申請日2014.02.28

　　公開(公告)日2014.09.10

　　IPC分類號C02F1/04

　　摘要

　　本實用新型公開了一種低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，包括污水預熱組件、空氣預熱組件、低溫板式蒸發(fā)裝置和回收組件，污水預熱組件、空氣預熱組件分別連通至低溫板式蒸發(fā)裝置的污水進口端和熱空氣進口端;低溫板式蒸發(fā)裝置主要由多層蒸發(fā)板層疊而成，通過流量控制部件使進入低溫板式蒸發(fā)裝置中的污水在自上而下形成連續(xù)層流狀液膜，通過空氣預熱組件使進入低溫板式蒸發(fā)裝置中的熱空氣自下而上形成連續(xù)上升氣流，連續(xù)上升氣流與連續(xù)層流狀液膜逆流接觸，低溫板式蒸發(fā)裝置頂部設有與回收組件連通的熱空氣出口，低溫板式蒸發(fā)裝置底部設有污水出口。本實用新型的處理裝置投入小、處理效果好、維護運營方便、能耗低、綠色環(huán)保。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述處理裝置包括污水預熱組件、 空氣預熱組件、低溫板式蒸發(fā)裝置和回收組件，所述污水預熱組件、空氣預熱組件分別連通 至低溫板式蒸發(fā)裝置的污水進口端和熱空氣進口端;所述低溫板式蒸發(fā)裝置為多層板式結(jié)構(gòu)， 且主要由多層蒸發(fā)板層疊而成，通過污水預熱組件中的流量控制部件使進入低溫板式蒸發(fā)裝 置中的污水在多層蒸發(fā)板上自上而下形成連續(xù)層流狀液膜，通過空氣預熱組件使進入低溫板 式蒸發(fā)裝置中的熱空氣在多層蒸發(fā)板間自下而上形成連續(xù)上升氣流，所述連續(xù)上升氣流與連 續(xù)層流狀液膜逆流接觸，所述低溫板式蒸發(fā)裝置頂部設有與回收組件連通的熱空氣出口，所 述低溫板式蒸發(fā)裝置底部設有污水出口。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述多層蒸發(fā) 板設置成促使連續(xù)層流狀液膜以S形方式下行的導向布置方式;所述連續(xù)上升氣流則以S形 方式上升與連續(xù)層流狀液膜逆流接觸。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述多層蒸發(fā) 板中每一層蒸發(fā)板的下表面設置成可促使連續(xù)上升氣流形成局部漩渦湍流的凹凸式齒狀或波 浪狀結(jié)構(gòu)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述 多層蒸發(fā)板中每一層蒸發(fā)板的一端為固定端，另一端為溢流端，所述溢流端設有一溢流擋板， 通過控制溢流擋板的高度或溢流擋板上開設的溢流孔的高度，使連續(xù)層流狀液膜在每一層蒸 發(fā)板上的液膜厚度呈現(xiàn)自上往下逐級遞減的形式。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述多層蒸發(fā) 板設置成抽屜式組合模塊結(jié)構(gòu)，每一個抽屜為一個可自由組裝拆卸的組合模塊，每一個抽屜 由至少一層蒸發(fā)板組成，多個抽屜上下疊加構(gòu)成所述多層蒸發(fā)板的主體結(jié)構(gòu)。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述 低溫板式蒸發(fā)裝置內(nèi)的容腔被分隔成蒸發(fā)腔和冷凝回收腔，且蒸發(fā)腔設于中部，冷凝回收腔 設于蒸發(fā)腔的外圍，所述污水進口端直接連通至蒸發(fā)腔的頂部;所述低溫板式蒸發(fā)裝置頂部 設有將冷凝液導流至冷凝回收腔中的冷凝器。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述低溫板式 蒸發(fā)裝置頂部的內(nèi)表面設置成圓錐狀，所述冷凝器為水冷式冷凝器，該水冷式冷凝器設于圓 錐狀的內(nèi)表面與低溫板式蒸發(fā)裝置的外壁之間，冷凝回收腔的底部開設有冷凝液出口，冷凝 液出口通過管道連通至一冷凝液儲液池。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述冷凝液儲 液池主要由回水池和回水降溫后的出水池兩部分構(gòu)成，所述出水池通過管道連通至所述水冷 式冷凝器的進水口，水冷式冷凝器的出水口及冷凝液出口均通過管道連通至前述回水池。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述 污水預熱組件和空氣預熱組件共用一套熱源供給系統(tǒng)，所述熱源供給系統(tǒng)包括加熱裝置和加 熱管路，加熱管路中填充傳熱介質(zhì);所述污水預熱組件包括污水預熱池，加熱管路延伸至污 水預熱池中供熱，所述加熱管路還延伸至一加熱水池，所述空氣預熱組件包括鼓風機、空氣 輸送管路和空氣流量控制器，空氣輸送管路延伸至所述加熱水池中給空氣預熱。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置，其特征在于：所述 回收組件包括汽水分離罐、引風機和尾氣凈化裝置，且所述熱空氣出口通過管道串聯(lián)上汽水 分離罐和引風機后連通至尾氣凈化裝置，所述回收組件通過管道與低溫板式蒸發(fā)裝置的底部 連通形成循環(huán)。

