CN104445782A - 一种废水零排放装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水零排放装置及其工作方法，废水由废水进水接口10进入废水浓缩器2，通过废水浓缩循环泵8在废水浓缩器2内循环喷淋，与从热烟气进口一11进入的高温热烟气逆流或顺流接触，使废水含盐浓度提高，形成高盐废水。高盐废水由高盐废水输送泵9排出，送至废水干燥器6被干燥器中的高盐废水吸附粒子吸附，吸附高盐废水的粒子在废水干燥器6内被从热烟气进口二12来的高温烟气干燥得到固体废盐，固体废盐通过粗盐排出口17和细盐排出口18排出，废水中的水分被高温烟气蒸发成水蒸气后随烟气排出，实现废水零排放。

Description

一种废水零排放装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种废水零排放处理技术和装置。

背景技术

在我国，工业装置的含盐废水排放是造成我国水污染问题的主要原因。随着我国面临的日益严峻的水污染问题，如何减少废水排放甚至实现废水零排放就是非常迫切急需解决的问题。

为实现废水的零排放，现在的解决办法主要有以下几种：

一，利用蒸汽作为加热介质，废水通过采用蒸汽的废水蒸发器蒸发浓缩，蒸发的水蒸气经过冷凝后形成纯水回用；蒸发浓缩后的高盐废水进入多效蒸发结晶装置产生含有一定水分的结晶盐和纯水，纯水回用。

二，利用高温烟气进行废水浓缩，使废水溶液饱和结晶，含有结晶颗粒的废水再通过脱水设备进行脱水，产生有一定含水率的结晶盐，脱水滤液返回废水浓缩器循环进行浓缩结晶。

三，将废水直接送至以高温烟气作为干燥热源的高温烟气蒸发干燥器，使废水中的水分蒸发。

上述办法理论上都能够实现晶体盐和水的分离，但是上述各种方法都存在一定的局限或缺陷。

第一种处理工艺存在的主要问题就是当废水中含有钙、镁化合物如硫酸钙和硫酸镁以及飞灰等固体物时，必须对废水进行预处理，预处理后的废水才能采用上述废水处理装置进行深度处理。这种工艺需要使用高品质蒸汽作为热源，其能耗大，装置初投资高，且其处理的废水种类有一定的局限性，不适用于含有钙和镁的工业废水处理；

第二种处理工艺原理上分为废水浓缩和结晶废水脱水两个部分，其存在的最大问题在于对于易溶于水的盐分，要实现溶液过饱和状态下的结晶过程，废水浓缩环节的废水浓缩倍率参数非常大，在这种情况下，对于含有硫酸镁、硫酸钙等成分的废水来说，废水浓缩过程中的设备结垢将不可避免地严重发生，无法实现装置的连续运行；

第三种处理工艺就是直接将废水送至废水干燥器进行喷雾干燥，系统简单。但采用这种干燥工艺干燥后的盐颗粒粒径细小，不容易被后续集尘设备捕捉。

本发明专利因地制宜地为工业装置提供合适的废水零排放处理方案，本发明几乎可以在所有含盐废水处理上应用。本发明做到投资最省、能耗最低、系统简单，满足工业废水零排放要求，且无二次污染，易于在含盐工业废水处理领域推广应用。

发明内容

本发明提供一种废水零排放热法处理技术和装置，主要解决废水排放造成的环境污染问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种废水零排放装置，其特征在于：包括废水浓缩器2、废水干燥器6、盐粒收集器7、废水浓缩循环泵8、高盐废水输送泵9；

废水浓缩器2具有烟气进口和烟气出口，废水浓缩器2通过烟气进口与热烟气进口一11连通，废水浓缩器2的烟气出口与烟气排出接口一13相连，需要处理的废水通过废水进水接口10与废水浓缩器2连通，废水浓缩器2内设有循环喷淋浆液出口和进口，且循环喷淋浆液出口和进口分别与废水浓缩循环泵8的进口和出口对应相连，经过废水浓缩循环泵8的废水再次进入废水浓缩器2内，在废水浓缩器2上还设有废水排出口，其中废水排出口与高盐废水输送泵9连通；

