公布日：2022.07.05
申請(qǐng)日：2022.04.26
分類(lèi)號(hào)：B01D1/00(2006.01)I;B01D1/30(2006.01)I;C02F9/10(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置及廢水處理工藝,包括濃縮柜和設(shè)置在所述濃縮柜內(nèi)的廢液罐；廢液罐的上部設(shè)置有與所述濃縮柜內(nèi)壁固定的集水槽，濃縮柜內(nèi)部頂壁處安裝有蒸發(fā)器，底壁處安裝有冷凝器，冷凝器通過(guò)第一導(dǎo)管連通安裝在濃縮柜外壁上的壓縮機(jī)。根據(jù)溫度壓強(qiáng)公式，液體體積不變時(shí)，壓強(qiáng)越低液體沸點(diǎn)越低。通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)冷媒的作用，通過(guò)改變冷媒的壓力與狀態(tài)改變其溫度，在與物料接觸時(shí)控制冷媒放熱加熱物料，冷媒冷卻液化，溫度下降，再通過(guò)管道將液化后的冷媒輸送至蒸汽凝結(jié)區(qū)，利用冷媒的低溫凝結(jié)水蒸氣，冷媒吸熱再次氣化，進(jìn)入壓縮機(jī)再次循環(huán)，整個(gè)過(guò)程冷熱源雙向利用，達(dá)到降低能耗的目的。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，包括濃縮柜（1）和設(shè)置在所述濃縮柜（1）內(nèi)的廢液罐（6）；所述廢液罐（6）的上部設(shè)置有與所述濃縮柜（1）內(nèi)壁固定的集水槽（5），集水槽（5）呈方形盒體狀，且上部敞口，所述集水槽（5）的四邊分別與濃縮柜（1）的內(nèi)壁密封貼合;所述廢液罐（6）的頂部連通有導(dǎo)氣管（16），所述導(dǎo)氣管（16）密封穿過(guò)所述集水槽（5）的底部，在所述導(dǎo)氣管（16）的頂部設(shè)置有突出于所述集水槽（5）上部的出氣斗；所述濃縮柜（1）內(nèi)部頂壁處安裝有蒸發(fā)器（4），底壁處安裝有冷凝器（3），冷凝器（3）通過(guò)第一導(dǎo)管（9）連通安裝在濃縮柜（1）外壁上的壓縮機(jī)（2），蒸發(fā)器（4）通過(guò)第三導(dǎo)管（11）與冷凝器（3）連通，且在濃縮柜（1）的外部還安裝有循環(huán)組件，所述蒸發(fā)器（4）通過(guò)循環(huán)組件和第二導(dǎo)管（10）連通所述壓縮機(jī)（2）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，所述循環(huán)組件包括設(shè)置在所述濃縮柜（1）外壁上的強(qiáng)泵罐（13）、密封滑動(dòng)設(shè)置在所述強(qiáng)泵罐（13）內(nèi)的活塞（19）、以及連接所述活塞（19）的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述濃縮柜（1）的外壁上通過(guò)螺釘安裝有兩個(gè)箍圈，所述強(qiáng)泵罐（13）套設(shè)在兩個(gè)箍圈上，蒸發(fā)器（4）通過(guò)一個(gè)逆止閥與強(qiáng)泵罐（13）的上部一側(cè)連通，第而導(dǎo)管（10）通過(guò)另一逆止閥與強(qiáng)泵罐（13）的上部另一側(cè)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述濃縮柜（1）外部一側(cè)上的循環(huán)馬達(dá)（14）、連接所述循環(huán)馬達(dá)（14）輸出軸的曲軸（17）、以及連接所述曲軸（17）與所述活塞（19）的連桿（18）；所述曲軸（17）轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述強(qiáng)泵罐（12）的內(nèi)部下方，且曲軸（17）的兩端均密封穿過(guò)所述強(qiáng)泵罐（12）并與強(qiáng)泵罐（12）轉(zhuǎn)動(dòng)配合，循環(huán)馬達(dá)（14）的輸出軸連接曲軸（17）的其中一端；所述曲軸（17）中央彎曲處的連桿頸處與連桿（18）的一端轉(zhuǎn)動(dòng)套合，連桿（18）的另一端與所述活塞（19）通過(guò)轉(zhuǎn)銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，所述集水槽（5）的一側(cè)設(shè)置有與其內(nèi)部連通的方形開(kāi)口，在方形開(kāi)口處安裝有出水管（13），出水管（13）的內(nèi)徑大于方形開(kāi)口，且出水管（13）穿出濃縮柜（1）的側(cè)壁；所述廢液罐（6）的上部一側(cè)連通有注入管（8），注入管（8）與出水管（13）同側(cè)設(shè)置，且注入管（8）也穿出濃縮柜（1）的側(cè)壁；所述注入管（8）穿出濃縮柜（1）的一端設(shè)置有第一閥體結(jié)構(gòu)，出水管（13）穿出濃縮柜（1）的一端設(shè)置有第二閥體結(