CN105858764A - 一种高含盐量废水的蒸发处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高含盐量废水的蒸发处理系统，该系统包括蒸汽产生装置和蒸发装置，蒸发装置的顶部分别连接排气装置和送水装置；蒸发装置的底部分别连接送气装置和排水装置；排气装置和送气装置分别与蒸汽产生装置相连通；蒸发装置的顶部设置有喷淋部件，喷淋部件的下方设置有非金属的导热蒸发列管。本发明提供的高含盐量废水的蒸发处理系统通过加热水的方式提供高温蒸汽，高温蒸汽与高含盐量废水在非金属的导热蒸发列管处进行热交换，实现高含盐量废水的蒸发处理，蒸发处理过程中不会产生结垢，且产生的蒸汽与导热蒸发列管中未形成水的高温蒸汽一起通过排气装置排入蒸汽产生装置中，实现热能的回收，进而实现热能的合理利用，节约资源。

Description

一种高含盐量废水的蒸发处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种高含盐量废水的蒸发处理系统及处理方法。

背景技术

废水是生活中排出的水及径流雨水的总称，其包括生活污水、工业废水及初雨径流排入的其它无用水，其中，生活污水和工业废水占据了绝大部分。目前，水资源缺乏，废水经过一定处理后能够再次应用于生活及生产中，因此，废水的处理也就显得尤为重要。

随着工业化的发展，化工厂生产、石油和天然气的采集加工过程中均会排出大量的工业废水且还有其它途径产生工业废水，因而工业废水的水量也逐年增加。高含盐量高结垢率的废水是工业废水中的一种，其总含盐量至少占废水质量的1％。高含盐量高结垢率的废水成分复杂，含有包含Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺、Ca²⁺等多种盐类物质，有机物的种类及化学性质差异较大，固体悬浮物含量较高，水的硬度较大。

目前对于高含盐量高结垢率的废水的处理一般采用水分蒸发的方式进行。由于高含盐量高结垢率的废水含盐量较高、固体悬浮物含量高、硬度大，现有的废水处理装置在进行高含盐量高结垢率的废水处理时，容易结垢，影响蒸发的正常进行。结垢后的废水处理装置再进行废水处理时就会消耗大量的能量，且废水处理装置还需要定期进行结垢处理，工程浩大，浪费巨大的人力及物力资源。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种高含盐量废水的蒸发处理系统及处理方法。

本发明提供的高含盐量废水的蒸发处理系统包括蒸汽产生装置和蒸发装置，其中，所述蒸发装置的顶部分别连接排气装置和送水装置；所述蒸发装置的底部分别连接送气装置和排水装置；所述排气装置和所述送气装置分别与所述蒸汽产生装置相连通；所述蒸发装置的顶部设置有喷淋部件，所述喷淋部件的下方设置有非金属的导热蒸发列管。

