申请日2017.09.27
公开(公告)日2018.01.12
IPC分类号C02F1/10; B01D1/14
摘要
本发明公开了一种废水/废液的蒸发浓缩处理装置及处理方法，通过以空气作为载体，不断从废水/废液中带走“水分”，空气中的“水分”被凝结成蒸馏水，空气循环利用，实现整个废水/废液的蒸发浓缩处理过程无废气排放，不存在二次污染问题。使用高温热泵和空气热交换器来加热空气，并回收能量，降低装置运行成本。本发明能够有效实现废水/废液的减量化，废水/废液的蒸发浓缩处理方法可操作性强，易于实现，能够有效降低能耗，设备运行成本低、不易结垢、不产生二次污染、操作简单。
权利要求书
1.一种废水/废液的蒸发浓缩处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将低温低湿的空气加热至60℃-85℃，形成高温低湿空气;
步骤二、将将一定量的废水/废液加热至不低于40℃;
步骤三、将步骤一中形成的高温低湿空气与步骤二中的废水/废液充分混合后分离得到中温高湿空气和被处理过的废水/废液，取出被处理过的废水/废液并再次加热至不低于40℃，与新的高温低湿空气再次混合并分离;
步骤四、过滤去除步骤三中的中温高湿空气中的水雾，得到中温湿空气;
步骤五、将中温湿空气进行换热，形成低温湿空气;
步骤六、将步骤五中得到的低温湿空气换热至温度降至湿度露点以下，得到蒸馏水和步骤一中的低温低湿空气;
步骤七、多次重复步骤三，步骤三中的废水/废液中的水分被不断带走，最后得到浓缩液。
2.如权利要求1所述的废水/废液的蒸发浓缩处理方法，其特征在于，所述步骤五中换热得到的热量用于步骤一中的低温低湿空气的加热。
3.如权利要求1或2所述的废水/废液的蒸发浓缩处理方法，其特征在于，所述步骤六中换热得到的热量用于步骤二和步骤三中的废水/废液的加热、用于步骤一中的低温低湿空气的加热。
4.一种废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述处理装置包括有气液混合装置、除雾器、热泵、离心风机、提升泵、储水箱、空气热交换器。
5.如权利要求4所述的废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述空气热交换器包括有高温气体进气口、与高温气体进气口相连通的低温气体出气口、低温气体进气口、与低温气体进气口相连通的高温气体出气口，热泵包括有蒸发器、热泵主机、第一冷凝器、第二冷凝器，气液混合装置包括有进气口、出气口、进液口、排液口，提升泵将储水箱中的废水/废液通过水管泵送至进液口，排液口通过带阀门的管道连接储水箱，离心风机连接进气口，出气口连接除雾器，除雾器连接空气热交换器的高温气体进气口，低温气体出气口连接蒸发器，蒸发器连接低温气体进气口，高温气体出气口通过风管连接离心风机，蒸发器分别连接第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器与风管进行热交换，第二冷凝器与水管进行热交换。
6.如权利要求5所述的废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述气液混合装置包含有雾化器、填料、集液槽，集液槽位于气液混合装置的底部，排液口位于集液槽的底部，进气口连接雾化器。
7.如权利要求5所述的废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述阀门为三通阀，三通阀的进口连接排液口，三通阀的一个出口连接储水箱，另一个出口连接有浓液箱/结晶反应器。
8.如权利要求5所述的废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述储水箱中安装有用于加热储水箱中废水/废液的换热器，换热器连接电源。
9.如权利要求5所述的废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述风管、水管、热泵中的蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、空气热交换器等均需具备耐腐蚀功能。
10.如权利要求5所述的废水/废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述提升泵与进液口之间设计精密过滤器。
说明书
一种废水/废液的蒸发浓缩处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水/废液的蒸发浓缩处理装置及处理方法，属于废水/废液减量化及高难度废水零排放处理技术领域的关键设备及方法。
背景技术
新环保法已将环境保护确立为我国的基本国策。作为治理水环境污染的重点关注对象，工业废水处理的排放标准也越来越严苛，现有的工业废水处理技术面临巨大挑战，特别是电镀、钢铁、染化、煤化工、石化、油田开采等行业产生的高难度处理废水，废水零排放处理技术的市场需求持续升温;同时，工业企业也会产生一些液体副产物，如各种酸碱废液、各种含重金属废液及各种含有机物废液等，根据环保法规的要求，这些副产物必须作为危险废液处置，高昂的危险废弃物处置费用给企业带来较大的经济压力，作为废液最终处置的关键技术，减量化处置势在必行。