jié)構(gòu)，所述第一閥體結(jié)構(gòu)和第二閥體結(jié)構(gòu)均通過(guò)傳動(dòng)組件與曲軸（17）的另一端連接；所述曲軸（17）通過(guò)傳動(dòng)組件控制第一閥體結(jié)構(gòu)完全關(guān)閉后將第二閥體結(jié)構(gòu)打開(kāi)，及第二閥體結(jié)構(gòu)完全關(guān)閉后將第一閥體結(jié)構(gòu)打開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，所述第一閥體結(jié)構(gòu)包括密封轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述注入管（8）中的第一密封球體（28）和連接所述第一密封球體（28）的第一閥桿（26）；所述第一閥桿（26）沿所述注入管（8）的徑向設(shè)置，且第一密封球體（28）的球心處于第一閥桿（26）的軸線上，第一閥桿（26）穿過(guò)所述注入管（8）的一側(cè)并與之密封轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第一密封球體（28）體上開(kāi)設(shè)有第一流道，第一流道過(guò)第一密封球體（28）的球心，且垂直于第一閥桿（26）。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，所述第二閥體結(jié)構(gòu)包括密封轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述出水管（13）中的第二密封球體（29）和連接所述第二密封球體（29）的第二閥桿（27）；所述第二閥桿（27）沿所述出水管（13）的徑向設(shè)置，且第二密封球體（29）的球心處于第二閥桿（27）的軸線上，第二閥桿（27）穿過(guò)所述出水管（13）的一側(cè)并與之密封轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二密封球體（29）體上開(kāi)設(shè)有第二流道，第二流道過(guò)第二密封球體（29）的球心，且垂直于第二閥桿（27）。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述濃縮柜（1）外壁上的傳動(dòng)軸（22）、設(shè)置在所述傳動(dòng)軸（22）上的大帶輪（21）、以及連接大帶輪（21）和設(shè)置在所述曲軸（17）端部的小帶輪的傳動(dòng)帶（20）；所述傳動(dòng)軸（22）上設(shè)置有扇形齒輪（23），第一閥桿（23）和第二閥桿（27）上分別設(shè)置有第一錐齒輪（24）和第二錐齒輪（25），所述扇形齒輪（23）與第一錐齒輪（24）級(jí)第二錐齒輪（25）配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置及廢水處理工藝，其特征在于，在所述濃縮柜（1）的外壁上還安裝有Z型的支架，Z型支架一端與濃縮柜（1）外壁固定，另一端開(kāi)設(shè)有同傳動(dòng)軸（22）遠(yuǎn)離濃縮柜（1）的一端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的穿孔；在濃縮柜（1）的外壁上還安裝有兩個(gè)軸套，其中一個(gè)軸套與第一閥桿（26）靠近第一錐齒輪（24）的一端轉(zhuǎn)動(dòng)套合；另一個(gè)軸套與第二閥桿（27）靠近第二錐齒輪（25）的一端轉(zhuǎn)動(dòng)套合；所述廢液罐（6）的下部一側(cè)連通有排放管（7），排放管（7）穿出濃縮柜（1）的側(cè)壁，排放管（7）穿出濃縮柜（1）的一端密封開(kāi)拆卸地設(shè)置有管套。
9.一種廢水處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：步驟一，滲濾液收集，將固廢滲濾物輸送至廢水收集池中沉淀，經(jīng)提升泵將廢水收集池上層可流動(dòng)的滲濾液輸送至pH調(diào)節(jié)池中；步驟二，滲濾液預(yù)處理，向pH調(diào)節(jié)池中加入稀硫酸并利用pH調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置的攪拌機(jī)將滲濾液和稀硫酸充分混合，借助pH調(diào)節(jié)池中的pH計(jì)測(cè)量滲濾液的酸堿性；步驟三，低溫蒸發(fā)濃縮，采用如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置對(duì)預(yù)處理后的滲濾液處理，使凈水與殘?jiān)悍蛛x；步驟四，終處理，凈水排入冷凝水箱，殘?jiān)号湃霛饪s水箱；濃縮水箱中的殘?jiān)和ㄟ^(guò)結(jié)晶器結(jié)晶處置；對(duì)冷凝水箱中的凈水進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)于凈水中的重金屬含量未