公布日：2022.04.26
申请日：2022.02.18
分类号：C02F9/10(2006.01)I;F25C1/12(2006.01)I;F25B39/04(2006.01)I;F25B41/40(2021.01)I;F25B41/31(2021.01)I
摘要
本发明提供一种冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，污水处理系统包括有污水冷冻处理单元、污水蒸发处理单元和冷媒回路单元，污水蒸发处理单元包括蒸发冷凝支路和蒸发冷却回路，冷媒在所述冷媒回路单元内循环使用，所述冷媒回路单元用于冷媒的冷热源回收再利用，本发明采用污水冷冻处理单元叠加污水蒸发处理单元进行的蒸发浓缩技术，浓缩比和浓缩效率有显著提高，板冰制冰浓缩叠加蒸发浓缩技术，制冰浓缩污水原液与蒸发浓缩的污水原液的冷热源冷媒热量共用，既减少了热泵的多重配置，又降低了蒸发能源消耗，显著降低污水浓缩能耗。降低了设置多重热源操作难度，简化设备制造工艺，同时大量节约了操作和设备的成本。
权利要求书
1.冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括有污水冷冻处理单元、污水蒸发处理单元和冷媒回路单元，所述冷媒回路单元包括通过管道依次连接有板冰机、水冷冷凝器、风冷冷凝器和板冰机；冷媒在所述冷媒回路单元的内部循环使用，冷媒所形成的冷媒通道在板冰机内依次经过的部件包括有：膨胀阀，所述膨胀阀将从风冷冷凝器的高温高压的液态冷媒节流为低温低压的液态冷媒；制冰器，所述制冰器的内部冷媒通道将从膨胀阀流出的低温低压液态冷媒蒸发成低温低压气态冷媒；压缩机，所述压缩机将从制冰器流出的低温低压气态冷媒压缩为高温高压气态冷媒；高温高压气态冷媒再依次进入水冷冷凝器、风冷冷凝器液化转化成低温低压液态冷媒，低温低压液态冷媒通过膨胀阀再次返回到制冰器内再进行循环，所述冷媒回路单元用于冷媒的冷热源回收再利用。
2.根据权利要求1所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水冷冻处理单元包括依次连接有板冰机、冰水槽、高压泵、膜过滤器和净化水槽；所述板冰机的内部还包括有：循环槽，所述循环槽用于储存制冰循环液；循环泵，所述循环泵用于从循环槽内抽取制冰循环液，并通过管道将制冰循环液喷淋于制冰器的外表面，所述循环泵用于制冰时进行污水循环；污水从所述制冰器的外表面淋水制冰，进行污水制冰净化；所述污水冷冻处理单元用于循环污水在制冰器内进行制冰，对未制成冰的制冰循环液与已结成冰的冰块分离脱污，在冰水槽内对已结成冰的冰块进行融化，通过高压泵进行加压进入膜过滤器过滤成净化水，净化水排入净化水槽。
3.根据权利要求2所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元包括有蒸发加热回路，所述蒸发加热回路包括依次连接有水冷冷凝器、蒸发釜、蒸发循环泵和水冷冷凝器；所述蒸发加热回路用于未制成冰的制冰废液进入水冷冷凝器、蒸发釜、蒸发循环泵和水冷冷凝器反复循环加热后的蒸发分离净化。
4.根据权利要求3所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元的所述蒸发釜还连接有排出浓缩液支路，所述排出浓缩液支路包括有蒸发釜、排液泵和浓缩液池；所述排出浓缩液支路用于将经过蒸发加热回路达到指定浓度后的高度浓缩液，通过排液泵排入浓缩液池。
5.根据权利要求3所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元还包括有蒸发冷凝支路，所述蒸发冷凝支路包括依次连接冷却器、排水泵、净化水槽；蒸发冷凝支路单元用于收集蒸发釜内的蒸汽进入冷却器后冷凝成净化水，通过排水泵排入净化水槽。
6.根据权利要求3所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元还包括有蒸发冷却回路，所述蒸发冷却回路包括依次连接有冷却器、冰水槽、冰水循环泵、冷却器；所述蒸发冷却回路用于循环污水在冷却器中吸收冷凝支路中蒸汽的热量和循环污水在冰水槽中水凝结成冰时放出热量。
7.根据权利要求2所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统还包括有返液回路，所述返液回路包括依次连接有板冰机、冰水槽、高压泵、膜过滤器和污水主管道；循环污水或者污水原液通过污水冷冻处理单元的膜过滤器的过滤后剩余少量较浓的残液，通过返液回路返回至板冰机，从板冰机再次循环进入污水冷冻处理单元或者污水蒸发处理单元。
8.根据权利要求3所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元还包括有真空泵，所述真空泵与蒸发釜耦合连接，所述真空泵用于从蒸发系统中向大气环境排出气体来保持蒸发系统的真空度。