废水干燥器6也具有烟气进口和出口，废水干燥器6通过烟气进口与热烟气进口二12连通，废水干燥器6的烟气出口与盐粒收集器7相连通，盐粒收集器7与烟气排出接口二14连通，废水干燥器6设有高盐废水进水接口19，接收从高盐废水输送泵9来的高盐废水，同时废水干燥器6上设有废水吸附粒子接口16与粗盐排出接口17,干燥后的粗盐由粗盐排出接口17排出，废水吸附粒子接口16内填制吸附物质，从热烟气进口二12内进入废水干燥器6的烟气通过盐粒收集器7从烟气排出接口二14排出。

优选的，废水浓缩器2与热烟气进口之间连接废水浓缩风机1。废水浓缩风机1用于提供废水浓缩处理时需要的高温烟气。

优选的，废水干燥器6的烟气进口与热烟气进口二12之间设置有废水干燥风机4、废水干燥调温风机5，其中废水干燥风机4的两端通过管道分别与废水干燥器6的烟气进口与热烟气进口二12连通，废水干燥调温风机5通过管道连接在热烟气进口二12与废水干燥风机4之间，废水干燥调温风机5的另一端连接有干燥烟气调温空气进口15，调节烟气温度用的空气从干燥烟气调温空气进口15进入。

废水干燥风机4用于提供废水蒸发干燥处理时需要的高温烟气，当从热烟气进口二12进入的热烟气温度需要调节时，可以根据实际需要的温度通过废水干燥风机4再次调节，废水干燥调温风机5可以协调废水干燥风机4进行温度调节。使用废水干燥风机4和/或干燥烟气调温风机5调节干燥用的高温烟气温度，加快晶体颗粒的形成，形成的细盐颗粒从细盐排出口排出。

优选的，废水浓缩器2与烟气排出接口一13之间设置有烟气除雾器3，从废水浓缩器的烟气出口排出的烟气在烟气除雾器内进行除雾。

优选的，盐粒收集器7设有细盐排出口18，细盐颗粒从细盐排出口18排出进入废水吸附粒子接口16内。

优选的，所述吸附物质为细盐颗粒。

优选的，所述吸附物质为惰性粒子。

本发明的废水零排放处理装置进行废水处理的具体流程如下：

含盐废水首先进入废水浓缩器，通过废水浓缩循环泵循环喷淋与高温烟气逆流或顺流接触，使废水中水分蒸发，得到高盐废水。高温烟气由废水浓缩风机1提供，在废水浓缩器中被增湿冷却后的饱和烟气通过废水浓缩器出口烟道上设置的烟气除雾器除去液滴后排放；高盐废水通过高盐废水输送泵8送至废水干燥器6，在废水干燥器中高盐废水被干燥器中的干燥用的废水吸附粒子吸附，并被高温烟气干燥；干燥器干燥后的细盐颗粒随废水干燥器烟气出口排至收集器被收集至收集器内，收集后的清洁烟气直接排放。废水干燥器中废水吸附粒子由废水干燥器上的废水吸附粒子接口加入，废水吸附粒子可以是收集器收集的细盐颗粒，也可以是可重复利用的惰性粒子。在干燥器中干燥后的粗盐从干燥器粗盐排出口排出。

本发明提出了一种废水零排放热法处理技术和装置，可实现高盐废水零排放，避免工业装置产生的废水对水环境的污染，同时，若在电厂烟气或工业尾气二氧化硫湿法脱硫装置前安装该装置，还能够降低脱硫装置的水耗，节约水资源。

