CN103265090A - 一种浓盐水蒸发液体零排放装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浓盐水蒸发液体零排放装置及工艺方法，该装置包括浓盐水泵、空气预热装置、蒸发装置、盐泥泵和固液分离装置，其中，所述浓盐水泵通过管道与所述蒸发装置相连接，所述蒸发装置通过管道与所述盐泥泵相连接，所述盐泥泵通过管道与所述固液分离装置相连接，所述空气预热装置与所述蒸发装置之间通过管道相连接，所述固液分离装置通过管道与所述蒸发装置相连接。本发明的浓盐水蒸发液体零排放装置及工艺方法具有零排放，运行成本低，并且高效率的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓盐水蒸发装置及工艺方法，特别涉及一种浓盐水蒸发液体零排放装置及工艺方法。
背景技术
目前，反渗透技术已经被广泛用于海水谈化、工业循环水除盐、污水处理回用等领域。但反渗透在制备除盐水过程中通常会有20%以上的浓盐水排放，该浓盐水不仅具有很高的盐浓度，还含有各种有机和无机污染物。
目前浓盐水的处理方法主要有两大类：一类是直接排放，如排放海洋、江河、市政污水处理厂、灌注地下等；第二类是将浓盐水进行再利用，如地表灌溉、制盐、提取化工原料、余压利用等。由于现行技术及经济等方面因素，大多数国家现有的处理方法都或多或少的对环境有一定危害，据美国饮用水工业调查分析，产水量﹥95m3/d的137个脱盐装置，其48%的浓盐水直接排放，23%进入污水处理系统，10%深井注入，6%蒸发处理。而我国主要采用直接排放的处理方法。RO浓盐水直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染；若排入市政污水处理系统，过高的总溶解性固体浓度对活性污泥的生长也非常不利。随着RO系统应用领域的逐渐广泛，规模不断增加，RO浓盐水排放对生态环境的影响问题已逐渐突显出来，因此寻求经济环保的浓盐水处理技术迫在眉睫。
蒸发是一种能有效解决浓盐水问题的技术，但由于初次投资成本及运行成本的高昂，在此领域始终没有得到广泛的推广应用。
因此，提供一种零排放，运行成本低，并且高效率的浓盐水蒸发装置及工艺方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种零排放，运行成本低，并且高效率的浓盐水蒸发液体零排放装置。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种浓盐水蒸发液体零排放装置，包括浓盐水泵、空气预热装置、蒸发装置、盐泥泵和固液分离装置，其中，所述浓盐水泵通过管道与所述蒸发装置相连接，所述蒸发装置通过管道与所述盐泥泵相连接，所述盐泥泵通过管道与所述固液分离装置相连接，所述空气预热装置与所述蒸发装置之间通过管道相连接，所述固液分离装置通过管道与所述蒸发装置相连接。
一种优选技术方案，其特征在于：所述浓盐水泵、蒸发装置、盐泥泵和固液分离装置用强耐腐蚀材料制成。
一种优选技术方案，其特征在于：所述蒸发装置内部设有一倾斜放置的导流板。
一种优选技术方案，其特征在于：所述导流板用强耐腐蚀材料（如双相不锈钢）整体冲压制成，其表面开有一定数量的空气导流孔，孔向下开出，并在导流板表面凸起，起到导流浓盐水的作用。
一种优选技术方案，其特征在于：所述导流板的倾角为45°，所述空气导流孔的直径为2mm。
一种优选技术方案，其特征在于：所述空气预热装置内部设有风机。
一种优选技术方案，其特征在于：所述蒸发装置内部设有盐水箱和循环水泵，浓盐水进入蒸发装置后直接进入盐水箱，循环水泵采用轴流泵，安装于盐水箱中；所述循环水泵的循环量为70倍左右，使盐水在导流板上循环流动，所述盐水箱和循环水泵采用过流材质制成，避免被浓盐水腐蚀。
一种优选技术方案，其特征在于：所述蒸发装置内部设有TDS计，直接安装于盐水箱内，用于蒸发装置内盐水浓度的实时监测，并控制盐泥泵的启停，当盐水箱中TDS达到高设定值后启动盐泥泵，将盐泥排出蒸发装置；当盐水箱中TDS达到低设定值后停止盐泥泵。
一种优选技术方案，其特征在于：所述盐泥泵的排压不应低于0.2Mpa，保证固液分离效果。
所述固液分离装置通过临界结晶状态的盐泥的高速旋转流动将结晶盐分离出；同时临界结晶状态的盐泥在固液分离装置中由于自然环境与盐泥的温差，也加快了结晶过程。
