公布日：2022.04.15
申請(qǐng)日：2022.01.14
分類號(hào)：C02F1/04(2006.01)I;C02F1/16(2006.01)I;B01D1/18(2006.01)I;B01D1/30(2006.01)I;F23J15/06(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高鹽廢水零排放處理工藝，包括如下步驟：S1：換熱，熱源對(duì)水進(jìn)行加熱，使水形成水蒸汽從而與廢水進(jìn)行換熱；S2：濃縮，S1中換熱后的廢水在多級(jí)蒸發(fā)裝置中蒸發(fā)，獲得水蒸汽和濃縮廢水；S3：冷凝回收，S1和S2中的水蒸汽在換熱后由冷凝單元進(jìn)行回收利用；S4：干燥，S2中的濃縮廢水在高溫下干燥，形成固化灰渣；S5：收集，收集S4中的固化灰渣。本方案在連續(xù)的蒸發(fā)濃縮和干燥流程下，將高鹽廢水完全分離為水、水蒸汽和固化灰渣，并對(duì)水和固化灰渣分別回收利用，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的零排放處理。本方案具有能耗低、連續(xù)性好、能源回收率高和操作性好等優(yōu)點(diǎn)，便于推廣至各類工業(yè)廢水的零排放處理。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：包括如下步驟：S1：換熱，熱源對(duì)水進(jìn)行加熱，形成的水蒸汽與廢水進(jìn)行熱交換；S2：濃縮，S1中換熱后的廢水在蒸發(fā)單元中蒸發(fā)，獲得水蒸汽和濃縮廢水；S3：冷凝回收，S1和S2中的水蒸汽在換熱后由冷凝單元進(jìn)行回收和再利用，在回收管路上設(shè)置手動(dòng)閥，手動(dòng)閥用于人工干預(yù)系統(tǒng)運(yùn)行；S4：干燥，S2中的濃縮廢水經(jīng)高溫干燥形成固化灰渣；S5：收集，收集S4中的固化灰渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S1中熱源包括主熱源和與主熱源配合的備用熱源，主熱源為低溫?zé)煔饣虻蜏責(zé)崦剿瑐溆脽嵩礊楦邷卣羝?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S2中蒸發(fā)單元為串聯(lián)的多級(jí)蒸發(fā)裝置，蒸發(fā)裝置包括管道連接成環(huán)的分離器、循環(huán)泵和換熱器，上一級(jí)分離器與下一級(jí)換熱器的連接管道形成水蒸汽通道，上一級(jí)分離器和下一級(jí)分離器的連接管道形成濃縮廢水通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S2中蒸發(fā)單元內(nèi)各級(jí)蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)壓力為0.01-0.1MPa，蒸發(fā)裝置設(shè)置有三級(jí)，各級(jí)蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度沿廢水輸送方向依次遞減，各級(jí)蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)溫度依次為75-85℃、60-70℃和50-60℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S3中回收的水再次用于S1中換熱和車間其他供給水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S3中手動(dòng)閥位于冷凝單元與第二級(jí)蒸發(fā)裝置、第三級(jí)蒸發(fā)裝置中換熱器的連接管道上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S4中干燥前還包括廢水增稠階段，廢水增稠階段的運(yùn)行壓力為0.01-0.1MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S4中增稠階段與干燥階段之間設(shè)有緩沖階段，緩沖階段對(duì)廢水進(jìn)行攪拌均質(zhì)和循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S4中高溫干燥為利用高溫?zé)煔鈱?duì)高濃度廢水霧滴進(jìn)行加熱干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高鹽廢水零排放處理工藝，其特征在于：S4中霧滴直徑為40-60μm。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意在提供一種高鹽廢水零排放處理工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中使用煙氣與廢水直接接觸混合使得煙氣中熱能損耗大，且使用后的煙氣中因夾雜過多廢水固形物而增加處理能耗的技術(shù)問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高鹽廢水零排放處理工藝，包括如下步驟：
S1：換熱，熱源對(duì)水進(jìn)行加熱，形成的水蒸汽與廢水進(jìn)行熱交換；
S2：濃縮，S1中換熱后的廢水在蒸發(fā)單元中蒸發(fā)，獲得水蒸汽和濃縮廢水；
S3：冷凝回收，S1和S2中的水蒸汽在換熱后由冷凝單元進(jìn)行回收和再利用，回收管路上的手動(dòng)閥用于人工干預(yù)系統(tǒng)運(yùn)行；
