申请日2014.12.29
公开(公告)日2015.05.27
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明提供一种高浓度废水的处理方法，包括将原水箱中的原水预热后送入到蒸发室，再经循环泵进入到蒸发室顶部;沿蒸发室内的斜板表面向下流动，进风口吹入风与斜板表面的水层接触，生成饱和湿空气，饱和湿空气从出风口排出蒸发室，进入到冷凝室，在冷凝室中降温;蒸发室中流入到蒸发室底部的浓缩液经蒸发室循环泵再提升至蒸发室顶部循环蒸发，当蒸发室中的浓缩液浓度达到饱和结晶时，通过结晶体排放口排出蒸发室，进入晶体处理体系，处理后液体返回至原水箱，回收沉淀物。本发明提供的高浓度废水的处理方法及系统解决了当前高浓度废水处理蒸发效率低、设备易结垢、腐蚀严重、成本高的问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种高浓度废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原水箱中的原水经预热后进入到蒸发室，再经循环泵进入到蒸发室顶部;(2)蒸发室顶部的水沿蒸发室内的斜板表面向下流动，进风口吹入风与斜板表面的水层接触，生成饱和湿空气，饱和湿空气从出风口排出蒸发室;
(3)蒸发室中未生成饱和湿空气、流入到蒸发室底部的浓缩液经蒸发室循环泵再提升至蒸发室顶部，重复步骤(2);
(4)步骤(2)中从蒸发室排出的饱和湿空气进入到冷凝室，在冷凝室中降温;
(5)蒸发室中的浓缩液浓度达到饱和结晶时，通过结晶体排放口排出蒸发室，进入晶体处理体系，处理后液体返回至原水箱，回收沉淀物，重复步骤(2)至步骤(4)。
2.根据权利要求1所述高浓度废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：冷水经循环泵提升至冷凝室顶部，冷水沿着冷凝室内的斜板向下流动，斜板表面流动的冷水与蒸发室排入到冷凝室的饱和湿空气接触，形成气泡，气泡继续与不断在斜板表面流动的冷水接触，饱和湿空气中的水分进入到冷水，温度降低;冷凝室中从斜板流下的冷水再经循环泵回流至冷凝室顶部，如此循环。
3.根据权利要求1或2所述高浓度废水的处理方法，其特征在于，所述原水经两组或两组以上串联在一起的蒸发室、冷凝室循环处理，其中所述步骤(3)蒸发室中未生成饱和湿空气的浓缩液经蒸发室循环泵再提升至与之串联的下一组蒸发室顶部，重复所述步骤(2)。
4.根据权利要求3所述高浓度废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)冷凝室中从斜板流下的冷水再经循环泵回流至与之串联的上一组冷凝室顶部，如此循环。
5.根据权利要求4所述高浓度废水的处理方法，其特征在于，进入到最后一组蒸发室中蒸发后的浓缩液经循环泵再回流至第一组蒸发室时加热至60℃;进入到第一组冷凝室中沿斜板流下的冷水经循环泵再回流至最后一组冷凝室时冷却至35℃;所述浓缩液和冷水在各自加热和冷却前进行热交换。
6.一种高浓度废水处理系统，其特征在于，包括蒸发模块和冷凝模块，所述蒸发模块一侧连接有原水箱，另一侧与冷凝模块相连通，蒸发模块与原水箱之间还设置有加热器和原水泵;蒸发模块与冷凝模块内部均设置有斜板，使液体沿斜板表面从高处向下流动;在蒸发模块与冷凝模块连通相对的一侧设置进风口，在冷凝模块与蒸发模块连通相对的一侧设置出风口;蒸发模块底部设置晶体排放口并连接晶体处理模块;蒸发模块和冷凝模块下方均设置循环泵和连接管道，使流出液体回流至相应模块顶部。
