申请日20200420
公开(公告)日20200804
IPC分类号C02F1/04
摘要
本发明具体涉及一种接触换热式污水浓缩系统及工艺。将含盐污水进行浓缩能够有效提高污水处理量，降低处理元件损耗程度。针对现有技术中增湿减湿技术通常需要采用多级换热或蒸汽导出装置、增加先期投入的技术缺陷，本发明提供了一种接触换热式污水浓缩系统，所述污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔，该系统充分利用污水浓缩系统中增湿减湿过程中的热量交换，无需多级换热装置，浓缩系统中无有害成分的生产，并且该系统还能够应用于其他溶液的浓缩处理，具有良好的应用前景。
权利要求书
1.一种接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，所述污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔;
所述加热装置设置于增湿塔进水管路上，用于加热进入增湿塔的低浓度污水;所述增湿塔进水口设置于增湿塔上方，所述增湿塔顶部具有管路与冷凝塔下部连通、下方与风机连通使空气进入增湿塔;所述冷凝塔顶部与外界相通，内部冷凝水管路与冷却塔构成回路;所述预热器设置于冷凝塔流向冷却塔的管路上，并且与风机相连，将冷凝塔流出热水的热量供给风机以加热进入增湿塔的空气。
2.如权利要求1所述接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，所述加热装置为热交换器;
优选的，所述热交换器的温度为≥85℃;
优选的，所述热交换器的材质选自不锈钢、普通黄铜及工业纯铜等金属材料，或陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯及石墨等非金属材料。
3.如权利要求1所述接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，所述进入增湿塔的低浓度污水温度≥80℃。
4.如权利要求1所述接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，所述增湿塔为接触式换热增湿塔;
优选的，所述接触式换热增湿塔内部具有喷嘴，进一步优选的，为加压喷嘴;
优选的，所述增湿塔内部具有内衬，所述内衬选自玻璃钢、碳钢、不锈钢或者钛材料。
5.如权利要求1所述接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，增湿塔进水管路还具有泵，用于将低浓度污水泵送至增湿塔中;
或所述增湿塔底部具有出水管路或收集装置，用于将浓缩后的污水运输至后续处理系统或对浓缩后的污水进行收集;
或所述进入增湿塔的空气温度≥38℃。
6.如权利要求1所述接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，所述冷凝塔顶部具有除雾器及风机，进入冷凝塔的少量湿空气通过除雾器变为空气，通过风机抽出冷凝塔;
或所述冷凝水内部管路与冷却塔构成的回路上具有泵;优选的，所述泵设置于冷却塔流入冷凝塔的回路上。
7.如权利要求1所述接触换热式污水浓缩系统，其特征在于，所述冷凝塔内部管路下方具有接水盘，用于盛接冷凝形成的水;
或所述冷却塔采用混合通风式冷却塔，填料为PVC;
或所述冷却塔的进出口具有热敏电阻，通过自动控制系统实现对回路中冷凝水的降温效果。
8.一种含盐污水浓缩工艺，其特征在于，所述含盐污水浓缩工艺基于权利要求1-7任一项所述接触换热式污水浓缩系统进行，低浓度含盐污水通过所述加热装置加热后进入增湿塔，通过增湿塔内部的喷嘴喷淋形成蒸气，开启风机将热空气通入增湿塔内部，之后从增湿塔底部收集高浓度含盐污水。
9.如权利要求8所述含盐污水浓缩工艺，其特征在于，所述加热装置温度为≥85℃;
