申請日2017.09.27
公開(公告)日2018.01.12
IPC分類號C02F1/10; B01D1/14
摘要
本發明公開了一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置及處理方法，通過以空氣作為載體，不斷從廢水/廢液中帶走“水分”，空氣中的“水分”被凝結成蒸餾水，空氣循環利用，實現整個廢水/廢液的蒸發濃縮處理過程無廢氣排放，不存在二次污染問題。使用高溫熱泵和空氣熱交換器來加熱空氣，并回收能量，降低裝置運行成本。本發明能夠有效實現廢水/廢液的減量化，廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法可操作性強，易于實現，能夠有效降低能耗，設備運行成本低、不易結垢、不產生二次污染、操作簡單。
權利要求書
1.一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟一、將低溫低濕的空氣加熱至60℃-85℃，形成高溫低濕空氣;
步驟二、將將一定量的廢水/廢液加熱至不低于40℃;
步驟三、將步驟一中形成的高溫低濕空氣與步驟二中的廢水/廢液充分混合后分離得到中溫高濕空氣和被處理過的廢水/廢液，取出被處理過的廢水/廢液并再次加熱至不低于40℃，與新的高溫低濕空氣再次混合并分離;
步驟四、過濾去除步驟三中的中溫高濕空氣中的水霧，得到中溫濕空氣;
步驟五、將中溫濕空氣進行換熱，形成低溫濕空氣;
步驟六、將步驟五中得到的低溫濕空氣換熱至溫度降至濕度露點以下，得到蒸餾水和步驟一中的低溫低濕空氣;
步驟七、多次重復步驟三，步驟三中的廢水/廢液中的水分被不斷帶走，最后得到濃縮液。
2.如權利要求1所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法，其特征在于，所述步驟五中換熱得到的熱量用于步驟一中的低溫低濕空氣的加熱。
3.如權利要求1或2所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法，其特征在于，所述步驟六中換熱得到的熱量用于步驟二和步驟三中的廢水/廢液的加熱、用于步驟一中的低溫低濕空氣的加熱。
4.一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述處理裝置包括有氣液混合裝置、除霧器、熱泵、離心風機、提升泵、儲水箱、空氣熱交換器。
5.如權利要求4所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述空氣熱交換器包括有高溫氣體進氣口、與高溫氣體進氣口相連通的低溫氣體出氣口、低溫氣體進氣口、與低溫氣體進氣口相連通的高溫氣體出氣口，熱泵包括有蒸發器、熱泵主機、第一冷凝器、第二冷凝器，氣液混合裝置包括有進氣口、出氣口、進液口、排液口，提升泵將儲水箱中的廢水/廢液通過水管泵送至進液口，排液口通過帶閥門的管道連接儲水箱，離心風機連接進氣口，出氣口連接除霧器，除霧器連接空氣熱交換器的高溫氣體進氣口，低溫氣體出氣口連接蒸發器，蒸發器連接低溫氣體進氣口，高溫氣體出氣口通過風管連接離心風機，蒸發器分別連接第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器與風管進行熱交換，第二冷凝器與水管進行熱交換。
6.如權利要求5所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述氣液混合裝置包含有霧化器、填料、集液槽，集液槽位于氣液混合裝置的底部，排液口位于集液槽的底部，進氣口連接霧化器。
7.如權利要求5所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述閥門為三通閥，三通閥的進口連接排液口，三通閥的一個出口連接儲水箱，另一個出口連接有濃液箱/結晶反應器。
8.如權利要求5所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述儲水箱中安裝有用于加熱儲水箱中廢水/廢液的換熱器，換熱器連接電源。
9.如權利要求5所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述風管、水管、熱泵中的蒸發器、第一冷凝器、第二冷凝器、空氣熱交換器等均需具備耐腐蝕功能。
10.如權利要求5所述的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，其特征在于，所述提升泵與進液口之間設計精密過濾器。
說明書
一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置及處理方法
技術領域
本發明涉及一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置及處理方法，屬于廢水/廢液減量化及高難度廢水零排放處理技術領域的關鍵設備及方法。
背景技術