本发明的另一目的是提供一种零排放，运行成本低，并且高效率的浓盐水蒸发液体零排放工艺方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种浓盐水蒸发液体零排放的工艺方法，包括如下步骤：
（1）经过预处理的浓盐水通过泵直接输送到蒸发装置处理；预处理可以是去除颗粒物和悬浮物的保安过滤器和去除有机物的氧化装置；
（2）使用热源介质通过空气预热装置对常温空气加热至50～100℃，得热空气；
（3）步骤（2）所得热空气输送到蒸发装置内，经过蒸发装置内部设置的导流板与经步骤（1）输送至蒸发装置内的浓盐水进行热交换，通过风量控制，使蒸发装置内部的气、水温度控制在60℃或以下；热空气的流动使导流板上所开的孔周围产生负压并加快水分蒸发，排出饱和热空气；在蒸发装置内部，浓盐水通过循环泵以70倍左右的循环量在导流板上循环流动，并不断浓缩；当浓盐水浓缩至设定TDS值时（根据盐水的成份，该TDS值不同），得到的60℃以下的临界结晶状态的高浓度盐泥通过盐泥泵排出，进入固液分离装置进行盐水分离，分别得到固态结晶盐和上清液；
（4）步骤（3）处理后，得到的固态结晶盐做填埋或进一步回用处理，得到的上清液回流到蒸发装置继续处理。
一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（3）中，采用连续进热空气、连续进浓盐水；连续排饱和热空气、间歇排盐泥的运行方式。
一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤（2）所述热源介质为低温废热源。
一种优选技术方案，其特征在于：所述低温废热源为工厂烟气、炉管、排风罩排放的废热气或各种生产过程中排放的废热水。
本发明的优点是：
本发明是以蒸发器为主体的液体零排放装置，蒸发的动力来自于热空气流动过程中在导流板附近形成的负压、热空气的热能以及进、出蒸发器的热空气的湿度差，使水分在60℃以下时即可大量蒸发，并且该温度又避免了盐分在蒸发器中的大面积结垢；在蒸发装置内部，浓盐水通过循环泵以70倍左右的循环量在导流板上循环流动，并不断浓缩，循环的目的是与连续的进水均衡水质、水温，同时增加气水接触；对空气的预热可以采用工厂的烟气、炉管、排风罩等排放的废热气或各种生产过程中排放的废热水等低温废热源，降低系统的运行成本；空气流动的动力来自于风机。
下面通过实施例和附图对本发明进行详细说明。应该理解的是，所述的实施例仅涉及本发明的优选实施方案，在不脱离本发明的精神和范围情况下，各种成分及含量的变化和改进都是可能的。
附图说明
图1为本发明浓盐水蒸发液体零排放装置的结构示意图。
附图主要标记说明：
1浓盐水泵 2蒸发器3盐泥泵 4固液分离器5空气预热器
具体实施方式
如图1所示，为本发明浓盐水蒸发液体零排放装置的结构示意图，包括浓盐水泵1、蒸发器2、盐泥泵3、固液分离器4和空气预热器5；其中，经过预处理的浓盐水通过浓盐水泵1和管道与蒸发器2相连接；蒸发器2通过盐泥泵3和管道与固液分离器4相连接；空气预热器5通过管道与蒸发器2相连接；固液分离器4通过管道与蒸发器2相连接。
浓盐水泵1、蒸发器2、盐泥泵3、固液分离器4和连接管道用强耐腐蚀的材料如双相不锈钢制成。蒸发器2内部设有一倾斜放置的导流板，导流板用双相不锈钢整体冲压制成，其表面开有一定数量的空气导流孔，孔向下开出，并在导流板表面凸起，起到导流浓盐水的作用。导流板的倾角为45°，所述空气导流孔的直径为2mm。空气预热器5内部设有风机。蒸发器2内部设有盐水箱和循环水泵，浓盐水进入蒸发器2后直接进入盐水箱，循环水泵采用轴流泵，安装于盐水箱中；循环水泵的循环量为70倍左右，使盐水在导流板上循环流动，盐水箱和循环水泵采用过流材质制成，避免被浓盐水腐蚀。蒸发器2内部设有TDS计，直接安装于盐水箱内，用于蒸发器2内盐水浓度的实时监测，并控制盐泥泵的启停，当盐水箱中TDS达到高设定值后启动盐泥泵，将盐泥排出蒸发器；当盐水箱中TDS达到低设定值后停止盐泥泵。盐泥泵的排压不应低于0.2Mpa，保证固液分离效果。固液分离器4通过临界结晶状态的盐泥的高速旋转流动将结晶盐分离出；同时临界结晶状态的盐泥在固液分离装置中由于自然环境与盐泥的温差，也加快了结晶过程。
本实施例浓盐水蒸发液体零排放工艺的步骤如下：
（1）经过预处理的浓盐水通过浓盐水泵输送到蒸发器处理；预处理为10微米精度的过滤器；
