CN102205994A

CN102205994A - 一种基于自然冷冻过程的废水再生循环处理方法

Info

Publication number: CN102205994A
Application number: CN2011101020259A
Authority: CN
Inventors: 田秉晖; 辛丽花; 王秀; 马玉涛; 罗九鹏; 张晓伟; 杨磊; 宋晓霄
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2011-10-05

Abstract

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及废水再生循环处理的方法。其特征在于：根据废水自然冷冻与融解过程与机制，在废水与融溶再生水充分冷热交换的预处现基础上，通过冷冻结晶和冰相融解的冻融倒级一体化处理，高效利用自然能去除废水中污染物(包括有机物、毒害污染物、营养盐和盐分等)，使冰相融溶水达到再生循环水标准。该方法操作简单、成本低、无二次污染，是一种环境友好的废水再生循环处理方法。

Description

一种基于自然冷冻过程的废水再生循环处理方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种基于自然冷冻与融解过程的冻融倒级一体化的废水再生循环处理方法。

背景技术

我国北方冬季长，温度低的气候条件造成污水处理厂运行困难。一方面水处理设备在冬季需要特殊防护才能继续运行，另一方面生物污水处理法在冬季需要特殊菌种才能达到出水效果，这样就加大了对污水处理的投资。冷冻结晶法是以冰与水之间的固、液相平衡原理为理论基础，利用废水中杂质的凝固点远低于水的凝固点的物理特性，在低温条件下，使其中的水首先以固相结晶析出，而杂质以液相被留在浓缩液中，通过分离固、液相，融解冰晶，即可得到较纯净的水和高浓度废水。

目前冷冻技术主要应用在以下领域：一是海水淡化，其中廖国生发明了“冷冻法从海水中提取淡水”(申请号：94113110.6)的专利，通过二次冷冻作业从海水中提纯淡水；解利听等发明了“在冰点环境自然冷冻海水的淡化方法”(申请号：200610013382.7)的专利，利用喷雾冷冻技术完成海水脱盐的过程；李凭力等发明了“海水雾化冷冻制备低盐度农田灌溉用水的方法”(申请号：200810052857.2)的专利，通过雾化冷冻技术进行海水淡化的过程。二是处理废水，李红军等发明了“一种废水脱盐的方法”(201010248352.0)的专利，通过冷冻分离得到低浓度含盐废水和高浓度含盐废水；王加浩等发明了“对甲苯磺酰氯生产排放废水的处理方法”(申请号：200810162618.2)的专利，废水通过冷冻三级沉降分离出邻甲苯磺酰氯。三是从特定废水中提取所需成分，肖丹等发明了“钛白粉废酸回收利用方法”(申请号：200910058450.5)的专利，通过冷冻结晶从废酸中回收钛白粉；另外还有何仕均等发明的“利用冷冻结晶去除并回收丙烯腈废水中硫酸盐的方法”(申请号：200910083723.1)专利，邓天洲等发明的“一种含有疏酸盐的卤水全卤制碱并制取硫酸钾的方法”(申请号：95117917.9)专利，陈忠发明的“化学驱采出液冷冻分离技术”(98111864.X)专利，李德敏等发明的“一种脱除含硫酸镁废水溶液中的硫酸镁的方法”(申请号：200610042339.3)专利，以及王宝丰发明了“一种从生产土氏酸的废水中提取有效成分的制备方法”(申请号：200710060306.6)专利。但是，上述专利在冷冻技术上仍存在以下问题：1、冷冻过程复杂而且基本无法进行人为控制；2、冻融分离的过程会消耗大量的人力和物力。

本发明根据废水自然冷冻和融解的过程与机制、通过冷冻结晶和冰相融解的冻融倒级一体化处理，高效利用自然能去除废水中污染物(包括有机物、毒害污染物、营养盐和盐分等)，使冰相融溶水达到再生循环水标准。该过程能有效的利用自然能以及整个过程中能量的互相利用使出水水质达标并进行高效利用，具有操作简单、成本低、无二次污染，环境友好等特点。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种新型的经济环保的采用冻融倒级技术使废水再生循环的处理方法。