新環保法已將環境保護確立為我國的基本國策。作為治理水環境污染的重點關注對象，工業廢水處理的排放標準也越來越嚴苛，現有的工業廢水處理技術面臨巨大挑戰，特別是電鍍、鋼鐵、染化、煤化工、石化、油田開采等行業產生的高難度處理廢水，廢水零排放處理技術的市場需求持續升溫;同時，工業企業也會產生一些液體副產物，如各種酸堿廢液、各種含重金屬廢液及各種含有機物廢液等，根據環保法規的要求，這些副產物必須作為危險廢液處置，高昂的危險廢棄物處置費用給企業帶來較大的經濟壓力，作為廢液最終處置的關鍵技術，減量化處置勢在必行。
作為廢水零排放技術和廢液減量化技術的核心工藝環節，多種蒸發濃縮設備及工藝不斷被推出，如MVR、多效蒸發器、膜蒸發等采用蒸汽為熱源的熱蒸發技術，但在實際運行中發現這些工藝設備存在各種各樣的缺陷，如噸水蒸發量的能耗特別大、設備易結垢影響連續運轉、設備易腐蝕、工藝流程復雜。對于吹脫型蒸發器，由于靠氣體運輸“水”，設備被做成開放式并與外界連通，廢水中的有害物質隨氣體擴散，導致較嚴重的二次污染，需要配套復雜的廢氣處理設備;熱量隨氣體散失，運行能耗仍較高;蒸發量受限于液-氣傳質形式，蒸發效率較低，設備體積較大。上述原因導致絕大多數已建廢水零排放/廢液減量化項目的蒸發器處于癱瘓狀態。
因此，如何找到一種不易結垢、不產生二次污染、運行費用相對較低的蒸發器，一直是廢水零排放技術和廢液減量化技術面臨解決的重大難題。
發明內容
本發明的目的是針對現有蒸發技術中存在的上述問題，提出一種能夠解決目前蒸發濃縮工藝中存在的易結垢、運行費用較高、二次污染較嚴重等問題，從而促進廢水零排放技術和廢水/廢液減量化技術發展的廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法和處理裝置。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法，所述方法包括以下步驟：
步驟一、將低溫低濕的空氣加熱至60℃-85℃，形成高溫低濕空氣;
步驟二、將將一定量的廢水/廢液加熱至不低于40℃;
步驟三、將步驟一中形成的高溫低濕空氣與步驟二中的廢水/廢液充分混合后分離得到中溫高濕空氣和被處理過的廢水/廢液，取出被處理過的廢水/廢液并再次加熱至不低于40℃，與新的高溫低濕空氣再次混合并分離;
步驟四、過濾去除步驟三中的中溫高濕空氣中的水霧，得到中溫濕空氣;
步驟五、將中溫濕空氣進行換熱，形成低溫濕空氣;
步驟六、將步驟五中得到的低溫濕空氣換熱至溫度降至濕度露點以下，得到蒸餾水和步驟一中的低溫低濕空氣;
步驟七、多次重復步驟三，步驟三中的廢水/廢液中的水分被不斷帶走，最后得到濃縮液。
步驟五中換熱得到的熱量用于步驟一中的低溫低濕空氣的加熱。
步驟六中換熱得到的熱量用于步驟二和步驟三中的廢水/廢液的加熱、用于步驟一中的低溫低濕空氣的加熱。
一種廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置，所述處理裝置包括有氣液混合裝置、除霧器、熱泵、離心風機、提升泵、儲水箱、空氣熱交換器。
空氣熱交換器包括有高溫氣體進氣口、與高溫氣體進氣口相連通的低溫氣體出氣口、低溫氣體進氣口、與低溫氣體進氣口相連通的高溫氣體出氣口，熱泵包括有蒸發器、熱泵主機、第一冷凝器、第二冷凝器，氣液混合裝置包括有進氣口、出氣口、進液口、排液口，提升泵將儲水箱中的廢水/廢液通過水管泵送至進液口，排液口通過帶閥門的管道連接儲水箱，離心風機連接進氣口，出氣口連接除霧器，除霧器連接空氣熱交換器的高溫氣體進氣口，低溫氣體出氣口連接蒸發器，蒸發器連接低溫氣體進氣口，高溫氣體出氣口通過風管連接離心風機，蒸發器分別連接第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器與風管進行熱交換，第二冷凝器與水管進行熱交換。
氣液混合裝置包含有霧化器、填料、集液槽，集液槽位于氣液混合裝置的底部，排液口位于集液槽的底部，進氣口連接霧化器。
閥門為三通閥，三通閥的進口連接排液口，三通閥的一個出口連接儲水箱，另一個出口連接有濃液箱/結晶反應器。
儲水箱中安裝有用于加熱儲水箱中廢水/廢液的換熱器，換熱器連接電源。
風管、水管、熱泵中的蒸發器、第一冷凝器、第二冷凝器、空氣熱交換器等均需具備耐腐蝕功能。
提升泵與進液口之間設計精密過濾器。
本發明的工作原理是：本發明通過模擬“自然降雨”的除濕原理，實現廢水/廢液的蒸發濃縮，即以熱空氣作為載體，不斷地從廢水/廢液中帶走“水份”，廢水/廢液隨著水份喪失而不斷被濃縮，濕熱空氣遇冷后，形成“降雨”，“水份”被從空氣中分離，形成低濕冷空氣，后又被加熱繼續從廢水/廢液中帶走“水份”。廢水/廢液被反復濃縮后，形成濃縮液，從而實現廢水/廢液的減量化。
本發明的有益效果是：
1、空氣和廢水/廢液一直處于封閉的管道或箱體中，空氣作為載體，不斷從廢水/廢液中帶走“水份”，空氣中的“水份”被凝結成蒸餾水，空氣循環利用，整個過程無廢氣排放，不存在二次污染問題;
2、本發明使用高溫熱泵和空氣熱交換器來加熱空氣，并回收能量，能量使用效率高，整個系統的運行成本大大低于傳統的蒸發器;
3、本發明能夠有效實現廢水/廢液的減量化，廢水/廢液的蒸發濃縮處理方法可操作性強，易于實現，能夠有效降低能耗。本發明提供的廢水/廢液的蒸發濃縮處理裝置結構簡單，設備運行成本低、不易結垢、不產生二次污染、操作簡單。