（2）使用热源介质（各种生产过程中排放的废热水）通过空气预热器对常温空气进行加热，使用风机对蒸发器输送热空气；
（3）热空气通过风机输送到蒸发器内，经过蒸发器内的导流板与浓盐水进行热交换，通过风量的控制，使蒸发器内的气、水温度控制在60°C或以下；热空气的流动使导流板上所开的孔周围产生负压并加快水分蒸发，排出饱和热空气；在蒸发器内，浓盐水通过循环泵以70倍左右的循环量在导流板上循环流动，并不断浓缩；循环的目的是与连续的进水均衡水质、水温，同时增加气水接触。当浓盐水浓缩至设定TDS值时（根据盐水的成份，该TDS值不同），临界结晶状态的高浓度盐泥会被排出；采用连续进热空气、连续进浓盐水；连续排饱和热空气、间歇排盐泥的运行方式；
（4）经步骤（3），蒸发器内排出的60°C以下的饱和热空气通过管道引出，通过常规水雾吸收器吸收其所携带的水分；
（5）经步骤（3）处理得到的60°C以下的临界结晶状态的高浓度盐泥，通过盐泥泵进入固液分离器进行盐水分离，分别得到固态结晶盐和上清液；
（6）经步骤（5）处理，得到的固态结晶盐可做填埋或进一步回用处理，得到的上清液体回流到蒸发器继续处理。
本发明是以蒸发器为主体的液体零排放装置，蒸发的动力来自于热空气流动过程中在导流板附近形成的负压、热空气的热能以及进、出蒸发器的热空气的湿度差，使水分在60℃以下时即可大量蒸发，并且该温度又避免了盐分在蒸发器中的大面积结垢；在蒸发装置内部，浓盐水通过循环泵以70倍左右的循环量在导流板上循环流动，并不断浓缩，循环的目的是与连续的进水均衡水质、水温，同时增加气水接触；对空气的预热可以采用工厂的烟气、炉管、排风罩等排放的废热气或各种生产过程中排放的废热水等低温废热源，降低系统的运行成本；空气流动的动力来自于风机。
Claims (8)
1.一种浓盐水蒸发液体零排放装置，其特征在于：包括浓盐水泵、空气预热装置、蒸发装置、盐泥泵和固液分离装置，其中，所述浓盐水泵通过管道与所述蒸发装置相连接，所述蒸发装置通过管道与所述盐泥泵相连接，所述盐泥泵通过管道与所述固液分离装置相连接，所述空气预热装置与所述蒸发装置之间通过管道相连接，所述固液分离装置通过管道与所述蒸发装置相连接。
2.按照权利要求1所述的浓盐水蒸发液体零排放装置，其特征在于：所述蒸发装置内部设有一倾斜放置的导流板。
3.按照权利要求2所述的浓盐水蒸发液体零排放装置，其特征在于：所述导流板用双相不锈钢整体冲压制成，其表面开有一定数量的空气导流孔，孔向下开出，并在导流板表面凸起。
4.按照权利要求2所述的浓盐水蒸发液体零排放装置，其特征在于：所述导流板的倾角为45°，所述空气导流孔的直径为2mm。
5.按照权利要求1所述的浓盐水蒸发液体零排放装置，其特征在于：所述蒸发装置内部设有盐水箱和循环水泵，浓盐水进入蒸发器后直接进入盐水箱，循环水泵采用轴流泵，安装于盐水箱中。所述循环水泵的循环量为70倍左右，所述盐水箱和循环水泵具有强耐腐蚀过流材质。
6.按照权利要求1所述的浓盐水蒸发液体零排放装置，其特征在于：所述蒸发装置内部设有TDS计，直接安装于盐水箱中，当盐水箱中TDS达到高设定值后启动盐泥泵，将盐泥排出蒸发器；当盐水箱中TDS达到低设定值后停止盐泥泵。
7.按照权利要求1－6所述的浓盐水蒸发液体零排放装置用于浓盐水蒸发液体零排放的工艺方法，包括如下步骤：
（1）经过预处理的浓盐水通过泵直接输送到蒸发装置处理；
（2）使用热源介质通过空气预热装置对常温空气加热至50～100℃，得热空气；
（3）步骤（2）所得热空气输送到蒸发装置内，经过蒸发装置内部设置的导流板与经步骤（1）输送至蒸发装置内的浓盐水进行热交换，通过风量控制，使蒸发装置内部的气、水温度控制在60℃或以下；热空气的流动使导流板上所开的孔周围产生负压并加快水分蒸发，排出饱和热空气；在蒸发装置内部，浓盐水通过循环泵以70倍左右的循环量在导流板上循环流动，并不断浓缩；当浓盐水浓缩至设定TDS值时，得到的60℃以下的临界结晶状态的高浓度盐泥通过盐泥泵排出，进入固液分离装置进行盐水分离，分别得到固态结晶盐和上清液；
（4）步骤（3）处理后，得到的固态结晶盐做填埋或进一步回用处理，得到的上清液回流到蒸发装置继续处理。
8.按照权利要求7所述的浓盐水蒸发液体零排放的工艺方法，其特征在于：所述步骤（3）中，采用连续进热空气、连续进浓盐水；连续排饱和热空气、间歇排盐泥的运行方式。
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