作为废水零排放技术和废液减量化技术的核心工艺环节，多种蒸发浓缩设备及工艺不断被推出，如MVR、多效蒸发器、膜蒸发等采用蒸汽为热源的热蒸发技术，但在实际运行中发现这些工艺设备存在各种各样的缺陷，如吨水蒸发量的能耗特别大、设备易结垢影响连续运转、设备易腐蚀、工艺流程复杂。对于吹脱型蒸发器，由于靠气体运输“水”，设备被做成开放式并与外界连通，废水中的有害物质随气体扩散，导致较严重的二次污染，需要配套复杂的废气处理设备;热量随气体散失，运行能耗仍较高;蒸发量受限于液-气传质形式，蒸发效率较低，设备体积较大。上述原因导致绝大多数已建废水零排放/废液减量化项目的蒸发器处于瘫痪状态。
因此，如何找到一种不易结垢、不产生二次污染、运行费用相对较低的蒸发器，一直是废水零排放技术和废液减量化技术面临解决的重大难题。
发明内容
本发明的目的是针对现有蒸发技术中存在的上述问题，提出一种能够解决目前蒸发浓缩工艺中存在的易结垢、运行费用较高、二次污染较严重等问题，从而促进废水零排放技术和废水/废液减量化技术发展的废水/废液的蒸发浓缩处理方法和处理装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废水/废液的蒸发浓缩处理方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将低温低湿的空气加热至60℃-85℃，形成高温低湿空气;
步骤二、将将一定量的废水/废液加热至不低于40℃;
步骤三、将步骤一中形成的高温低湿空气与步骤二中的废水/废液充分混合后分离得到中温高湿空气和被处理过的废水/废液，取出被处理过的废水/废液并再次加热至不低于40℃，与新的高温低湿空气再次混合并分离;
步骤四、过滤去除步骤三中的中温高湿空气中的水雾，得到中温湿空气;
步骤五、将中温湿空气进行换热，形成低温湿空气;
步骤六、将步骤五中得到的低温湿空气换热至温度降至湿度露点以下，得到蒸馏水和步骤一中的低温低湿空气;
步骤七、多次重复步骤三，步骤三中的废水/废液中的水分被不断带走，最后得到浓缩液。
步骤五中换热得到的热量用于步骤一中的低温低湿空气的加热。
步骤六中换热得到的热量用于步骤二和步骤三中的废水/废液的加热、用于步骤一中的低温低湿空气的加热。
一种废水/废液的蒸发浓缩处理装置，所述处理装置包括有气液混合装置、除雾器、热泵、离心风机、提升泵、储水箱、空气热交换器。
空气热交换器包括有高温气体进气口、与高温气体进气口相连通的低温气体出气口、低温气体进气口、与低温气体进气口相连通的高温气体出气口，热泵包括有蒸发器、热泵主机、第一冷凝器、第二冷凝器，气液混合装置包括有进气口、出气口、进液口、排液口，提升泵将储水箱中的废水/废液通过水管泵送至进液口，排液口通过带阀门的管道连接储水箱，离心风机连接进气口，出气口连接除雾器，除雾器连接空气热交换器的高温气体进气口，低温气体出气口连接蒸发器，蒸发器连接低温气体进气口，高温气体出气口通过风管连接离心风机，蒸发器分别连接第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器与风管进行热交换，第二冷凝器与水管进行热交换。
气液混合装置包含有雾化器、填料、集液槽，集液槽位于气液混合装置的底部，排液口位于集液槽的底部，进气口连接雾化器。
阀门为三通阀，三通阀的进口连接排液口，三通阀的一个出口连接储水箱，另一个出口连接有浓液箱/结晶反应器。
储水箱中安装有用于加热储水箱中废水/废液的换热器，换热器连接电源。
风管、水管、热泵中的蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、空气热交换器等均需具备耐腐蚀功能。
提升泵与进液口之间设计精密过滤器。
本发明的工作原理是：本发明通过模拟“自然降雨”的除湿原理，实现废水/废液的蒸发浓缩，即以热空气作为载体，不断地从废水/废液中带走“水份”，废水/废液随着水份丧失而不断被浓缩，湿热空气遇冷后，形成“降雨”，“水份”被从空气中分离，形成低湿冷空气，后又被加热继续从废水/废液中带走“水份”。废水/废液被反复浓缩后，形成浓缩液，从而实现废水/废液的减量化。
本发明的有益效果是：
1、空气和废水/废液一直处于封闭的管道或箱体中，空气作为载体，不断从废水/废液中带走“水份”，空气中的“水份”被凝结成蒸馏水，空气循环利用，整个过程无废气排放，不存在二次污染问题;
2、本发明使用高温热泵和空气热交换器来加热空气，并回收能量，能量使用效率高，整个系统的运行成本大大低于传统的蒸发器;
3、本发明能够有效实现废水/废液的减量化，废水/废液的蒸发浓缩处理方法可操作性强，易于实现，能够有效降低能耗。本发明提供的废水/废液的蒸发浓缩处理装置结构简单，设备运行成本低、不易结垢、不产生二次污染、操作简单。