S4：干燥，S2中的濃縮廢水經(jīng)高溫干燥形成固化灰渣；
S5：收集，收集S4中的固化灰渣。
本方案的原理及優(yōu)點(diǎn)是：
1、本方案高鹽廢水通過與水蒸汽換熱及蒸發(fā)濃縮，形成高溫水蒸汽和濃縮廢水，隨后對(duì)濃縮廢水進(jìn)行高溫干燥，完全去除廢水中的水分，獲得固化灰渣，從而實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。
2、與現(xiàn)有技術(shù)低溫?zé)煔舛啻闻c廢水接觸混合形成夾雜固化灰渣的煙氣，本方案前端換熱采用水作為換熱介質(zhì)，將低溫?zé)煔庵械臒崮軅鬟f給廢水，使得廢水完成換熱和蒸發(fā)濃縮；只在干燥階段使用高溫?zé)煔饨佑|混合廢水霧滴，形成夾雜固化灰渣的煙氣，明顯降低煙氣與廢水直接接觸混合的次數(shù)，且本方案中產(chǎn)生的固化灰渣大部分直接收集，少部分夾雜在煙氣中需要處理，降低了分離煙氣和固化灰渣的處理能耗，從而節(jié)約能源資源。
3、本方案串聯(lián)設(shè)置多級(jí)蒸發(fā)裝置，梯度利用水蒸汽的熱能，提升能源利用率；過程中使用的介質(zhì)水和廢水中蒸發(fā)出的水蒸汽均通過冷凝單元進(jìn)行回收利用，提升廢水中水資源的利用率。而廢水干燥后的固化灰渣單獨(dú)收集、集中處理，一方面實(shí)現(xiàn)固化灰渣的回收利用，另一方面有效避免現(xiàn)有技術(shù)中直接將廢水固化灰渣混入粉煤灰，使得廢水中的化學(xué)元素進(jìn)入粉煤灰，特別是氯離子，影響粉煤灰質(zhì)量和再利用。
優(yōu)選的，S1中熱源包括主熱源和與主熱源配合的備用熱源，主熱源為低溫?zé)煔饣虻蜏責(zé)崦剿�，備用熱源為高溫蒸汽。采用上述方案，低溫�(zé)煔狻⒌蜏責(zé)崦剿透邷卣羝芟嗷パa(bǔ)充，作為熱源對(duì)廢水進(jìn)行換熱蒸發(fā)；熱源相互補(bǔ)充使得熱源來源穩(wěn)定，便于在不具備煙氣使用條件下也能連續(xù)處理廢水，提高廢水處理效率。
優(yōu)選的，S2中蒸發(fā)單元為串聯(lián)的多級(jí)蒸發(fā)裝置，蒸發(fā)裝置包括管道連接成環(huán)的分離器、循環(huán)泵和換熱器，上一級(jí)分離器與下一級(jí)換熱器的連接管道形成水蒸汽通道，上一級(jí)分離器和下一級(jí)分離器的連接管道形成濃縮廢水通道。采用上述方案，便于熱能的梯級(jí)利用，提高能源利用率。
優(yōu)選的，S2中蒸發(fā)單元內(nèi)各級(jí)蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)壓力為0.01-0.1MPa，蒸發(fā)裝置設(shè)置有三級(jí)，各級(jí)蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度沿廢水輸送方向依次遞減，各級(jí)蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)溫度依次為75-85℃、60-70℃和50-60℃。采用上述方案，廢水在進(jìn)入低壓環(huán)境時(shí)，由于低壓使得廢水沸點(diǎn)降低，廢水溫度高于廢水在該壓力下的沸點(diǎn)，使得廢水中水蒸汽迅速沸騰汽化，實(shí)現(xiàn)廢水中水的蒸發(fā)，形成水蒸汽和濃縮廢水。
優(yōu)選的，S3中回收的水再次用于S1中換熱和車間其他供給水。采用上述方案，前端換熱階段的水在冷凝后再次進(jìn)入前端換熱階段；蒸發(fā)濃縮階段蒸發(fā)的水蒸汽在換熱結(jié)束后進(jìn)入冷凝單元，用于設(shè)備沖洗和供給車間其他用水；沖洗水收集在廢水池中，隨廢水再進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用，提高水資源利用率。
優(yōu)選的，S3中手動(dòng)閥位于冷凝單元與第二級(jí)蒸發(fā)裝置、第三級(jí)蒸發(fā)裝置中換熱器的連接管道上。采用上述方案，便于操作者對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行人為調(diào)控，使系統(tǒng)在運(yùn)行中也能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境及運(yùn)行條件波動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，便于整個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。
優(yōu)選的，S4中干燥前還包括廢水增稠階段，廢水增稠階段的運(yùn)行壓力為0.01-0.1MPa。采用上述方案，便于進(jìn)一步濃縮廢水，使得廢水在干燥前達(dá)到一定的濃度。
優(yōu)選的，S4中增稠階段與干燥階段之間設(shè)有緩沖階段，緩沖階段對(duì)廢水進(jìn)行攪拌均質(zhì)和循環(huán)。采用上述方案，高濃度廢水在管道中保持大流量循環(huán)沖刷，有效避免高濃度廢水在濃液緩沖箱和輸送管道中沉積而造成設(shè)備堵塞，進(jìn)而影響廢水的連續(xù)處理。
優(yōu)選的，S4中高溫干燥為利用高溫?zé)煔鈱?duì)高濃度廢水霧滴進(jìn)行加熱干燥。采用上述方案，霧滴增加加熱表面積，便于廢水充分加熱干燥形成固化灰渣。
優(yōu)選的，S4中霧滴直徑為40-60μm。采用上述方案，使高濃度廢水充分干燥。
（發(fā)明人：王旭東;彭崗;尹憲國;李銳;蘇玉龍）
