CN105645491A - 水净化系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水净化系统及工艺,其中，系统包括加热曝气蒸发室1，设置在加热曝气蒸发室1内的射流曝气机2；与加热曝气蒸发室1出风口连通的空气输送室3；与空气输送室3的出风口连通的冷凝换热室4，冷凝换热室4包括顺序连通的冷凝换热管41、汽水分离器42和热泵冷凝端43；与热泵冷凝端43连通的罗茨风机加压加热室5，罗茨风机加压加热室5的出风口直接连通加热曝气蒸发室1；与罗茨风机加压加热室5的热水出口连通的板式换热器7；与冷凝换热管41连通的蒸馏水水箱8；与冷凝换热管41进水口和板式换热器7的冷水进口c以及热水出口d连通的污水罐11。使用本发明提供的水净化处理系统及工艺能够降低水净化处理的能耗。

Description

水净化系统及工艺

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，更为具体地说，涉及一种水净化处理系统及工艺。

背景技术

目前，环境问题日益严峻。其中，污水污染问题是众多环境问题中比较普遍的问题。处理污水污染的方式有很多种。在实现水固分离的水溶液处理领域工程应用中，蒸发方法使得溶解盐等溶解物质被干化，因而有其独到的优势，所以采用蒸发法对污水处理越来越受到人们的青睐。蒸发法处理污水的原理是：将污水加热蒸发，进而实现水与水中固体颗粒及溶解盐的分离。

传统蒸发法是将水在常压下沸腾气化，这种方式耗能非常严重。负压蒸发方法使得污水气化的温度有所降低，如中国专利CN2128245Y所公开的方法，但在蒸发过程中仍然存在耗能较大的问题。再如蒸汽机械增压加热循环再蒸发技术，使用罗茨风机对低热蒸汽加压升温再用于对污水的蒸发。这种方式仍然使用饱和蒸发理念，节能效果虽好，但是仍无法满足污水处理的节能要求。

另外，上述蒸发进行水固分离的方法中，设备的热传导件在高温(通常高于110℃)下对水进行加热以实现污水蒸发，而污水中的溶解盐会导致热传导件腐蚀严重。因此，热传导件必须要具有相当高的抗腐蚀能力，通常采用316L以上等级不锈钢、钛合金或纯镍材料制成，最终导致蒸发设备的造价较为昂贵。

发明内容

一方面，本发明实施例中提供了一种水净化系统，以解决目前的蒸发法对污水处理存在的耗能严重的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种水净化系统，包括：

加热曝气蒸发室1，所述加热曝气蒸发室1内设置有加热器；

转动地设置在所述加热曝气蒸发室1内，且位于所述加热曝气蒸发室1内液面之下的射流曝气机2；

进风口与所述加热曝气蒸发室1的出风口连通的空气输送室3，所述空气输送室3内设置有变频轴流风机；

与所述空气输送室3的出风口连通的冷凝换热室4，所述冷凝换热室4包括顺序连通的冷凝换热管41、汽水分离器42和热泵冷凝端43；

通过转接风管19与所述冷凝换热室4的热泵冷凝端43连通的罗茨风机加压加热室5，所述罗茨风机加压加热室5的出风口通过管路直接连接加热曝气蒸发室1，并且罗茨风机加压加热室5内设置有罗茨风机；

热水进口a通过第一阀门6与所述罗茨风机加压加热室5的热水出口连通的板式换热器7；

通过管路与所述冷凝换热室4的冷凝换热管41连通的蒸馏水水箱8，所述蒸馏水水箱8通过泵Ⅰ9与所述罗茨风机加压加热室5的冷水进口连通；

通过泵Ⅱ10与所述冷凝换热室4的冷凝换热管41进水口连通的污水罐11，所述污水罐11通过泵Ⅲ12与板式换热器7的冷水进口c连通，并且通过管路与板式换热器7的热水出口d连通。

优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统还包括排气端口13，所述排气端口13通过第二阀门14与所述冷凝换热室4的热泵冷凝端43的出风口连通。

优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统还包括冷却水箱15，所述冷却水箱15通过泵Ⅳ16和第三阀门17与板式换热器7的热水进口a连通，并且通过第四阀门18与板式换热器7的冷水出口b连通；