7.根据权利要求6所述高浓度废水处理系统，其特征在于，所述系统包括两组或两组以上串联在一起的蒸发模块和冷凝模块;每组蒸发模块下方设置循环泵和连接管道使浓缩液回流至下一组蒸发模块顶部，最后一组蒸发模块下方设置循环泵和连接管道则使浓缩液回流至第一组蒸发模块顶部;每组冷凝模块下方设置循环泵和连接管道使冷水回流至前一组冷凝模块顶部，第一组冷凝模块下方设置循环泵和连接管道则使冷水回流至最后一组冷凝模块顶部。
8.据权利要求7所述高浓度废水处理系统，其特征在于，所述连接最后一组蒸发模块和第一组蒸发模块的连接管道与所述连接第一组冷凝模块和最后一组冷凝模块的连接管道之间设置有换热装置;所述连接最后一组蒸发模块和第一组蒸发模块的连接管道在靠近第一组蒸发模块处设置有加热装置;所述连接第一组冷凝模块和最后一组冷凝模块的连接管道在靠近最后一组冷凝模块处设置有冷却装置。
9.据权利要求7所述高浓度废水处理系统，其特征在于，所述串联在一起的蒸发模块和冷凝模块之间都是相连通的，每组蒸发模块进风口处设置风机，每组蒸发模块与冷凝模块连接处设置出风口，通过出风口使每组的蒸发模块与冷凝模块相通，每组冷凝模块的出风口与相串联的下一组蒸发模块进风口相通。
10.根据权利要求6所述高浓度废水的处理方法，其特征在于，所述斜板上设置有透风孔隙，或者所述斜板采用透风材料。
说明书
一种低温蒸发结晶处理高浓度废水的方法及系统
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种低温蒸发结晶处理高浓度废水的方法及系统。
背景技术
随着环保要求的日益提高和工业化的发展，产生了更多高含盐废水或高含盐高腐蚀性废水，该种废水常规处理办法很难处理，并且直接排放对环境产生极大的污染，同时随着环保标准和要求的提高，在很多地方需要对高含盐量的废水进行处理并达到零排放目标。
传统上的零排放工艺一般为蒸馏蒸发技术，应用的技术原理为降膜或升膜蒸发，即通过液体在换热管表面形成薄薄的液膜，利用换热管内部新鲜蒸汽或二次蒸汽，对液膜进行加热，实现水蒸发，但是这种方式处理成分复杂的污水时，存在换热管结垢，降低换热效率问题，同时此类设备均为密闭循环，且通常是在高温高压或高温负压下操作，设备内部也存在结垢问题，如盐垢属于难清理硬垢，则很容易导致设备报废，而且，此类设备处理含有高氯离子、高酸的废水时，在高温高压或高温负压的操作条件下，氯离子对设备腐蚀更为严重。
现有技术中处理高浓度废水利用的设备多为普通蒸发器、多效蒸发器、MVR蒸发器。如多效蒸发器，是将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率;但该蒸发器占地面积大，系统稳定性差，只能实现半自控，设备易结垢，对于处理高氯、含酸废水蒸发器腐蚀严重，且无法实现直接结晶。还有MVR蒸发器，从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水;但该蒸发器同样存在设备易结垢，对于处理高氯、含酸废水蒸发器腐蚀严重，对压缩机的品质依赖程度很高等缺点。
现有技术高浓度废水处理应用的设备通常只能用新鲜蒸汽，系统所需的能耗高，且设备易结垢，降低蒸发效率，严重的盐垢无法清理的话，可导致设备报废，同时对于高氯、含酸废水蒸发器腐蚀严重，对于高腐蚀性废水材质很难选择，特别是既含有高氯又含有盐酸的废水，如要避免腐蚀，则需要选择锆、钽贵金属，设备造价非常昂贵，并且常规的蒸发无法实现直接的结晶。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低温蒸发结晶处理高浓度废水的方法及系统。解决当前高浓度废水处理方法和设备蒸发效率低、设备易结垢、腐蚀严重、成本高的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种高浓度废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)原水箱中的原水经预热后进入到蒸发室，再经循环泵进入到蒸发室顶部;(2)蒸发室顶部的水沿蒸发室内的斜板表面向下流动，进风口吹入风与斜板表面的水层接触，生成饱和湿空气，饱和湿空气从出风口排出蒸发室;