9.根据权利要求3所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元还包括有压力表，所述压力表与所述蒸发釜固定连接，所述压力表用于监测蒸发釜内的气压。
10.根据权利要求3所述的冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，其特征在于，所述污水蒸发处理单元还包括有温度表，所述温度表与所述蒸发釜为固定连接，所述温度表用于监测蒸发釜内的温度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，采用板冰机制冰的污水冷冻处理单元浓缩技术叠加污水蒸发处理单元浓缩技术，浓缩效率高，浓缩比高，并且污水冷冻处理单元浓缩技术与蒸发处理浓缩的冷热源共用，既减少热泵配置，又减少蒸发能源消耗、显著降低污水浓缩能耗。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，所述污水处理系统包括有污水冷冻处理单元、污水蒸发处理单元和冷媒回路单元，所述冷媒回路单元包括通过管道依次连接有板冰机、水冷冷凝器、风冷冷凝器和板冰机；冷媒在所述冷媒回路单元的内部循环使用，冷媒所形成的冷媒通道在板冰机内依次经过的部件包括有膨胀阀，所述膨胀阀将从风冷冷凝器的高温高压液态冷媒节流为低温低压液态冷媒，制冰器，所述制冰器的内部冷媒通道将从膨胀阀流出的低温低压液态冷媒蒸发成低温低压气态冷媒；压缩机，所述压缩机将从制冰器流出的低温低压气态冷媒压缩为高温高压温气态冷媒；高温高压气态冷媒再依次进入水冷冷凝器、风冷冷凝器液化转化成低温低压液态冷媒，低温低压液态冷媒通过膨胀阀再次返回流入制冰器内循环使用，所述冷媒回路单元用于冷媒的冷热源回收再利用。
进一步地，所述污水冷冻处理单元包括依次连接有板冰机、冰水槽、高压泵、膜过滤器和净化水槽；所述板冰机的内部还包括有循环槽，所述循环槽用于储存制冰循环液；循环泵，从所述循环槽内抽取制冰循环液，通过管道喷淋于制冰器的外表面，所述循环泵用于制冰时进行污水循环；污水从所述制冰器的外表面淋水制冰，进行污水制冰净化；所述污水冷冻处理单元用于循环污水在制冰器内进行制冰，对未制成冰的制冰循环液与已结成冰的冰块分离脱污，在冰水槽内对已结成冰的冰块进行融化，通过高压泵进行加压进入膜过滤器过滤成净化水，净化水排入净化水槽。
进一步地，所述污水蒸发处理单元包括有蒸发加热回路，所述蒸发加热回路包括依次连接有水冷冷凝器、蒸发釜、蒸发循环泵和水冷冷凝器；所述蒸发加热回路用于未制成冰的制冰废液进入水冷冷凝器、蒸发釜、蒸发循环泵和水冷冷凝器反复循环加热后的蒸发分离净化。
进一步地，所述污水蒸发处理单元的所述蒸发釜还连接有排出浓缩液支路，所述排出浓缩液支路包括有蒸发釜、排液泵和浓缩液池；所述排出浓缩液支路用于将经过所述蒸发加热回路达到指定浓度后的高度浓缩液，通过排液泵排入浓缩液池。
进一步地，所述污水蒸发处理单元还包括有蒸发冷凝支路，所述蒸发冷凝支路包括依次连接冷却器、排水泵、净化水槽；蒸发冷凝支路单元用于收集蒸发釜内的蒸汽进入冷却器后冷凝成净化水，通过排水泵排入净化水槽。
进一步地，所述污水蒸发处理单元还包括有蒸发冷却回路，所述蒸发冷却回路包括依次连接有冷却器、冰水槽、冰水循环泵、冷却器；所述蒸发冷却回路用于循环污水在冷却器中吸收冷凝支路中蒸汽的热量和循环污水在冰水槽中水凝结成冰时放出热量。
进一步地，所述污水处理系统还包括有返液回路，所述返液回路包括依次连接有板冰机、冰水槽、高压泵、膜过滤器和污水主管道；循环污水或者污水原液通过污水冷冻处理单元的膜过滤器的过滤后剩余少量较浓的残液，通过返液回路返回至板冰机，从板冰机再次循环进入污水冷冻处理单元或者污水蒸发处理单元。
进一步地，所述污水蒸发处理单元还包括有真空泵，所述真空泵与所述蒸发釜耦合连接，所述真空泵用于从蒸发系统中向大气环境排出气体来保持蒸发系统的真空度。
进一步地，所述污水蒸发处理单元还包括有压力表，所述压力表与所述蒸发釜为固定连接，所述压力表用于监测蒸发釜内的气压。
进一步地，所述污水蒸发处理单元还包括有温度表，所述温度表与所述蒸发釜为固定连接，所述温度表用于监测蒸发釜内的温度。
分析可知，本发明公开一种冷冻蒸发联合浓缩的污水处理系统，有以下技术效果：
1.本发明公开的污水处理系统采用污水冷冻处理单元叠加污水蒸发处理单元进行的蒸发浓缩技术，浓缩比和浓缩效率有显著提高。
2.本发明公开的污水处理系统采用板冰制冰浓缩叠加蒸发浓缩技术，制冰浓缩污水原液与蒸发浓缩的污水原液的冷热源冷媒热量共用，既减少了热泵的多重配置，又降低了蒸发能源消耗，显著降低污水浓缩能耗。
3.本发明的公开的本发明公开的污水处理系统降低了设置多重热源操作难度，简化设备制造工艺，同时大量节约了操作和设备的成本。
（发明人：林豪情）