其中，所述冷却水箱15内设置有热泵散热端151。

优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统还包括止回阀22，所述止回阀22设置在连通罗茨风机加压加热室5与加热曝气蒸发室1的管路中，在设备不运转时防止加热曝气蒸发室1的水倒流入罗茨风机加压加热室5中。

优选的，上述水净化系统中，所述冷凝换热室4与所述加热曝气蒸发室1在竖直面内上下分布，且通过空气输送室3和弧形转接风管19连通。

优选的，上述水净化系统中，所述冷凝换热室4与所述加热曝气蒸发室1直接通过管路连通。

优选的，上述水净化系统中，所述板式换热器7的冷水由冷水出口b通过第五阀门20直接排放。

优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统的各个腔室均为密封腔室；和/或，

所述水净化系统的各个腔室外部均设置有保温层。

优选的，上述水净化系统中，所述加热器为电磁加热器21，所述电磁加热器21包括设置在所述加热曝气蒸发室1底板外侧的电磁感应发生装置，和位于所述加热曝气蒸发室1内底部，用于导磁发热的高效电磁热感应金属板。

另一方面，本发明提供一种水净化工艺，采用如上任一所述的水净化系统实施，所述水净化工艺包括以下步骤：

(1)污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1加热，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，形成液-气界面层；

(2)轴流风机将液-气界面层形成的高温水蒸汽吸走，吹向冷凝换热室4，高温水蒸汽与冷凝换热管中流动的污水进行换热，换热后的蒸汽通过汽水分离器进行汽、水分离，而冷凝管表面形成的蒸馏水通过管路收集到蒸馏水水箱8中；

(3)干燥的蒸汽流向罗茨风机加压加热室5，罗茨风机进口的蒸汽温度低于40℃，经过罗茨风机加热加压后，罗茨风机出口的蒸汽温度达到110℃，然后，在加热曝气蒸发室1中形成曝气，循环进行上述步骤(1)和(2)；

(4)蒸馏水水箱8中的蒸馏水经过罗茨风机加压加热室后与污水通过板式换热器7换热，污水变成温热状，通过管路流回污水罐，重复循环进行上述步骤(1)、(2)和(3)；

(5)重复循环进行上述步骤(1)、(2)、(3)和(4)收集所述蒸馏水水箱8得到的蒸馏水，得到净化水。

本发明提供的水净化系统的工作原理如下：

利用界面过饱和蒸发理论实现水溶液的水固分离。

污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1中加热(通常为80℃-95℃)，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，气体和液体直接接触，在液体中形成无数气泡，气泡在液体中上升或者破裂形成液-气界面层，将液态水分子尽可能大的摊铺于更大面积内，则液态界面水分子，更容易溢出液态界面成为气态水分子。由于气态水分子的溢出，使得液态界面中液态水分子数减少，单位面积液态界面比表面能增加，进而限制更多的液态水分子向气态方向溢出，此时液-气界面层处于平衡状态。处于平衡状态的液-气界面层，在射流曝气器2曝气和变频轴流风机驱动空气的条件下，更多的气态水分子背离液态界面，液态界面由于较高能量的气态水分子的离开总能量降低，宏观表现为整体温度降低。背离液态界面的气态水分子成为饱和空气层。此时的饱和空气层的如果温度体积保持恒定，则仍以饱和状态移动。如果温度降低，则气态水分子液化凝聚成水滴，而单位体积的空气呈现过饱和状态。

在液-气界面层，则蒸发量即为该温度下的空气饱和蒸发量。以常温空气吹离饱和空气层，空气吸热升温，界面饱和空气降温形成过饱和空气。界面层饱和状态蒸发获得高温度下的蒸发量，脱离蒸发界面后迅速降温，以过饱和状态离开蒸发界面。液态水分子能以气态形式溶解于空气，而水溶有机物分子和无机盐类，由于很少或不能溶解于空气而留在浸润层上，进而能够重新全部或部分溶解于加热曝气蒸发室的污水中，当达到饱和浓度时结晶析出，从而实现水固分离，且在获得等量冷凝水情况下所需能量低于饱和蒸发所需能量。

