多效蒸發(MEE)案例應用詳解|跨產業的節能濃縮技術全解析

多效蒸發(Multi-Effect Evaporation, MEE)是一種以「循環利用蒸汽熱能」達成節能濃縮的技術。藉由將蒸發器串聯成多段效數,前一效的二次蒸汽作為下一效的熱源,可大幅降低蒸汽使用量與運轉成本。

一、多效蒸發核心優勢

  • 節能 30–70%:蒸汽重複利用,效數越多越省能。
  • 能適應高污染、高腐蝕、高含鹽廢水
  • 濃縮比可提升至 5–30 倍
  • 可搭配 MVR / 熱泵 / 冷凝水回收,同步再提升效能
  • 連續全自動運轉,適合工廠大量液體處理需求
多效蒸發器|降膜|升膜|廢水處理

二、多效蒸發跨產業案例解析

下列為最常見的 6 大應用產業,每個提供:
(1)原始液性質 → (2)處理目標 → (3)推薦 MEE 型式 → (4)效益成果。


案例 1:化工廢水(高 COD、鹽分)

1. 原始條件

  • COD:15,000–80,000 mg/L
  • 鹽類:5–12%
  • 常含酸鹼、溶劑蒸氣

2. 處理目標

  • COD 降至 < 200 mg/L(後端RO可處理)
  • 濃縮倍數:8–20 倍
  • 減少危廢處理費

3. 推薦設備

  • 三效或四效蒸發器(Forced Circulation 或 MVR)
  • 內材:316L / 904L / 2205 雙相鋼

4. 實際成果(實廠)

  • 蒸汽節省 60%
  • 廢水量減少 80–90%
  • 濃縮料可直接送焚化、固化成本降低 40%

案例 2:食品、生技發酵液濃縮

1. 原始條件

  • 含蛋白、糖類、酵素、纖維
  • 需求低溫操作以避免變性

2. 處理目標

  • 5–10% → 50–70% 濃度(例如玉米糖、酵素製劑、胺基酸)
  • 保留活性、顏色、風味

3. 推薦設備

  • 三效降膜(Falling Film),可搭熱泵節能
  • 低溫 55–70°C 蒸發
  • 適合熱敏性物料

4. 實際成果

  • 能耗低於傳統單效 50–65%
  • 產品活性保持 > 95%
  • 用於:玉米汁、酵母發酵液、膠體物料、酵素液

案例 3:電鍍、金屬加工廢液回收

1. 原始條件

  • Ni、Cu、Cr、Zn 金屬離子
  • 常含酸鹼(pH 1~13)

2. 處理目標

  • 回收金屬鹽
  • 濃縮電鍍液以再次使用
  • 減少外運危廢量

3. 推薦設備

  • 雙效 / 三效 MEE + 自動除垢
  • 防腐材質:鈦、哈氏合金、四氟材質

4. 實際成果

  • 金屬鹽回收率 80–95%
  • 新鮮電鍍液補充量降低 40–60%
  • 廢棄物量降低 70–90%

案例 4:制藥廢水(高 COD、含溶劑)

1. 原始條件

  • COD 高達 30,000–120,000 mg/L
  • 常含甲醇、乙醇、IPA

2. 處理目標

  • 溶劑回收
  • 有機物濃縮減量
  • 去除鹽分與固體雜質

3. 推薦設備

  • 多效 + MVR 混合式蒸發器
  • 設計溶劑冷凝回收系統

4. 效果

  • 溶劑回收率 85–98%
  • 危廢減量 70–85%
  • 廢水處理成本下降 50%+

案例 5:高鹽度 RO 濃鹽水處理(ZLD 零排放系統)

1. 初始條件

  • TDS 5–15%
  • 冷卻塔、焦化廠、化學清洗廢水

2. 目標

  • 濃縮至 25–30% 飽和鹽漿
  • 產生可再利用的 RO 級冷凝水
  • 最終鹽渣輸送晶析

3. 設備配置

  • 三效 + MVR 蒸發晶析系統
  • 適用 ZLD

4. 成果

  • 回收水率 70–90%
  • 化學品補充量降低 > 50%
  • 達到完全零排放

案例 6:農產加工(果汁、植物萃取液)

1. 原始條件

  • 高糖分、高香氣、易氧化
  • 常見:鳳梨汁、芒果汁、中藥萃取液

2. 處理目標

  • 8–12% → 45–70%
  • 保留香氣與色澤

3. 設備

  • 三效降膜 + 香氣回收系統(Aroma Recovery)

4. 實際成果

  • 成品風味保持 90% 以上
  • 能耗比傳統真空煮濃降低 50%
  • 香氣回收率 60–80%

三、多效蒸發效數比較與能耗估算

效數理論節能特點適用產業
單效最低成本低,能耗高小規模食品、試驗線
雙效30–40%能耗適中生技、金屬加工
三效(最常用)45–55%投資與節能平衡最好化工、食品、制藥、RO 廢水
四效55–65%大量蒸汽處理需求大型化工、製藥廠
MVR(可取代三效)80–95%電力蒸汽壓縮,最省能ZLD、蒸汽昂貴地區

四、多效蒸發系統常搭配的節能技術

1. MVR(機械蒸汽再壓縮)

  • 最節能,可替代 3–5 效蒸發器
  • 適用蒸汽費用高或電費低的國家

2. 熱泵系統

  • 適合低溫蒸發食品、生技物料
  • 回收冷凝熱 → 短期回本

3. 冷凝水回收系統

  • 再利用為鍋爐補水
  • 降低軟水、RO 水使用量

五、投資效益(ROI)與成本回收

項目改善幅度
蒸汽消耗↓ 40–70%
危廢處理費↓ 50–85%
冷卻水使用量↓ 30–50%
電力消耗↓ 10–20%(搭配 MVR 可更低)
操作人力成本↓ 50–80%(全自動 PLC)

一般 ROI:12–36 個月
(視處理量、蒸汽成本、廢水性質而定)

多效蒸發器設備詳細說明:https://ecodewater.com/index.php/mee/


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