公布日：2022.04.15
申請日：2022.01.14
分類(lèi)號：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(kāi)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，并對水和固化灰渣分別回收利用，實(shí)現高鹽廢水的零排放處理。本方案具有能耗低、連續性好、能源回收率高和操作性好等優(yōu)點(diǎn)，便于推廣至各類(lèi)工業(yè)廢水的零排放處理。
權利要求書(shū)
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，在回收管路上設置手動(dòng)閥，手動(dòng)閥用于人工干預系統運行；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.根據權利要求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，主熱源為低溫煙氣或低溫熱媒水，備用熱源為高溫蒸汽。
3.根據權利要求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，上一級分離器與下一級換熱器的連接管道形成水蒸汽通道，上一級分離器和下一級分離器的連接管道形成濃縮廢水通道。
4.根據權利要求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)單元內各級蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)壓力為0.01-0.1MPa，蒸發(fā)裝置設置有三級，各級蒸發(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，各級蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)溫度依次為75-85℃、60-70℃和50-60℃。
5.根據權利要求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(chē)間其他供給水。
6.根據權利要求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蒸發(fā)裝置、第三級蒸發(fā)裝置中換熱器的連接管道上。
7.根據權利要求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，廢水增稠階段的運行壓力為0.01-0.1MPa。
8.根據權利要求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有緩沖階段，緩沖階段對廢水進(jìn)行攪拌均質(zhì)和循環(huán)。
9.根據權利要求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煙氣對高濃度廢水霧滴進(jìn)行加熱干燥。
10.根據權利要求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(guò)多廢水固形物而增加處理能耗的技術(shù)問(wèn)題。
為達到上述目的，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)閥用于人工干預系統運行；
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(guò)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)現廢水的零排放。
2、與現有技術(shù)低溫煙氣多次與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)，將低溫煙氣中的熱能傳遞給廢水，使得廢水完成換熱和蒸發(fā)濃縮；只在干燥階段使用高溫煙氣接觸混合廢水霧滴，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，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，從而節約能源資源。
3、本方案串聯(lián)設置多級蒸發(fā)裝置，梯度利用水蒸汽的熱能，提升能源利用率；過(guò)程中使用的介質(zhì)水和廢水中蒸發(fā)出的水蒸汽均通過(guò)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收集、集中處理，一方面實(shí)現固化灰渣的回收利用，另一方面有效避免現有技術(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，主熱源為低溫煙氣或低溫熱媒水，備用熱源為高溫蒸汽。采用上述方案，低溫煙氣、低溫熱媒水和高溫蒸汽能相互補充，作為熱源對廢水進(jìn)行換熱蒸發(fā)；熱源相互補充使得熱源來(lái)源穩定，便于在不具備煙氣使用條件下也能連續處理廢水，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，上一級分離器與下一級換熱器的連接管道形成水蒸汽通道，上一級分離器和下一級分離器的連接管道形成濃縮廢水通道。采用上述方案，便于熱能的梯級利用，提高能源利用率。
優(yōu)選的，S2中蒸發(fā)單元內各級蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)壓力為0.01-0.1MPa，蒸發(fā)裝置設置有三級，各級蒸發(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(chē)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)的水蒸汽在換熱結束后進(jìn)入冷凝單元，用于設備沖洗和供給車(chē)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，實(shí)現水的循環(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蒸發(fā)裝置、第三級蒸發(fā)裝置中換熱器的連接管道上。采用上述方案，便于操作者對整個(gè)系統進(jìn)行人為調控，使系統在運行中也能根據現場(chǎng)運行環(huán)境及運行條件波動(dòng)進(jìn)行相應調整，便于整個(gè)系統安全、穩定的運行。
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到一定的濃度。
優(yōu)選的，S4中增稠階段與干燥階段之間設有緩沖階段，緩沖階段對廢水進(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備堵塞，進(jìn)而影響廢水的連續處理。
優(yōu)選的，S4中高溫干燥為利用高溫煙氣對高濃度廢水霧滴進(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）