　　說明書

　　低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型涉及一種水處理設備，尤其涉及一種可特別適用于城市生活垃圾滲濾液等高 濃度污水的處理設備。

　　背景技術(shù)

　　目前我國生活垃圾滲濾液處理主流的技術(shù)路徑主要有兩種，即碟管式反滲透(DTRO) 技術(shù)和“厭氧+好氧+MBR+NF/RO”組合技術(shù)。這兩種技術(shù)的核心是膜處理，經(jīng)過膜處理 后產(chǎn)生的濃縮液是一種高濃度污染物，其產(chǎn)量大約為處理滲濾液總量的30%。濃縮液的污染 物不僅濃度很高，且成分復雜難以處置，目前還是一個世界級難題。如果回灌至垃圾填埋場 循環(huán)處理，初期有一定的效果，但長期的積累會導致COD和鹽度的富集，使超濾膜的更換頻 率快速上升，從而顯著增加處理成本;如果轉(zhuǎn)移至城市生活污水處理廠處理，只是一種轉(zhuǎn)移 污染的做法，其實際是將高濃度污染物稀釋后排放。

　　垃圾滲濾液的處理難度遠遠超出現(xiàn)有的技術(shù)能力，不達標排放或者直排的現(xiàn)象不同程度 地在各地存在。抽樣調(diào)查顯示，真正能按照(GB16889-2008)標準穩(wěn)定達標排放的垃圾衛(wèi) 生填埋場不足20%，一些生活垃圾處理處置項目成為應付上級環(huán)保部門檢查的“應景”設施; 滲濾液濃縮液已經(jīng)對地下水、土壤、河道造成嚴重污染，并直接威脅飲用水安全。

　　因此，尋找一種處理效果好、投資省、運營方便、能耗低、運行成本低的濃縮液處理裝 置，對于解決垃圾處理技術(shù)瓶頸，保護環(huán)境、減少有害物質(zhì)排放，顯得尤為迫切。

　　實用新型內(nèi)容

　　本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝過程簡單、投入小、 處理效果好、維護運營方便、能耗低、綠色環(huán)保、可實現(xiàn)污染物“零”排放的低溫蒸發(fā)高濃 度污水的處理裝置。