从冷凝换热室4的汽水分离器42出来的干燥的蒸汽流进入罗茨风机加压加热室5，经过罗茨风机加压加热直接进入加热曝气蒸发室1，经过射流曝气机2在污水中曝气，由于罗茨风机加压加热室5进口的蒸汽流温度低于40℃，而出口的蒸汽流温度达到110℃，使得加热曝气蒸发室1温度达到80℃-95℃，因而，不再需要电磁加热器21持续对加热曝气蒸发室1加热，实现了能量的重复使用。所以，本系统仅仅是在开始阶段通过电磁加热器21加热加热曝气蒸发室1达到80℃-95℃，此后通过能量循环保持加热曝气蒸发室1温度为80℃-95℃。

罗茨风机加压加热室5的热水出口连通板式换热器7热水进口a；污水罐11通过泵Ⅲ12与板式换热器7的冷水进口c连通，并且通过管路与板式换热器7的热水出口d连通；冷却水箱15通过泵Ⅳ16和第三阀门17与板式换热器7的热水进口a连通，并且通过第四阀门18与板式换热器7的冷水出口b连通。通过板式换热器实现了能量的多重循环往复利用，同时实现了冷却和加热功能。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的水净化系统，通过加热、射流曝气机和变频轴流风机的吹风使得加热曝气蒸发室形成的蒸汽为过饱和蒸汽，此种情况下分离获取同等量的冷凝水，所需的能量低于饱和蒸发所需的能量，进而能够降低蒸发法进行水净化处理的能耗；

(2)从冷凝换热室4的汽水分离器42出来的干燥的蒸汽流通过罗茨风机加压加热室，由于罗茨风机加压加热室5进口的蒸汽流温度低于40℃，而出口的蒸汽流温度达到110℃，使得加热曝气蒸发室1温度达到80℃-95℃，因而，本系统仅仅是在开始阶段通过电磁加热器21加热加热曝气蒸发室1达到80℃-95℃，此后通过能量循环使用保持加热曝气蒸发室1温度为80℃-95℃，实现了能量的循环使用，显著降低了蒸发法进行水净化处理的能耗；

(3)板式换热器7通过连通于罗茨风机加压加热室5、污水罐11和冷却水箱15实现了能量的多重循环往复利用，同时实现了冷却和加热功能，显著降低了蒸发法进行水净化处理的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的水净化系统的结构示意图；

上图1中：

1-加热曝气蒸发室；2-射流曝气机；3-空气输送室；4-冷凝换热室；41-冷凝换热管；42-汽水分离器；43-热泵冷凝端；5-罗茨风机加压加热室；6-第一阀门；7-板式换热器；8-蒸馏水水箱；9-泵Ⅰ；10-泵Ⅱ；11-污水罐；12-泵Ⅲ；13-排气口；14-第二阀门；15-冷却水箱；151-热泵散热端；16-泵Ⅳ；17-第三阀门；18-第四阀门；19-转接风管；20-第五阀门；21-电磁加热器；22-止回阀。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种水净化系统及工艺，解决了目前的蒸发法对污水处理存在的耗能严重的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1，图1示出了本发明实施例提供的水净化系统的结构。图1所示的水净化系统包括加热曝气蒸发室1、射流曝气机2、空气输送室3、冷凝换热室4、罗茨风机加压加热室5、板式换热器7、蒸馏水水箱8、污水罐11、排气端口13、冷却水箱15、转接风管19。

其中，加热曝气蒸发室1内设置有加热器；并且射流曝气机2转动地设置在加热曝气蒸发室1内，且位于其液面之下；加热曝气蒸发室1的出风口连通空气输送室3的进风口，所述空气输送室3内设置有变频轴流风机；空气输送室3的出风口连通冷凝换热室4，所述冷凝换热室4包括顺序连通的冷凝换热管41、汽水分离器42和热泵冷凝端43；

通过转接风管19，罗茨风机加压加热室5与所述冷凝换热室4的热泵冷凝端43连通，所述罗茨风机加压加热室5的出风口通过管路直接连接加热曝气蒸发室1，并且罗茨风机加压加热室5内设置有罗茨风机；

板式换热器7热水进口a通过第一阀门6与所述罗茨风机加压加热室5的热水出口连通；蒸馏水水箱8通过管路与所述冷凝换热室4的冷凝换热管41出水口连通；所述蒸馏水水箱8通过泵Ⅰ9与所述罗茨风机加压加热室5的冷水进口连通；

污水罐11通过泵Ⅱ10与所述冷凝换热室4的冷凝换热管41进水口连通，并且所述污水11通过泵Ⅲ12与板式换热器7的冷水进口c连通，同时通过管路与板式换热器7的热水出口d连通；

