早期的零排放水處理技術主要基于蒸發器和蒸發塘。而這兩種技術在用于廢水濃縮之前，早已在其它行業得到廣泛應用。其中蒸發器的典型工業應用之一是氯堿行業中的堿液蒸發。學化工的同學們對此應該不陌生。20年前，我的畢業實習就是在一個氯堿廠的蒸發工段完成的。

而在美國，早在1893年就建成了第一個氯堿工廠，氯堿工業在1940年以后更是隨著石油化工的興起得到了迅速發展，大型蒸發器的應用隨之增加。這些行業主要使用多效蒸發器。

與傳統蒸發應用相比，廢水蒸發面臨三大主要挑戰。一是廢水中的低溶解度組分極易隨著蒸發濃縮過程在換熱表面發生結垢；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換熱材料造成腐蝕；三是由于不直接產生任何高價值產品，因而用戶普遍對能耗與運行成本更加敏感。

要解決這些問題，就需要對原有蒸發器在設計和工程方面做出相應改進。而這主要是由一些技術實力雄厚的工程公司完成的。在零排放特別是蒸發結晶領域，國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，號稱世界上最大的蒸發與結晶公司，在全球提供了超過800套蒸發結晶系統。1998年，HPD被威立雅（Veolia）公司收購。

Aqua-Chem公司成立于1931年，總部位于威斯康星州，是熱法脫鹽系統的先驅之一。2000年，Aqua-Chem的工業濃縮與脫鹽（ICD）部門被阿奎克（Aquatech）公司收購，零排放業務即包括在內。

RCC公司成立于1970年前后，總部位于華盛頓州，是最早推動零排放的技術公司。可以毫不夸張地說，RCC就是為零排放而生。1993年，RCC被Ionics公司收購。2005年，Ionics公司被GE收購。2017年，GE水處理業務被蘇伊士（Suez）收購。

1970年代早期，RCC的研究人員向廢水蒸發器中加入大量硫酸鈣顆粒，其粒徑為數十微米，它們與鹽水形成固液混合的漿液后，再進入豎直的換熱管內壁實現降膜蒸發。這就是所謂的晶種法工藝（Seeded Slurry Process）。

晶種法蒸發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，使得結晶過程優先發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垢問題。

與此同時，航空鈦材也被開始用于制造廢水蒸發器的換熱管，有效解決了氯離子的腐蝕問題；機械蒸汽壓縮（MVR）工藝也得到應用，大幅降低了蒸發器的絕對能耗，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蒸發器，成為了第一代零排放處理技術的核心。時至今日，MVR鈦管蒸發器依然是幾乎所有零排放工藝的標配。

蒸發塘是一種模仿自然過程的古老技術。由于它受氣候條件的限制較大，因此后續在一些項目中被噴霧干燥器取代。1981年，弗羅里達州蓋恩斯維爾（Gainesville）電廠建成，其零排放系統即在蒸發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，絕對能耗極高，處理規模有限，因此又逐漸被效率更高、操作彈性更大的強制循環結晶器所取代。這樣，蒸發器與結晶器的組合也逐漸成為零排放系統的代名詞。

蘇州榮尚熱能裝備有限公司