附图说明

图1为本发明示意图

附图序号说明：废水浓缩风机1、废水浓缩器2、烟气除雾器3、废水干燥风机4、干燥烟气调温风机5、废水干燥器6、盐粒收集器7、废水浓缩循环泵8、高盐废水输送泵9、废水进水接口10、热烟气进口一11、热烟气进口二12、烟气排出接口一13、烟气排出接口二14、干燥烟气调温空气进口15、废水吸附粒子接口16、粗盐排出口17、细盐排出口18

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做详细的说明。

本发明是一种对含盐废水进行废水零排放处理的水处理装置，是一种采用燃烧后的高温烟气作为热源对含盐废水进行蒸发和干燥实现废水零排放的废水处理技术。本装置由废水浓缩风机、废水浓缩器、烟气除雾器、废水干燥风机、干燥烟气调温风机、废水干燥器、盐粒收集器、废水浓缩循环泵、高盐废水输送泵组成。

本装置设有废水浓缩器，在废水浓缩器中通过废水和烟气的对流混合换热降低废水中水分，提高废水含盐量。废水浓缩器设有烟气进口和烟气出口、废水排出泵、废水循环喷淋管道以及废水浓缩循环泵。

废水浓缩器烟气出口管道上设有除雾器，用于除去烟气中高含盐液滴，液滴返回废水浓缩器。

废水浓缩器的废水排出口设有高盐废水输送泵，用于将高盐废水输送至废水干燥器。

本装置设有废水浓缩风机1，用于提供废水浓缩处理需要的高温烟气。

本装置设有废水浓缩循环泵，使废水在废水浓缩器中循环喷淋，使废水中水分被高温烟气蒸发，提高废水含盐量，实现废水处理中的废水浓缩环节。根据废水成分，控制废水浓缩倍率，避免废水浓缩器的结垢发生。废水浓缩倍率指进入废水浓缩器的废水质量流量与排出废水浓缩器的废水质量流量之比。

本装置设有废水干燥器，通过高温烟气对含盐废水加热干燥，使高含盐废水的表面水分完全蒸发，得到结晶盐固体物，实现废水真正的零排放。

废水干燥器设有烟气进口和出口、废水吸附粒子接口和粗盐颗粒排出口等。

利用废水干燥器的废水吸附粒子接口接收从收集器细盐排出口排出的细盐送回干燥器进行再循环；或利用废水干燥器废水吸附粒子接口在干燥器中载入惰性粒子作为废水吸附粒子。

在干燥器烟气出口管道上设有盐粒收集器，用于收集干燥器出口烟气中夹带的细盐颗粒。盐粒收集器设有收集器料斗，料斗上设有细盐排出口将收集的盐粒回送至废水干燥器或直接排出。

本装置设有废水干燥风机4，用于提供废水蒸发干燥处理需要的高温烟气。废水浓缩风机1可以对从热烟气进口一11出来的热烟气进一步调节加温。

本装置设有干燥烟气调温风机5，用于提供干燥用烟气温度超过限值时调节烟气温度用的空气，调节烟气温度用的空气从干燥烟气调温空气进口15进入即可。

本发明的废水零排放处理装置进行废水处理的具体流程如下：

首先打开热烟气进口一11和废水开关(图中未示出)，含盐废水首先进入废水浓缩器，热烟气通过废水浓缩风机1进入废水浓缩器2内，废水由废水进水接口10进入废水浓缩器2内，废水浓缩器2内的废水通过废水排出口进入废水浓缩循环泵8内，废水在废水浓缩循环泵8与废水浓缩器2之间进行循环，当废水在废水浓缩循环泵8与废水浓缩器2之间进行循环时与来自热烟气进口一11的高温热烟气逆流或顺流接触，使废水中水分蒸发，高温使废水含盐浓度提高形成高盐废水，在循环的过程中高温热烟气被冷却为饱和烟气后通过废水浓缩器2的烟气出口排至烟气除雾器3，在烟气除雾器除雾后通过烟气排出接口一13排出；