排气端口13通过第二阀门14与所述冷凝换热室4的热泵冷凝端43的出风口连通。

冷却水箱15通过泵Ⅳ16和第三阀门17与板式换热器7的热水进口a连通，并且通过第四阀门18与板式换热器7的冷水出口b连通；其中，所述冷却水箱15内设置有热泵散热端151。

其中，所述冷凝换热室4与所述加热曝气蒸发室1在竖直面内上下分布，且通过空气输送室3和弧形转接风管19连通；同时所述冷凝换热室4与所述加热曝气蒸发室1直接通过管路连通；所述板式换热器7的冷水由冷水出口b通过第五阀门20直接排放。

污水罐11通过泵Ⅱ10将污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1加热，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，气体和液体直接接触，在液体中形成无数气泡，气泡在液体中上升或者破裂形成并增加液-气界面层，空气输送室3中的轴流风机将液-气界面层形成的高温水蒸汽吸走，吹向冷凝换热室4，高温水蒸汽与冷凝换热管41中流动的污水进行换热，换热后的蒸汽通过汽水分离器42进行汽、水分离，而冷凝换热管41表面形成的蒸馏水通过管路收集到蒸馏水水箱8中；干燥的蒸汽流向罗茨风机加压加热室5，经过罗茨风机加压加热直接进入加热曝气蒸发室1，经过射流曝气机2在污水中曝气，罗茨风机进口的蒸汽流温度低于40℃，而出口的蒸汽流温度达到110℃，使得加热曝气蒸发室1温度达到80℃-95℃，罗茨风机加压加热室5与加热曝气蒸发室1的连接管路中有一止回阀22，在设备不运转时防止加热曝气蒸发室的水倒流入罗茨风机中。

蒸馏水水箱8通过泵Ⅰ9将蒸馏水注入到罗茨风机加压加热室5中对罗茨风机进行水冷，罗茨风机冷却后产生的热水通过管路经第一阀门6流向板式换热器7热水进口a，经板式换热器7水已变成冷水，经冷水出口b流出，通过第四阀门18或者第五阀门20控制决定冷水流向冷却水箱15对高温空调进行水冷或者直接排放。

污水罐11通过泵Ⅲ12将污水注入到板式换热器另一端的冷水进口c，经板式换热器换热后，从热水出口d流出，变成温水，通过管路流回污水罐11。

设备正常运转时第二阀门14处于关闭状态，热泵系统不运转；当要检修时，开启第二阀门14和热泵系统，把系统内的高热能通过热泵冷凝端43、通过排气口13和热泵散热端，把高热能转换到冷却水箱15的水中；通过泵Ⅳ16将冷却水箱15中的热水经第三阀门17通过板式换热器的热水进口a注入到板式换热器中，与污水进行换热。

加热器对进入到加热曝气蒸发室1内的污水实施加热(通常加热为80-95℃)，进而通过射流曝气机曝气，使得污水蒸发。通常，只要能够实现对污水加热的加热设备都可作为本发明实施例中的加热器。但是如背景技术中所述，通常污水中溶解有各种溶解盐，具有较高的腐蚀性。传统所采用的加热器均为直接放置在水中的热传导件，例如金属件。这些热传导件在污水中对污水进行加热时受到的腐蚀较为严重，进而影响加热器的使用寿命。为此，热传导件通常采用316L以上等级的不锈钢、钛合金或纯镍材料制成，进而导致加热器的成本较高，最终导致水净化处理系统的整体成本较高。为此，本发明实施例的优选方案中，加热器为电磁加热器21，电磁加热器21包括设置在加热曝气蒸发室1底部外侧的电磁感应发生装置和位于加热曝气蒸发室1内的底部，用于导磁发热的高效电磁热感应金属板。电磁加热器21中的高效电磁热感应金属板导磁发热，发出的热量直接传递至加热曝气蒸发室1内的污水中，进而达到对污水加热的目的。电磁感应发生装置与污水隔离，能够避免污水对其腐蚀，进而能够延长加热器的使用寿命。同时位于污水中的高效电磁热感应金属板价格较为低廉，更换也不会过高地增加设备的成本，进而能够避免采用价格较高的材质，进一步降低水净化处理系统的造价。

