压缩机，以及设置于MVR、各冷凝水罐、加热室管路上的泵与阀门、控制系统，等。在本发明中，MVR蒸发器的二次蒸汽与蒸汽压缩机的入口间用管路连通;蒸汽压缩机的出口与蒸汽稳压罐的二次蒸汽入口间用管路连通;蒸汽稳压罐的新鲜蒸汽入口与新鲜蒸汽管网连通(提供启动蒸汽)，蒸汽稳压罐与MVR加热器之间用管线连通;强制循环蒸发器加热室的不凝气出口管与蒸发室连通;强制循环蒸发器加热室的冷凝水出口管分别与清洁冷凝水罐连通;强制循环蒸发器的二次蒸汽出口管与液体汽提塔的蒸汽入口管间用管路连通;在MVR的蒸发器的换热元件中设置一个汽提区将整个换热区域分为上部的重污水区和下部的轻污水区，其中：重污水区的上部与表面泠凝器的不凝气入口管间用管路连通、重污水区的下部与液体汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐间分别用管路连通;重污冷凝水加热器的重污水出口与液体汽提塔上部的重污水入口连通，液体汽提塔的轻污冷凝水出口管与重污冷凝水加热器的轻污冷凝水入口管间用管路连通，重污冷凝水加热器的重污水入口与重污冷凝水槽间用管路连通，待处理污水预热器的轻污冷凝水出口与轻污冷凝水槽间用管路连通;表面冷凝器的温水出口和冷却水入口分别与为温水收集管和清水供应管连通，表面冷凝器的冷凝水出口与重污冷凝水罐用管路连通;待处理污水预热器的料液进口和料液出口分别与待处理污水供料管和MVR蒸发器循环泵相连通，待处理污水预热器的冷凝水入口和冷凝水出口分别连通MVR的轻污冷凝水罐和轻污冷凝水槽。
本发明的污水处理装置，还可以是在包括：依次相互用管路串联连通的预热器、MVR、强制循环蒸发器，与前述的各预热器、蒸发器、加热器、蒸发室分别用管路连通的冷凝水罐，MVR的蒸汽压缩机，以及设置于MVR、各冷凝水罐、加热室管路上的泵与阀门、控制系统等之外，其MVR蒸发器的二次蒸汽与蒸汽压缩机的入口间用管路连通;蒸汽压缩机的出口与蒸汽稳压罐的二次蒸汽入口间用管路连通;蒸汽稳压罐的新鲜蒸汽入口与新鲜蒸汽管网连通，提供系统启动蒸汽，蒸汽稳压罐与MVR加热器之间用管线连通;强制循环蒸发器加热室的不凝气出口管与蒸发室连通;强制循环蒸发器加热室的冷凝水出口管分别与清洁冷凝水罐连通;Ⅰ效强制循环蒸发器与新鲜蒸汽管连通，前一效强制循环蒸发器的二次蒸汽管与后一效强制循环蒸发的蒸发器的加热器相连，最终一效强制循环蒸发器的二次蒸汽管与液体汽提塔的蒸汽入口管间用管路连通;在MVR的蒸发器的换热元件中设置一个汽体汽提区将整个换热区域分为上部的重污水区和下部的轻污水区，其中：重污水区的上部与表面泠凝器的不凝气入口管间用管路连通、重污水区的下部与液体汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐间分别用管路连通;重污冷凝水加热器的重污水出口与液体汽提塔上部的重污水入口连通，液体汽提塔的轻污冷凝水出口管与重污冷凝水加热器的轻污冷凝水入口管间用管路连通，重污冷凝水加热器的重污水入口与重污冷凝水槽间用管路连通，待处理污水预热器的轻污冷凝水出口与轻污冷凝水槽间用管路连通;表面冷凝器的温水出口和冷却水入口分别与为温水收集管和清水供应管连通，表面冷凝器的冷凝水出口与重污冷凝水罐用管路连通;待处理污水预热器的料液进口和料液出口分别与待处理污水供料管和MVR蒸发器循环泵相连通，待处理污水预热器的冷凝水入口和冷凝水出口分别连通MVR的轻污冷凝水罐和轻污冷凝水槽。