其次，高盐废水从废水排出口进入高盐废水输送泵9，再经高盐废水进水接口19送至废水干燥器6内，送入废水干燥器6内的高盐废水被废水吸附粒子吸附，废水吸附粒子通过废水干燥器6设置的废水吸附粒子接口16加入，优选细盐颗粒为废水吸附粒子或者惰性粒子；吸附高盐废水后的废水吸附粒子变成含水的粒子，含水粒子在废水干燥器6内被高温烟气干燥，干燥用的高温烟气由废水干燥风机4从热烟气进口二12引入，干燥用的烟气温度由干燥烟气调温风机5调节，细盐颗粒在干燥时随烟气通过废水干燥器6的烟气出口排至盐粒收集器7，在收集器中收集的细盐颗粒从细盐排出口18排出，并且排出的细盐颗粒作为废水吸附粒子再次返回废水干燥器6内吸附高盐废水后进行循环干燥，干燥后的粗盐颗粒由废水干燥器6的粗盐排出口17排出，废水干燥器6的烟气通过盐粒收集器7清洁后从烟气排出接口二14排出。

总结本发明的工作步骤：

(1)废水由废水进水接口10进入废水浓缩器2，通过废水浓缩循环泵8在废水浓缩器2内循环喷淋，与从热烟气进口11进入的高温热烟气逆流或顺流接触，使废水含盐浓度提高，形成高盐废水；

(2)高盐废水由高盐废水输送泵9排至废水干燥器6被在废水干燥器中循环使用的盐粒吸附，吸附高盐废水的盐粒在废水干燥器6内被从热烟气进口12来的高温烟气干燥形成晶体颗粒，形成的晶体颗粒分为细盐颗粒和粗盐颗粒；

(3)干燥后的细盐颗粒随烟气进入盐粒收集器收集，由收集器细盐排出口18排出经干燥器废水吸附粒子接口16送回废水干燥器循环利用，干燥后的粗盐由废水干燥器上设置的粗盐排出口17排出。

本发明与现有的废水零排放处理技术比较，有如下优点：

充分利用烟气余热实现废水浓缩和干燥，最大限度地降低系统能耗；

通过合理确定废水浓缩器中废水浓缩倍率，避免了废水浓缩器中发生的含钙、镁的工业废水高浓缩倍率下的系统结垢问题；

通过在废水干燥器中采用盐粒再循环工艺，利用再循环盐粒作为废水中盐的结晶粒子，使废水在干燥器中的干燥结晶过程绝大部分在已有晶体盐粒的表面进行，避免了直接喷雾干燥后结晶盐颗粒粒径太小无法捕捉的问题；

利用固体盐粒或干燥粒子对浓缩后的含盐废水进行吸附，干燥过程中废水干燥器的结垢问题。

系统和设备成熟可靠，投资和运行成本低。

以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围内。

Claims (9)

1.一种废水零排放装置，其特征在于：包括废水浓缩器(2)、废水干燥器(6)、盐粒收集器(7)、废水浓缩循环泵(8)、高盐废水输送泵(9)；

废水浓缩器(2)具有烟气进口和烟气出口，废水浓缩器(2)通过烟气进口与热烟气进口一(11)连通，废水浓缩器(2)的烟气出口与烟气排出接口一(13)相连，需要处理的废水通过废水进水接口(10)与废水浓缩器(2)连通，废水浓缩器(2)内设有循环喷淋浆液出口和进口，且循环喷淋浆液出口和进口分别与废水浓缩循环泵8的进口和出口对应相连，经过废水浓缩循环泵(8)的废水再次进入废水浓缩器(2)内，在废水浓缩器(2)上还设有废水排出口，其中废水排出口与高盐废水输送泵(9)连通；