另外，相比于依靠增加温度以增加水分子动能进而实现蒸发的方法相比，本发明实施例中的变频轴流风机和射流曝气器2使得气体和液体直接接触，在液体中形成无数气泡，气泡在液体中上升或者破裂形成液-气界面层，将液态水分子尽可能大的摊铺于更大面积内，通过加热、射流曝气机2曝气和变频轴流风机的吹风使得加热曝气蒸发室形成的蒸汽为过饱和蒸汽，此种情况下分离获取同等量的冷凝水，所需的能量低于饱和蒸发所需的能量，进而能够降低蒸发法进行水净化处理的能耗，并且提高蒸发效率。

本发明实施例中，加热曝气蒸发室1的壳体为PP塑料材质，以保证强度的同时，能够减小加热蒸发室1向外界散出的热量。当然，本发明实施例中，加热曝气蒸发室1的壳体还可以由其它材质制作，本发明实施例不对加热蒸发室1壳体的材质作限制。同理，本发明实施例中，空气输送室3、罗茨风机加压加热室5、冷却水箱15、转接风管19壳体为PP塑料材质，并且不多上述空气输送室3、罗茨风机加压加热室5、冷却水箱15、转接风管19壳体的材质作限制。

本发明实施例中，射流曝气机2转动地设置在加热曝气蒸发室1内，且位于加热蒸发室1内的液面之下。加热器对进入到加热曝气蒸发室1内的污水实施加热(通常加热为80℃-95℃)，进而通过射流曝气机曝气，使得气体和液体直接接触，在液体中形成无数气泡，气泡在液体中上升或者破裂形成液-气界面层，将液态水分子尽可能大的摊铺于更大面积内，以便于形成饱和空气层。

空气输送室3中的轴流风机将液-气界面层形成的高温水蒸汽吸走，吹向冷凝换热室4，空气冷凝室4的进风口与空气输送室3的出风口连通，空气冷凝室4内设置有冷凝换热管41，并且通过管道连通用于收集冷凝换热室产生的蒸馏水的蒸馏水水箱8，其中冷凝换热管42与蒸馏水水箱8相对设置。经加热曝气蒸发室1生成的气态水分子与空气冷凝室4内冷凝换热管换热后凝固冷凝蒸馏水，蒸馏水在重力作用下落入蒸馏水水箱8进而被收集。本发明实施例中冷凝换热管为不锈钢翅管散热器。当然，本发明实施例中冷凝换热管还可以使用其他材质及形状，所以本发明不对冷凝换热管的材质及形状作限制。

从冷凝换热室4的汽水分离器42出来的干燥的蒸汽流通过罗茨风机加压加热室，由于罗茨风机加压加热室5进口的蒸汽流温度低于40℃，而出口的蒸汽流温度达到110℃，使得加热曝气蒸发室1温度达到80℃-95℃，因而，本系统仅仅是在开始阶段通过电磁加热器21加热加热曝气蒸发室1达到80℃-95℃，此后通过能量循环使用加热曝气蒸发室1温度为80℃-95℃，实现了能量的循环使用，显著降低了蒸发法进行水净化处理的能耗。

蒸馏水水箱8通过泵Ⅰ9将蒸馏水注入到罗茨风机加压加热室5中对罗茨风机进行水冷，罗茨风机冷却后产生的热水通过管路经第一阀门6流向板式换热器7热水进口a，经板式换热器7水已变成冷水，经冷水出口b流出，通过第四阀门18或者第五阀门20控制决定冷水流向冷却水箱15对高温空调进行水冷或者直接排放。

污水罐11通过泵Ⅲ12将污水注入到板式换热器另一端的冷水进口c，经板式换热器换热后，从热水出口d流出，变成温水，通过管路流回污水罐11。

板式换热器7通过连通于罗茨风机加压加热室5、污水罐11和冷却水箱15实现了能量的多重循环往复利用，同时实现了冷却和加热功能，显著降低了蒸发法进行水净化处理的能耗。