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的，經(jīng)RO系統(tǒng)作進(jìn)一步處理，RO系統(tǒng)中所產(chǎn)生的濃水回流至廢水收集池中循環(huán)處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置及廢水處理工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置，包括濃縮柜和設(shè)置在所述濃縮柜內(nèi)的廢液罐；所述廢液罐的上部設(shè)置有與所述濃縮柜內(nèi)壁固定的集水槽，集水槽呈方形盒體狀，且上部敞口，所述集水槽的四邊分別與濃縮柜的內(nèi)壁密封貼合;所述廢液罐的頂部連通有導(dǎo)氣管，所述導(dǎo)氣管密封穿過(guò)所述集水槽的底部，在所述導(dǎo)氣管的頂部設(shè)置有突出于所述集水槽上部的出氣斗；所述濃縮柜內(nèi)部頂壁處安裝有蒸發(fā)器，底壁處安裝有冷凝器，冷凝器通過(guò)第一導(dǎo)管連通安裝在濃縮柜外壁上的壓縮機(jī)，蒸發(fā)器通過(guò)第三導(dǎo)管與冷凝器連通，且在濃縮柜的外部還安裝有循環(huán)組件，所述蒸發(fā)器通過(guò)循環(huán)組件和第二導(dǎo)管連通所述壓縮機(jī)。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：所述循環(huán)組件包括設(shè)置在所述濃縮柜外壁上的強(qiáng)泵罐、密封滑動(dòng)設(shè)置在所述強(qiáng)泵罐內(nèi)的活塞、以及連接所述活塞的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述濃縮柜的外壁上通過(guò)螺釘安裝有兩個(gè)箍圈，所述強(qiáng)泵罐套設(shè)在兩個(gè)箍圈上，蒸發(fā)器通過(guò)一個(gè)逆止閥與強(qiáng)泵罐的上部一側(cè)連通，第而導(dǎo)管通過(guò)另一逆止閥與強(qiáng)泵罐的上部另一側(cè)連通。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述濃縮柜外部一側(cè)上的循環(huán)馬達(dá)、連接所述循環(huán)馬達(dá)輸出軸的曲軸、以及連接所述曲軸與所述活塞的連桿；所述曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述強(qiáng)泵罐的內(nèi)部下方，且曲軸的兩端均密封穿過(guò)所述強(qiáng)泵罐并與強(qiáng)泵罐轉(zhuǎn)動(dòng)配合，循環(huán)馬達(dá)的輸出軸連接曲軸的其中一端；所述曲軸中央彎曲處的連桿頸處與連桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)套合，連桿的另一端與所述活塞通過(guò)轉(zhuǎn)銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：所述集水槽的一側(cè)設(shè)置有與其內(nèi)部連通的方形開(kāi)口，在方形開(kāi)口處安裝有出水管，出水管的內(nèi)徑大于方形開(kāi)口，且出水管穿出濃縮柜的側(cè)壁；所述廢液罐的上部一側(cè)連通有注入管，注入管與出水管同側(cè)設(shè)置，且注入管也穿出濃縮柜的側(cè)壁；所述注入管穿出濃縮柜的一端設(shè)置有第一閥體結(jié)構(gòu)，出水管穿出濃縮柜的一端設(shè)置有第二閥體結(jié)構(gòu)，所述第一閥體結(jié)構(gòu)和第二閥體結(jié)構(gòu)均通過(guò)傳動(dòng)組件與曲軸的另一端連接；所述曲軸通過(guò)傳動(dòng)組件控制第一閥體結(jié)構(gòu)完全關(guān)閉后將第二閥體結(jié)構(gòu)打開(kāi)，及第二閥體結(jié)構(gòu)完全關(guān)閉后將第一閥體結(jié)構(gòu)打開(kāi)。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：所述第一閥體結(jié)構(gòu)包括密封轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述注入管中的第一密封球體和連接所述第一密封球體的第一閥桿；所述第一閥桿沿所述注入管的徑向設(shè)置，且第一密封球體的球心處于第一閥桿的軸線上，第一閥桿穿過(guò)所述注入管的一側(cè)并與之密封轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第一密封球體上開(kāi)設(shè)有第一流道，第一流道過(guò)第一密封球體的球心，且垂直于第一閥桿。