　　為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為一種低溫蒸發(fā)高濃度污水(可用于 處理垃圾滲濾液濃縮液以及與其類似的高濃度工業(yè)廢水等，例如含有重金屬的礦山廢水和冶 煉廠廢水)的處理裝置，所述處理裝置包括污水預熱組件、空氣預熱組件、低溫板式蒸發(fā)裝 置和回收組件，所述污水預熱組件、空氣預熱組件分別連通至低溫板式蒸發(fā)裝置的污水進口 端和熱空氣進口端;所述低溫板式蒸發(fā)裝置為多層板式結(jié)構(gòu)，且主要由多層蒸發(fā)板層疊而成， 通過污水預熱組件中的流量控制部件使進入低溫板式蒸發(fā)裝置中的污水在多層蒸發(fā)板上自上 而下形成連續(xù)層流狀液膜，通過空氣預熱組件使進入低溫板式蒸發(fā)裝置中的熱空氣在多層蒸 發(fā)板間自下而上形成連續(xù)上升氣流，所述連續(xù)上升氣流與連續(xù)層流狀液膜逆流接觸，所述低 溫板式蒸發(fā)裝置頂部設有與回收組件連通的熱空氣出口，所述低溫板式蒸發(fā)裝置底部設有污 水出口。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述多層蒸發(fā)板設置成促使連續(xù)層 流狀液膜以S形方式下行的導向布置方式;所述連續(xù)上升氣流則以S形方式上升與連續(xù)層流 狀液膜逆流接觸。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述多層蒸發(fā)板中每一層蒸發(fā)板的 下表面設置成可促使連續(xù)上升氣流形成局部漩渦湍流的凹凸式齒狀或波浪狀結(jié)構(gòu)。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述多層蒸發(fā)板中每一層蒸發(fā)板的 一端為固定端，另一端為溢流端，所述溢流端設有一溢流擋板，通過控制溢流擋板的高度或 溢流擋板上開設的溢流孔的高度，使連續(xù)層流狀液膜在每一層蒸發(fā)板上的液膜厚度呈現(xiàn)自上 往下逐級遞減的形式。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述多層蒸發(fā)板設置成抽屜式組合 模塊結(jié)構(gòu)，每一個抽屜為一個可自由組裝拆卸的組合模塊，每一個抽屜由至少一層蒸發(fā)板組 成，多個抽屜上下疊加構(gòu)成所述多層蒸發(fā)板的主體結(jié)構(gòu)。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述低溫板式蒸發(fā)裝置內(nèi)的容腔被 分隔成蒸發(fā)腔和冷凝回收腔，且蒸發(fā)腔設于中部，冷凝回收腔設于蒸發(fā)腔的外圍，所述污水 進口端直接連通至蒸發(fā)腔的頂部;所述低溫板式蒸發(fā)裝置頂部設有將冷凝液導流至冷凝回收 腔中的冷凝器。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述低溫板式蒸發(fā)裝置頂部的內(nèi)表 面設置成圓錐狀，所述冷凝器為水冷式冷凝器，該水冷式冷凝器設于圓錐狀的內(nèi)表面與低溫 板式蒸發(fā)裝置的外壁之間，冷凝回收腔的底部開設有冷凝液出口，冷凝液出口通過管道連通 至一冷凝液儲液池。更優(yōu)選的，所述冷凝液儲液池主要由回水池和回水降溫后的出水池兩部 分構(gòu)成，所述出水池通過管道連通至所述水冷式冷凝器的進水口，水冷式冷凝器的出水口及 冷凝液出口均通過管道連通至前述回水池。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述污水預熱組件和空氣預熱組件 共用一套熱源供給系統(tǒng)，所述熱源供給系統(tǒng)包括加熱裝置和加熱管路，加熱管路中填充傳熱 介質(zhì);所述污水預熱組件包括污水預熱池，加熱管路延伸至污水預熱池中供熱，所述加熱管 路還延伸至一加熱水池，所述空氣預熱組件包括鼓風機、空氣輸送管路和空氣流量控制器， 空氣輸送管路延伸至所述加熱水池中給空氣預熱。