本发明实施例提供的水净化系统的工作原理如下：

污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1加热(通常为80℃-95℃)，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，气体和液体直接接触，在液体中形成无数气泡，气泡在液体中上升或者破裂形成液-气界面层，将液态水分子尽可能大的摊铺于更大面积内，则液态界面水分子，更容易溢出液态界面成为气态水分子。由于气态水分子的溢出，使得液态界面中液态水分子数减少，单位面积液态界面比表面能增加，进而限制更多的液态水分子向气态方向溢出，此时液-气界面层处于平衡状态。处于平衡状态的液-气界面层，在射流曝气器2曝气和变频轴流风机驱动空气的条件下，更多的气态水分子背离液态界面，液态界面由于较高能量的气态水分子的离开总能量降低，宏观表现为整体温度降低。背离液态界面的气态水分子成为饱和空气层。此时的饱和空气层的如果温度体积保持恒定，则仍以饱和状态移动。如果温度降低，则气态水分子液化凝聚成水滴，而单位体积的空气呈现过饱和状态。

在液-气界面层，则蒸发量即为该温度下的空气饱和蒸发量。以常温空气吹离饱和空气层，空气吸热升温，界面饱和空气降温形成过饱和空气。界面层饱和状态蒸发获得高温度下的蒸发量，脱离蒸发界面后迅速降温，以过饱和状态离开蒸发界面。液态水分子能以气态形式溶解于空气，而水溶有机物分子和无机盐类，由于很少或不能溶解于空气而留在浸润层上，进而能够重新全部或部分溶解于加热曝气蒸发室的污水中，当达到饱和浓度时结晶析出，从而实现水固分离。且在获得等量冷凝水情况下所需能量低于饱和蒸发所需能量。

从冷凝换热室4出来的干燥的蒸汽流进入罗茨风机加压加热室5，经过罗茨风机加压加热直接进入加热曝气蒸发室1，经过射流曝气机2在污水中曝气，由于罗茨风机加压加热室5进口的蒸汽流温度低于40℃，而出口的蒸汽流温度达到110℃，使得加热曝气蒸发室1温度达到80℃-95℃，因而，不再需要电磁加热器21持续对加热曝气蒸发室1加热，实现了能量的重复使用。所以，本系统仅仅是在开始阶段通过电磁加热器21加热加热曝气蒸发室1达到80℃-95℃，此后通过能量循环使用加热曝气蒸发室1温度为80℃-95℃。

罗茨风机加压加热室5的热水出口连通板式换热器7热水进口a；污水罐11通过泵Ⅲ12与板式换热器7的冷水进口c连通，并且通过管路与板式换热器7的热水出口d连通；冷却水箱15通过泵Ⅳ16和第三阀门17与板式换热器7的热水进口a连通，并且通过第四阀门18与板式换热器7的冷水出口b连通。通过板式换热器实现了能量的多重循环往复利用，同时实现了冷却和加热功能。

本发明实施例的水净化处理系统中，水净化处理系统的各个腔室(即加热曝气蒸发室1、空气输送室3、冷凝换热室4、罗茨风机加压加热室5、冷却水箱15、转接风管19)优选为密封腔室。更为优选的，水净化处理系统的各个腔室外部均设置有保温层。

基于本发明实施例提供的水净化系统，本发明实施例还提供了一种水净化处理工艺，该处理工艺采用本发明实施例提供的水净化系统，具体包括以下步骤：

(1)污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1)热，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，形成液-气界面层；

(2)轴流风机将液-气界面层形成的高温水蒸汽吸走，吹向冷凝换热室4，高温水蒸汽与冷凝换热管41中流动的污水进行换热，换热后的蒸汽通过汽水分离器42进行汽、水分离，而冷凝管表面形成的蒸馏水通过管路收集到蒸馏水水箱8中；

(3)干燥的蒸汽流向罗茨风机加压加热室5，罗茨风机进口的蒸汽温度低于40℃，经过罗茨风机加热加压后，罗茨风机出口的蒸汽温度达到110℃，然后，在加热曝气蒸发室1中形成曝气，循环进行上述步骤(1)和(2)；

(4)蒸馏水水箱8中的蒸馏水经过罗茨风机加压加热室后与污水通过板式换热器7换热，污水变成温热状，通过管路流回污水罐，重复循环进行上述步骤(1)、(2)和(3)；

(5)重复循环进行上述步骤(1)、(2)、(3)和(4)收集所述蒸馏水水箱8得到的蒸馏水，得到净化水。

Claims (10)

