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。

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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