作为本发明的装置的实施例中，其强制循环蒸发器采用两个等面积的加热器共用一台蒸发室的结构配备方式。目前对于强制循环蒸发器的传统配置及结构方式为一台强制循环蒸发器由单个的加热器和蒸发室组成，即一对一的匹配方式，当加热器换热管内结垢比较严重影响使用时将整个蒸发系统停机，系统温度恢复到较低的工作状态后拆卸加热器两端的管箱，然后利用机械方式将换热管逐根进行机械清洗。这种结构配置和清洗方式尽管能达到清洗效果，但是清洗劳动强度大、时间长，长时间系统停机造成的费用和人力成本为企业增加了不少负担，每次开机所消耗的蒸汽、电力等十分昂贵，增加了系统运行成本，降低了设备的有效利用率。本发明采用两个等面积的加热器共用一台蒸发室的结构配备方式，即二对一的匹配方式，解决了结垢清洗需要系统停机的缺陷。在实际操作中，当换热管结垢严重影响换热时，只需将其中一台加热器切换到清洗模式，利用系统内的热水在线循环清洗，而另一台加热器还是处于正常的工作状态，此时系统运行效率有所降低，但还能正常工作，满足生产的基本需要，且清洗无需派遣人工去拆解设备，清洗时间较短、清洗方式简单、状态连续，相对于系统停机所造成的损失，几乎可以不计。在线快捷清洗后切入到工作环境，即完成清洗过程。
在本发明中在MVR的蒸发器的换热元件中设置的汽提区可以是在MVR的蒸发器换热元件的上部将蒸发区沿L形焊合，形成一条汽提分割焊合线，利用这条汽提分割焊合线使蒸发区被分为位于上部的汽提区和位于下部的轻污冷凝水区。本发明最好是使汽提区的面积占蒸发区板片总面积的10-20%。
本发明的装置在工作中会难免产生蒸汽介质串流，特别是在冷凝水管路系统中产生蒸汽介质串流，这会造成系统内压力的变化，致使影响整个装置的正常工作。对这一问题通常的解决办法是在在相应的管路上加设稳压阀，本发明提供一种结构更为简单、成本低廉，且更为妥善、可靠的技术解决方案，即在本发明装置的各冷凝水罐的引入冷凝水的管路上设置至少一个U形段，其U形的底部低于冷凝水罐的底部。通过这一措施可冷凝水在相应区域滞留，形成一段满管水柱的密封区域，防止蒸发器内蒸汽介质串流而造成系统压力的变化波动。
本发明的装置还可将各强制循环蒸发器的加热室水平设置。由于采用了卧式安装形式，可以方便地在管箱内设置隔板而将被加热的液体介质在其内的流动分为多程，大大降低了循环泵的流量，从而减少了运行中的电力消耗。
在本发明中采用电力驱动10KV高压电机，依次连接齿轮箱和蒸汽压缩机，利用机械做功将二次蒸汽升温、加压后送入到MVR蒸发器内用作蒸发热源。采用10KV高压电机是为了使用清洁能源、提高运行效率、减小工作电流、降低材料和设备投资及运行成本;采用齿轮箱是为了使高压电机和蒸汽压缩机之间的运行转速得到匹配并传递扭矩。在此结构状态下，首先将低浓度的待处理废液送入到MVR蒸发器，当待处理蒸发液在蒸发器内循环流动时，先向蒸发器内通入余热蒸汽或新鲜蒸汽预热，当被蒸发液不断参与换热进而到达沸点时，关闭蒸汽管道阀门，启动高压电机带动蒸汽压缩机工作。此时二次蒸汽经蒸汽压缩机以机械做功为补偿，从周围低温环境中吸热，获得了较高压力、温度和焓值及高品质、高能位的蒸汽，返回用于蒸发器的热损失和补充进出料热焓，在蒸发器内产生热交换而发生相变，分别成为轻污冷凝水和重污冷凝水，其中轻污冷凝水在原液预热器内充分利用其余热后储存于轻污冷凝水槽中直接回用;重污冷凝水送入到重污冷凝水槽中待处理。而蒸发器内的液体又被加热沸腾，产生新的蒸汽，再经蒸汽压缩机压缩做功，往复循环，完成蒸发过程。在此后的正常运行当中，一般情况下蒸汽压缩机工作时不再使用锅炉提供的新蒸汽，MVR系统将自行循环，减少了锅炉燃烧过程，避免了排烟、排污等污染，在节能降耗的同时还减少和降低了一次能源消耗过程中产生的污染排放和温室气体效应，热效率高，节能降耗效果明显。
待处理废液在MVR蒸发器内被不断浓缩，被蒸发分离为大量的冷凝水和少量的较高浓度废液。这样充分利用了MVR蒸发器运行效率高、使用成本低的特点，将大部分废液处理在MVR蒸发器完成。此时废液总量已经很小。