1.一种水净化系统，其特征在于，包括：

加热曝气蒸发室(1)，所述加热曝气蒸发室(1)内设置有加热器；

转动地设置在所述加热曝气蒸发室(1)内，且位于所述加热曝气蒸发室(1)内液面之下的射流曝气机(2)；

进风口与所述加热曝气蒸发室(1)的出风口连通的空气输送室(3)，所述空气输送室(3)内设置有变频轴流风机；

与所述空气输送室(3)的出风口连通的冷凝换热室(4)，所述冷凝换热室(4)包括顺序连通的冷凝换热管(41)，汽水分离器(42)和热泵冷凝端(43)；

通过转接风管(19)与所述冷凝换热室(4)的热泵冷凝端(43)连通的罗茨风机加压加热室(5)，所述罗茨风机加压加热室(5)的出风口通过管路直接连通加热曝气蒸发室(1)，并且罗茨风机加压加热室(5)内设置有罗茨风机；

热水进口a通过第一阀门(6)与所述罗茨风机加压加热室(5)的热水出口连通的板式换热器(7)；

通过管路与所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)连通的蒸馏水水箱(8)，所述蒸馏水水箱(8)通过泵Ⅰ(9)与所述罗茨风机加压加热室(5)的冷水进口连通；

通过泵Ⅱ(10)与所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)进水口连通的污水罐(11)，所述污水罐(11)通过泵Ⅲ(12)与板式换热器(7)的冷水进口c连通，并且通过管路与板式换热器(7)的热水出口d连通。

2.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统还包括排气端口(13)，所述排气端口(13)通过第二阀门(14)与所述冷凝换热室(4)的热泵冷凝端(43)的出风口连通。

3.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统还包括冷却水箱(15)，所述冷却水箱(15)通过泵Ⅳ(16)和第三阀门(17)与板式换热器(7)的热水进口a连通，并且通过第四阀门(18)与板式换热器(7)的冷水出口b连通；其中，所述冷却水箱(15)内设置有热泵散热端(151)。

4.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统还包括止回阀(22)，所述止回阀(22)设置在连通罗茨风机加压加热室(5)与加热曝气蒸发室(1)的管路中，在设备不运转时防止加热曝气蒸发室(1)的水倒流入罗茨风机加压加热室(5)。

5.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述冷凝换热室(4)与加热曝气蒸发室(1)在竖直面内上下分布，且通过空气输送室(3)和弧形转接风管(19)连通。

6.根据权利要求5所述的水净化系统，其特征在于，所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)与所述加热曝气蒸发室(1)直接通过管路连通。

7.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述板式换热器(7)的冷水由冷水出口b通过第五阀门(20)直接排放。

8.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统的各个腔室均为密封腔室；和/或，

所述水净化处理系统的各个腔室外部均设置有保温层。

9.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述加热器为电磁加热器(21)，所述电磁加热器(21)包括设置在所述加热曝气蒸发室(1)底板外侧的电磁感应发生装置，和位于所述加热曝气蒸发室(1)内底部，用于导磁发热的高效电磁热感应金属板。

10.水净化处理工艺，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一所述的水净化系统实施，所述水净化工艺包括以下步骤：

(1)污水经冷凝换热管(41)注入到加热曝气蒸发室(1)加热，射流曝气器(2)在加热曝气蒸发室(1)的污水中曝气，形成液-气界面层；

(2)轴流风机将液-气界面层形成的高温水蒸汽吸走，吹向冷凝换热室(4)，高温水蒸汽与冷凝换热管中流动的污水进行换热，换热后的蒸汽通过汽水分离器进行汽、水分离，而冷凝管表面形成的蒸馏水通过管路收集到蒸馏水水箱(8)中；

(3)干燥的蒸汽流向罗茨风机加压加热室(5)，罗茨风机进口的蒸汽温度低于40℃，经过罗茨风机加热加压后，罗茨风机出口的蒸汽温度达到110℃，然后，在加热曝气蒸发室(1)中形成曝气，循环进行上述步骤(1)和(2)；

(4)蒸馏水水箱(8)中的蒸馏水经过罗茨风机加压加热室后与污水通过板式换热器(7)换热，污水变成温热状，通过管路流回污水罐，重复循环进行上述步骤(1)、(2)和(3)；

(5)重复循环进行上述步骤(1)、(2)、(3)和(4)收集所述蒸馏水水箱(8)得到的蒸馏水，得到净化水。