技术方案

一种去除污染物使废水再生循环处理的方法，该方法根据废水自然冷冻与融解过程与机制，在废水与融溶再生水充分冷热交换的预处理基础上，通过冷冻结晶和冰相融解的冻融倒级一体化处理，高效利用自然能去除废水中污染物(包括有机物、毒害污染物、营养盐和盐分等)，使冰相融溶水达到再生循环水标准，其特征在于按如下步骤实现：

A、废水与后续过程中产生的冰相融溶水(即冰水混合物)进行冷热交换，使温度降低到6℃以下；

B、6℃以下的废水利用自然能进行冷冻结晶；

C、固液分离；

D、冰相利用补给水进行融解；

E、重复步骤B-D进行二级冷冻结晶和冰相融解；

F、重复步骤E进行三级冷冻结晶和冰相融解；

G、冻融一体化：通过控制冷冻结晶过程中废水的流速、流量和停留时间参数来控制结冰速度和污染物在冰相与液相中的浓度；通过控制冰相融解过程中补给水的温度、流量和流速参数来控制融冰速度和出水水质；通过控制冷冻结晶过程和冰相融解过程的参数来控制两个过程的互相转换，即通过DR方程来控制整个过程。

H 、倒级：在步骤G中的同一级冷冻结晶和冰相融解过程是在同一个装置中进行转换的。

I、步骤G中的出水为冰相融溶水(冰水混合物，0℃左右)，可用于步骤A中废水的冷热交换。通过冷热交换的水为再生循环水。

有益效果

1、与目前的冷冻技术相比，本方法通过控制冷冻结晶过程和冰相融解过程，采用冻融倒级一体化方法，使处理过程可控，而且能保证出水达标并能进行高效循环利用。

2、在本方法的实现过程中多处用到自然能，而且循环再生水(0℃左右)和废水的能量互相利用，具有节能减排意义。

3、本方法针对所以的废水，去除各种污染物(包括有机物、毒害污染物、营养盐和盐分等)，不投加任何化学试剂，不造成二次污染。

4、本方法操作简单、能耗低，且无需化学试剂，大大降低了废水的处理成本。

附图说明

附图为本发明的系统流程图。

Claims

1.一种去除污染物使废水再生循环处理的方法，其特征在于：根据废水自然冷冻与融解过程与机制，在废水与融溶再生水充分冷热交换的预处理基础上，通过冷冻结晶和冰相融解的冻融倒级一体化处理，高效利用自然能去除废水中污染物(包括有机物、毒害污染物、营养盐和盐分等)，使冰相融溶水达到再生循环水标准。

2.根据权利要求1所述的冷热交换的特征在于：利用后续的冰相融溶水(即冰水混合物)使废水温度降低到6℃以下。

3.根据权利要求1所述的冷冻结晶过程的特征在于：利用自然冷冻使废水形成冰相和液相。

4.根据权利要求1所述的冰相融解过程的特征在于：利用补给水的热能将冰相融解，补给水是指锅炉的和利用太阳能加热的补给水等。

5.根据权利要求1所述的冻融一体化的特征在于：通过控制冷冻结晶过程中废水的流速、流量和停留时间参数来控制结冰速度和污染物在冰相与液相中的浓度；通过控制冰相融解过程中补给水的温度、流量和流速参数来控制融冰速度和出水水质；通过控制冷冻结晶过程和冰相融解过程的参数来控制两个过程的互相转换，即形成DR方程。

6.根据权利要求1所述的倒级的特征在于：在同一个装置中进行废水的冷冻结晶过程与冰相融解过程的转换。

7.根据权利要求1所述的将废水进行冷热交换、自然冷冻结晶、冰相融解、冻融一体和倒级处理之后形成达标的再生循环水和高浓度废水。