或所述进入增湿塔的低浓度污水温度≥80℃;
或所述进入增湿塔的热空气温度≥38℃。
10.权利要求1-7任一项所述接触换热式污水浓缩系统在液体浓缩方面的应用。
说明书
一种接触换热式污水浓缩系统及工艺
技术领域
本发明属于含盐污水浓缩技术领域，具体涉及一种接触换热式含盐污水浓缩系统及工艺。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
含盐污水主要来源于石化企业、制药等企业的生产过程以及电力、钢铁等行业的尾气处理过程，处理方法大致分为两类物理化学法和生物处理法，物理化学法主要包括反渗透法除盐法、电渗析除盐法、离子交换除盐法、纳滤法除盐法和蒸发结晶法除盐法等。电渗析除盐法是在外加电场的作用下，使用阴阳离子交换膜达到处理含盐污水的目的，但这种方法可能会导致电极被击穿;离子交换除盐法是将离子交换树脂与污水接触，通过离子交换法除去含盐污水中的盐，但容易导致树脂污染，影响效果;纳滤法除盐法也采用膜分离技术，但具有很强的选择性;蒸发结晶除盐法是采用热源通过蒸发将含盐污水中的水分蒸发出来，可采用单效、双效和三效等方法将含盐污水高度浓缩，但目前这种技术所遇到的瓶颈在于所使用的热源。生物处理法主要是通过耐盐和嗜盐微生物来处理含盐污水。反渗透除盐法采用膜分离技术，依靠渗透压差来处理含盐污水的工艺，凭借成本低廉、效益高和适应性强等优点，在工业领域得到广泛应用。现有技术中采用的膜浓缩系统，浓水的含盐量存在上限，浓缩比有限，预先将含盐污水进行浓缩有利于降低污水处理量、减少对膜元件损耗程度。现有技术中还具有以空气为载体蒸发浓缩含盐废水的方案，通过增湿减湿的方法，以流动的空气作为水蒸气的载体携带含盐水中的水份进入冷凝装置进行去除;但发明人认为上述方案中通常需要多级蒸汽导出或换热结构，先期投入和后期维护成本较高。
发明内容
针对上述研究背景，本发明提供了一种接触换热式污水浓缩系统，通过增湿塔实现低浓度含盐污水的增湿和浓缩作用，增湿所需的热量通过冷凝回收重新供给增湿塔进行减湿。所述浓缩系统装置设备合理，无需多级换热、导出装置，可适用于多种化工产业中溶液的浓缩。
基于上述技术效果，本发明提供以下技术方案：
本发明第一方面，提供一种接触换热式污水浓缩系统，所述污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔;
所述加热装置设置于增湿塔进水管路上，用于加热进入增湿塔的低浓度污水;所述增湿塔进水口设置于增湿塔上方，所述增湿塔顶部具有管路与冷凝塔下部连通、下方与风机连通使空气进入增湿塔;所述冷凝塔顶部与外界相通，内部冷凝水管路与冷却塔构成回路;所述预热器设置于冷凝塔流向冷却塔的管路上，并且与风机相连，将冷凝塔流出热水的热量供给风机以加热进入增湿塔的空气。
本发明提供的污水浓缩系统中，仅需要热交换器对低浓度含盐污水进行一次换热进行能量输入，生产过程中产生的气体排放符合国家标准：VOC中苯、甲苯、甲醛排放量分别小于等于17mg/m3、60mg/m3、30mg/m3，颗粒物PM2.5的限值是35/75μg/m3(日均，一级/二级)、液滴小于等于75mg/Nm3等。
本发明第二方面，提供一种含盐污水浓缩工艺，所述含盐污水浓缩工艺基于第一方面所述接触换热式污水浓缩系统进行，低浓度含盐污水通过所述加热装置加热后进入增湿塔，通过增湿塔内部的喷嘴喷淋形成蒸气，开启风机将热空气通入增湿塔内部，之后从增湿塔底部收集高浓度含盐污水。
本发明第三方面，提供第一方面所述接触换热式污水浓缩系统在液体浓缩方面的应用。
以上一个或多个技术方案的有益效果是：
所述污水浓缩系统对现有技术中的污水处理系统进行了优化和改进，减少了浓缩系统中需要引入的设备，显著降低了前期投入和后期维护的费用。（发明人王鲁元;王梦容;程星星;孙荣峰;姜建国;宋佳霖;李彦霖）