　　上述的低溫蒸發(fā)高濃度污水的處理裝置中，優(yōu)選的，所述回收組件包括汽水分離罐、引 風機和尾氣凈化裝置(優(yōu)選光催化氧化除臭裝置)，且所述熱空氣出口通過管道串聯(lián)上汽水分 離罐和引風機后連通至尾氣凈化裝置，所述回收組件與低溫板式蒸發(fā)裝置連通形成循環(huán)。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

　　1.本實用新型的處理裝置中主要利用了低溫高效蒸發(fā)技術(shù)，其模擬“臺風效應”，利用 飽和水蒸氣遇冷凝結(jié)放熱在低溫板式蒸發(fā)裝置上方局部區(qū)域形成負壓，進而產(chǎn)生一種自然的 拉力使低溫板式蒸發(fā)裝置底部的熱空氣源源不斷上升;再通過回收組件的連接，可使熱空氣 在低溫板式蒸發(fā)裝置與回收組件之間形成閉環(huán)回路，循環(huán)往復，從而高效利用空氣余熱，實 現(xiàn)低溫高效蒸發(fā)污水中的水分。

　　2.本實用新型的處理裝置節(jié)能環(huán)保，通過利用“海水曬鹽”原理，可以在低溫(40℃～ 60℃)狀態(tài)下蒸發(fā)污水，與傳統(tǒng)的高溫(100℃～120℃)蒸餾方法相比，不僅節(jié)能，而且環(huán) 保，冷凝水中有害物質(zhì)的含量低，符合國家一級排放標準，不需再次處理即可排放。

　　3.本實用新型的處理裝置蒸發(fā)效率高，通過在優(yōu)選的技術(shù)方案中利用抽屜式蒸發(fā)板底部 的凹凸式齒狀或波浪狀結(jié)構(gòu)，使上升氣流遇到阻力而形成局部漩渦式小循環(huán)，迫使上升氣流 與液膜多次接觸，顯著提高低溫狀態(tài)下的蒸發(fā)效率。

　　4.本實用新型的處理裝置可設計成開放式組合結(jié)構(gòu)，通過采用模塊式設計，使污水預熱 組件、空氣預熱組件、低溫板式蒸發(fā)裝置和回收組件等均設置開放式接口，不僅便于各個組 件模塊之間的組裝連接，而且有利于各個組件模塊之間的單獨升級換代。

　　5.本實用新型處理裝置中的低溫板式蒸發(fā)裝置可進一步設計成優(yōu)選的組合模塊結(jié)構(gòu)，即 單個低溫板式蒸發(fā)裝置可根據(jù)污水處理量和工藝流程時間長短，以增加或減少抽屜式組合模 塊的數(shù)量，另外還可將多個低溫板式蒸發(fā)裝置進行并聯(lián)，同時分別獨立地進行污水處理，多 個低溫板式蒸發(fā)裝置并聯(lián)后可迅速增加處理量，提高效率，且當其中一臺低溫板式蒸發(fā)裝置 在進行結(jié)晶物的清理時，另外的低溫板式蒸發(fā)裝置可同時運行，以保證污水處理的連續(xù)性， 即使單個模塊出現(xiàn)故障也不影響整個處理裝置的運行。

　　6.本實用新型處理裝置中的污水預熱組件、空氣預熱組件等使用的熱源均可采用清潔能 源，例如主要是利用生活垃圾填埋場自身產(chǎn)生的沼氣能，開發(fā)使用成本低，且能夠減少溫室 氣體直接排放。如果本實用新型處理裝置用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，則可以利用太陽能或者空 氣能作為主要能源。沼氣能源或者太陽能、空氣能均屬于清潔能源領(lǐng)域，符合國家政策導向， 且有利于環(huán)境保護。

　　7.本實用新型處理裝置的工藝處理過程簡單、投資成本低，能耗低，維護運營簡單方便， 經(jīng)濟效益較好，處理的污水最終產(chǎn)物是約97%的清水和約3%的結(jié)晶物，可實現(xiàn)污染物“零” 排放。