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：所述第二閥體結(jié)構(gòu)包括密封轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述出水管中的第二密封球體和連接所述第二密封球體的第二閥桿；所述第二閥桿沿所述出水管的徑向設(shè)置，且第二密封球體的球心處于第二閥桿的軸線上，第二閥桿穿過(guò)所述出水管的一側(cè)并與之密封轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二密封球體上開(kāi)設(shè)有第二流道，第二流道過(guò)第二密封球體的球心，且垂直于第二閥桿。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：所述傳動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述濃縮柜外壁上的傳動(dòng)軸、設(shè)置在所述傳動(dòng)軸上的大帶輪、以及連接大帶輪和設(shè)置在所述曲軸端部的小帶輪的傳動(dòng)帶；所述傳動(dòng)軸上設(shè)置有扇形齒輪，第一閥桿和第二閥桿上分別設(shè)置有第一錐齒輪和第二錐齒輪，所述扇形齒輪與第一錐齒輪級(jí)第二錐齒輪配合。
如上所述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置：在所述濃縮柜的外壁上還安裝有Z型的支架，Z型支架一端與濃縮柜外壁固定，另一端開(kāi)設(shè)有同傳動(dòng)軸遠(yuǎn)離濃縮柜的一端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的穿孔；在濃縮柜的外壁上還安裝有兩個(gè)軸套，其中一個(gè)軸套與第一閥桿靠近第一錐齒輪的一端轉(zhuǎn)動(dòng)套合；另一個(gè)軸套與第二閥桿靠近第二錐齒輪的一端轉(zhuǎn)動(dòng)套合；所述廢液罐的下部一側(cè)連通有排放管，排放管穿出濃縮柜的側(cè)壁，排放管穿出濃縮柜的一端密封開(kāi)拆卸地設(shè)置有管套。
一種廢水處理工藝，包括如下步驟：步驟一，滲濾液收集，將固廢滲濾物輸送至廢水收集池中沉淀，經(jīng)提升泵將廢水收集池上層可流動(dòng)的滲濾液輸送至pH調(diào)節(jié)池中；步驟二，滲濾液預(yù)處理，向pH調(diào)節(jié)池中加入稀硫酸并利用pH調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置的攪拌機(jī)將滲濾液和稀硫酸充分混合，借助pH調(diào)節(jié)池中的pH計(jì)測(cè)量滲濾液的酸堿性；步驟三，低溫蒸發(fā)濃縮，利用上述的廢水熱泵低溫蒸發(fā)濃縮裝置對(duì)預(yù)處理后的滲濾液處理，使凈水與殘?jiān)悍蛛x；步驟四，終處理，凈水排入冷凝水箱，殘?jiān)号湃霛饪s水箱；濃縮水箱中的殘?jiān)和ㄟ^(guò)結(jié)晶器結(jié)晶處置；對(duì)冷凝水箱中的凈水進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)于凈水中的重金屬含量未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的，經(jīng)RO系統(tǒng)作進(jìn)一步處理，RO系統(tǒng)中所產(chǎn)生的濃水回流至廢水收集池中循環(huán)處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)壓縮機(jī)作用于冷媒，獲得高溫高壓工質(zhì)氣體，經(jīng)過(guò)冷凝器工質(zhì)氣體放熱液化，冷卻得到工質(zhì)液體，同時(shí)將熱量傳給了物料，使物料中的水分汽化，與物料分離，在結(jié)晶器頂部經(jīng)冷凝成冷卻水通過(guò)冷凝水排水裝置排出，冷凝后的工質(zhì)液體通過(guò)減壓再次氣化，在結(jié)晶器中吸收由物料中的水分汽化產(chǎn)生的水蒸汽的熱量，經(jīng)壓縮機(jī)的吸入再壓縮，如此循環(huán)工作。
隨著過(guò)程的持續(xù)，物料中的水份不斷被蒸發(fā)并冷凝排出，物料的濃度不斷提高。直至達(dá)到目標(biāo)濃度后形成高濃度液體或者固體（干粉或晶體），排入存儲(chǔ)裝置，回用或者委外處置。
根據(jù)溫度壓強(qiáng)公式，液體體積不變時(shí)，壓強(qiáng)越低液體沸點(diǎn)越低。通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)冷媒的作用，通過(guò)改變冷媒的壓力與狀態(tài)改變其溫度，在與物料接觸時(shí)控制冷媒放熱加熱物料，冷媒冷卻液化，溫度下降，再通過(guò)管道將液化后的冷媒輸送至蒸汽凝結(jié)區(qū)，利用冷媒的低溫凝結(jié)水蒸氣，冷媒吸熱再次氣化，進(jìn)入壓縮機(jī)再次循環(huán)，整個(gè)過(guò)程冷熱源雙向利用，達(dá)到降低能耗的目的。
（發(fā)明人：王雙春;王小峰;孫偉國(guó);趙志遠(yuǎn);朱蜜;張勛;王文慧;黃文杰）