废水干燥器(6)也具有烟气进口和出口，废水干燥器(6)通过烟气进口与热烟气进口二(12)连通，废水干燥器(6)的烟气出口与盐粒收集器(7)相连通，盐粒收集器(7)与烟气排出接口二(14)连通，废水干燥器(6)设有高盐废水进水接口(19)，接收从高盐废水输送泵(9)来的高盐废水，同时废水干燥器(6)上设有废水吸附粒子接口(16)与粗盐排出接口(17)，干燥后的粗盐由粗盐排出接口(17)排出，从废水吸附粒子接口(16)加入吸附物质，从热烟气进口二(12)内进入废水干燥器(6)的烟气通过盐粒收集器(7)从烟气排出接口二(14)排出。

2.根据权利要求1所述的废水零排放装置，其特征在于：废水浓缩器(2)与热烟气进口一(11)之间连接废水浓缩风机(1)。

3.根据权利要求1所述的废水零排放装置，其特征在于：废水干燥器(6)的烟气进口与热烟气进口二(12)之间设置有废水干燥风机(4)、废水干燥调温风机(5)，其中废水干燥风机(4)的两端通过管道分别与废水干燥器(6)的烟气进口与热烟气进口二(12)连通，废水干燥调温风机(5)通过管道连接在热烟气进口二(12)与废水干燥风机(4)之间，废水干燥调温风机(5)的另一端连接有干燥烟气调温空气进口(15)，调节烟气温度用的空气从干燥烟气调温空气进口(15)进入。

4.根据权利要求1所述的废水零排放装置，其特征在于：废水浓缩器(2)与烟气排出接口一(13)之间设置有烟气除雾器(3)，从废水浓缩器的烟气出口排出的烟气在烟气除雾器内进行除雾。

5.根据权利要求1所述的废水零排放装置，其特征在于：盐粒收集器(7)设有细盐排出口(18)，细盐颗粒从细盐排出口(18)排出进入废水吸附粒子接口(16)内。

6.根据权利要求1所述的废水零排放装置，其特征在于：所述吸附物质为细盐颗粒。

7.根据权利要求1所述的废水零排放装置，其特征在于：所述吸附物质为惰性粒子。

8.废水零排放装置的工作方法，其特征在于：

首先打开热烟气进口一(11)和废水开关，热烟气通过管道进入废水浓缩器(2)内，废水由废水进水接口(10)进入废水浓缩器(2)内，废水浓缩器(2)内的废水通过循环喷淋浆液出口进入废水浓缩循环泵(8)，废水在废水浓缩循环泵(8)与废水浓缩器(2)之间循环时与从热烟气进口一(11)进入的高温热烟气逆流或顺流接触，使废水含盐浓度提高形成高盐废水，热烟气在废水浓缩器(2)内被冷却为饱和湿烟气后通过烟气排出接口一(13)排出；

然后，高盐废水从废水排出口排出，通过高盐废水进水接口(19)进入高盐废水输送泵(9)，进入高盐废水输送泵(9)的高盐废水被送至废水干燥器(6)，送入废水干燥器(6)内的废水被吸附物质吸附，形成含水粒子；含水粒子在废水干燥器(6)内被来自热烟气接口二(12)的高温烟气干燥形成晶体颗粒，形成的晶体颗粒分为细盐颗粒和粗盐颗粒，干燥后的粗盐颗粒通过干燥器(6)上的粗盐排出口(16)排出，细盐颗粒在干燥时随来自热烟气接口二(12)的烟气通过废水干燥器的烟气出口排至盐粒收集器(7)，而废水中的水分被高温烟气蒸发形成水蒸气后通过盐粒收集器(7)从烟气排出接口二(14)随烟气排出，实现废水零排放。

9.根据权利要求8所述的废水零排放装置的工作方法，其特征在于：使用废水干燥风机(4)和/或干燥烟气调温风机(5)调节干燥用的高温烟气温度，加快晶体颗粒的形成，形成的细盐颗粒从细盐排出口排出。