本发明利用强制循环蒸发器被蒸发液的循环流动依靠循环泵外加动力的原理，使被蒸发液在加热器换热管内以较高的速度强制流动，加热器仅作为加热过程，而蒸发分离过程在蒸发室内进行，从而达到抗盐析、抗结垢的目的。此时再将少量的较高浓度废液从MVR蒸发器内送至Ⅱ效强制循环蒸发器内继续蒸发，进一步浓缩。浓缩到一定程度后再送入到Ⅰ效强制循环蒸发器做最终浓缩处理。例如利用本发明的方法及装置处理造纸废水，此时废液已经被浓缩为可以分离或直接进行燃烧处理的状态。
本发明在传统板式蒸发器的换热元件汽提区内设置单独的蒸汽进口，并将汽提塔的排出蒸汽通入其内，在此区域内换热后形成重污冷凝水，汽提塔的排出蒸汽量和MVR损失能量及补充能量取得平衡关系，形成有机系统。同时，强制循环蒸发器设置为两效，其中Ⅰ效强制循环蒸发器热源使用余热蒸汽或新鲜锅炉蒸汽，Ⅱ效强制循环蒸发器热源使用Ⅰ效强制循环蒸发器产生的二次蒸汽，汽提塔使用Ⅱ效强制循环蒸发器产生的二次蒸汽。将Ⅰ、Ⅱ效强制循环蒸发器配置成为一个平衡和层级系统，即前后端形成能量的平衡和压力温度变化的层级关系，而Ⅱ效强制循环蒸发器产生的二次蒸汽的温度、压力和蒸汽量既要和系统前端的Ⅰ效强制循环蒸发器取得平衡，又要满足汽提塔的工作需要，满足汽提塔所处理的重污冷凝水量和处理后的效果达到要求，满足蒸汽排出汽提塔后MVR的温度、压力和量值平衡。
本发明利用MVR蒸发器在低浓度下高效节能的特点蒸发出大量水分，以蒸馏水的形态回工厂流程重复利用，然后将初步蒸发提浓后的溶液送入到两级串联布置的强制循环蒸发器，仅消耗少量能源，便可获得高浓产物，在其内完成最终蒸发;设置特定的系统及配比参数后与汽提塔有机组合，利用汽提塔处理重污冷凝水，使其COD含量符合工业用水标准，从而实现零排放，提供一种可以解决现有技术不足的污水处理方法及装置，高效节能。经理论测算和实际应用结果验证，其运行成本仅为传统蒸发系统的50%，设备投资成本降低15%。
目前对于强制循环蒸发器的传统配置方式及结构为一台强制循环蒸发器由单个的加热器和蒸发室组成，即一对一的匹配方式。采用现有传统配置方式时，当加热器换热管内结垢比较严重影响使用时将整个蒸发系统停机，系统温度恢复到较低的工作状态后拆卸加热器两端的管箱，然后利用机械方式将换热管逐根进行机械清洗。这种结构配置和清洗方式尽管能达到清洗效果，但是清洗劳动强度大、时间长，长时间系统停机造成的费用和人力成本为企业增加了不少负担，每次开机所消耗的蒸汽、电力等十分昂贵，增加了系统运行成本，降低了设备的有效利用率。本发明采用两个等面积的加热器共用一台蒸发室的结构配备方式，即二对一的匹配方式，解决了结垢清洗需要系统停机的缺陷。在实际操作中，当换热管结垢严重影响换热时，只需将其中一台加热器切换到清洗模式，利用系统内的热水在线循环清洗，而另一台加热器还是处于正常的工作状态，此时系统运行效率有所降低，但还能正常工作，满足生产的基本需要，且清洗无需派遣人工去拆解设备，清洗时间较短、清洗方式简单、状态连续，相对于系统停机所造成的损失，几乎可以不计。在线快捷清洗后切入到工作环境，即完成清洗过程。
此外，在本发明中还可以从Ⅰ、Ⅱ效强制循环加热器中任意切换出一台做在线清洗。这样将更为方便使用。
本发明由于将各强制循环蒸发器的加热室采用了卧式安装形式，而且在加热室内加设的折流板自然形成自汽结构，且其内设置有分程隔板，可将换热管在长度方向按一定的面积比例分隔为多个区域，当热源蒸汽进入到加热室参与热交换时，由于折流板的阻挡作用，将在加热室内沿轴线迂回曲折流动，由于饱和水蒸汽的沸点高于有机挥发物。
本发明的方法具有可高效低能耗地处理工业废水的优点，具有极高的热效率，可以大大减小污染物的排放和温室气体效应。
本发明的设备可实现本发明的方法，并具有如下优点：
1)可实现本发明的方法;
2)可实现有效且高效地处理废水;
3)可使设备的停机清洗时间大大缩短、并且设备的再清洗更简单;
4)能最大限度地降低设备成本。