(3)蒸发室中未生成饱和湿空气、流入到蒸发室底部的浓缩液经蒸发室循环泵再提升至蒸发室顶部，重复步骤(2);
(4)步骤(2)中从蒸发室排出的饱和湿空气进入到冷凝室，在冷凝室中降温;
(5)蒸发室中的浓缩液浓度达到饱和结晶时，通过结晶体排放口排出蒸发室，进入晶体处理体系，处理后液体返回至原水箱，回收沉淀物，重复步骤(2)至步骤(4);
优选地，所述步骤(4)包括：冷水经循环泵提升至冷凝室顶部，冷水沿着冷凝室内的斜板向下流动，斜板表面流动的冷水与蒸发室排入到冷凝室的饱和湿空气接触，形成气泡，气泡继续与不断在斜板表面流动的冷水接触，饱和湿空气中的水分进入到冷水，温度降低;冷凝室中从斜板流下的冷水再经循环泵回流至冷凝室顶部，如此循环;
优选地，所述原水经两组或两组以上串联在一起的蒸发室、冷凝室循环处理，其中所述步骤(3)蒸发室中未生成饱和湿空气的浓缩液经蒸发室循环泵再提升至与之串联的下一组蒸发室顶部，重复所述步骤(2);
优选地，所述步骤(4)冷凝室中从斜板流下的冷水再经循环泵回流至与之串联的上一组冷凝室顶部，如此循环;
优选地，进入到最后一组蒸发室中蒸发后的浓缩液经循环泵再回流至第一组蒸发室时加热至60℃;进入到第一组冷凝室中沿斜板流下的冷水经循环泵再回流至最后一组冷凝室时冷却至35℃;所述浓缩液和冷水在各自加热和冷却前进行热交换。
本发明提供的另一个技术方案：
一种高浓度废水处理系统，其特征在于，包括蒸发模块和冷凝模块，所述蒸发模块一侧连接有原水箱，另一侧与冷凝模块相连通，蒸发模块与原水箱之间还设置有加热器和原水泵;蒸发模块与冷凝模块内部均设置有斜板，使液体沿斜板表面从高处向下流动;在蒸发模块与冷凝模块连通相对的一侧设置进风口，在冷凝模块与蒸发模块连通相对的一侧设置出风口;蒸发模块底部设置晶体排放口并连接晶体处理模块;蒸发模块和冷凝模块下方均设置循环泵和连接管道，使流出液体回流至相应模块顶部;
优选地，所述系统包括两组或两组以上串联在一起的蒸发模块和冷凝模块;每组蒸发模块下方设置循环泵和连接管道使浓缩液回流至下一组蒸发模块顶部，最后一组蒸发模块下方设置循环泵和连接管道则使浓缩液回流至第一组蒸发模块顶部;每组冷凝模块下方设置循环泵和连接管道使冷水回流至前一组冷凝模块顶部，第一组冷凝模块下方设置循环泵和连接管道则使冷水回流至最后一组冷凝模块顶部;
优选地，所述连接最后一组蒸发模块和第一组蒸发模块的连接管道与所述连接第一组冷凝模块和最后一组冷凝模块的连接管道之间设置有换热装置;所述连接最后一组蒸发模块和第一组蒸发模块的连接管道在靠近第一组蒸发模块处设置有加热装置;所述连接第一组冷凝模块和最后一组冷凝模块的连接管道在靠近最后一组冷凝模块处设置有冷却装置;
优选地，所述串联在一起的蒸发模块和冷凝模块之间都是相连通的，每组蒸发模块进风口处设置风机，每组蒸发模块与冷凝模块连接处设置出风口，通过出风口使每组的蒸发模块与冷凝模块相通，每组冷凝模块的出风口与相串联的下一组蒸发模块进风口相通;
优选地，所述斜板上设置有透风孔隙;或者所述斜板采用透风材料。
本发明低温蒸发结晶处理高浓度废水的方法及系统，通过气液接触，空气转变成饱和湿空气，水由液相转变为气相，实现水的蒸发。该工艺在低温常压下操作，降低了操作条件，从而可以选用多种非金属材料加工设备，降低了设备的造价，避免了腐蚀设备的问题，同时本发明提供的方法通过水不断高速循环流动，不断冲刷，循环蒸发，实现盐直接结晶，避免设备内部结垢;本发明提供的高浓度废水处理方法及系统还可最大限度的利用余热、废热做为热源，充分做到废物利用，变废为宝，节约设备运行成本，实现真正意义的零排放。