优选地，所述蒸汽产生装置包括罐体和设置于所述罐体底部的电磁加热器。

优选地，所述蒸发装置的底部设置并行排列的收集器和水箱；所述蒸发装置还包括回流管，所述回流管的两端分别连通所述导热蒸发列管和所述水箱。

优选地，所述非金属的导热蒸发列管和所述水箱为石墨聚丙烯材质的所述导热蒸发列管和所述水箱。

优选地，所述排气装置包括压力风机和排气管，所述压力风机分别连通所述蒸发装置的顶部和所述排气管的一端，且所述排气管的另一端位于所述蒸汽产生装置内部的底端。

优选地，所述送气装置包括送气装置和送气管，所述送气装置分别连通所述蒸发装置的底部和所述送气管的一端，且所述送气管的另一端与所述蒸汽产生装置相连通。

优选地，所述送水装置包括送水管和设置于所述送水管上的计量泵，所述送水管的两端分别连接所述喷淋部件和废水池。

优选地，所述排水装置包括排水管和设置于所述排水管上的水泵，所述排水管的两端分别连接所述蒸发装置的水箱和清水池。

优选地，所述送水装置还包括换热器，所述送水管和所述排水管均通过所述换热器，所述换热器位于所述计量泵与所述喷淋部件之间，且换热器位于所述水泵与所述清水池之间。

本发明还提供了一种高含盐量废水的处理方法，所述处理方法包括：

启动蒸汽产生装置的生产模式，产生高温蒸汽；

将所述蒸汽产生装置的生产模式调整为工作模式；

开启送气装置，以使高温蒸汽从蒸发装置的底部进入导热蒸发列管内；

开启排气装置，以使进入导热蒸发列管内的高温蒸汽从导热蒸发列管的顶部排入蒸汽产生装置中；

所述高温蒸汽循环流通后，开启送水装置，以使废水通过喷淋部件喷出至导热蒸发列管上进行蒸发；

开启排水装置，以使蒸发过程中导热蒸发列管内冷凝的高温清水通过排水装置排入清水池中；

蒸发过程中的结晶析出物落入蒸发装置底部的收集器中；

蒸发过程中废水吸热产生的蒸汽通过排气装置排入蒸汽产生装置中。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供的高含盐量废水的蒸发处理系统包括蒸汽产生装置和蒸发装置，其中，所述蒸发装置的顶部分别连接排气装置和送水装置；所述蒸发装置的底部分别连接送气装置和排水装置；所述排气装置和所述送气装置分别与所述蒸汽产生装置相连通；所述蒸发装置的顶部设置有喷淋部件，所述喷淋部件的下方设置有非金属的导热蒸发列管。本发明提供的高含盐量废水的蒸发处理系统通过蒸汽产生装置产生高温蒸汽，所产生的高温蒸汽通过送气装置由蒸发装置的底部送入导热蒸发列管中，高温蒸汽在导热蒸发列管中由下而上运行。由于导热蒸发列管的内部有高温蒸汽，因此，导热蒸发列管具有很高的温度。当送水装置开启后，高含盐量废水通过蒸发装置顶部的喷淋部件喷淋至导热蒸发列管上，高含盐量废水碰触到高温的导热蒸发列管后进行蒸发。由于导热蒸发列管为非金属材质，因而高含盐量废水蒸发过程中所析出的盐类等结晶物质不会在导热蒸发列管的表面上结垢，而是在自身重力的作用下落入蒸发装置的底部，进而说明在使用本发明提供的高含盐量废水的蒸发处理系统在进行高含盐量废水处理时不会影响高含盐量废水的正常处理。在蒸发过程中，高含盐量废水与高温的导热蒸发列管接触后，由于热交换，导热蒸发列管内会有水形成，而蒸发装置中会产生蒸汽，所形成的水通过排水装置排出，所产生的蒸汽以及导热蒸发列管中未形成水的高温蒸汽则一起通过排气装置排入蒸汽产生装置中，实现热能的回收，进而实现热能的合理利用，节约资源。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统处理废水的流程图；

符号表示：1-蒸汽产生装置，2-蒸发装置，3-排气装置，4-送水装置，5-送气装置，6-排水装置，7-喷淋部件，8-导热蒸发列管，9-罐体，10-电磁加热器，11-收集器，12-水箱，13-回流管，14-压力风机，15-排气管，16-送气装置，17-送气管，18-送水管，19-计量泵，20-废水池，21-排水管，22-水泵，23-清水池，24-换热器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参考附图1，附图1示出了本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统的结构图。

本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统包括蒸汽产生装置1和蒸发装置2，其中，所述蒸发装置2的顶部分别连接排气装置3和送水装置4；所述蒸发装置2的底部分别连接送气装置5和排水装置6；所述排气装置3和所述送气装置5分别与所述蒸汽产生装置1相连通；所述蒸发装置2的顶部设置有喷淋部件7，所述喷淋部件7的下方设置有非金属的导热蒸发列管8。

具体的，蒸汽产生装置1为高温蒸汽产生的装置，蒸汽产生装置1具体包括罐体9和设置于罐体9底部的电磁加热器10。罐体9用于盛放产生高温蒸汽的清水，作为加热设备的电磁加热器10设置于罐体9的底部，电磁加热器10具有高达90％以上的机械效率，能够快速地为罐体9提供温度。

蒸发装置2为高含盐量废水蒸发的装置。蒸发装置2设置为多级共腔结构，使蒸发装置2在竖直方向上分为多个腔室，进而完成高含盐量废水的蒸发处理。蒸发装置2的顶部设置有喷淋部件7，喷淋部件7以喷淋的形式将高含盐量废水排入蒸发装置2中，从而进行高含盐量废水的蒸发处理。在本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统中，喷淋部件7为喷淋管或喷淋头，喷淋部件7的数量可以根据喷淋面积、喷淋部件7的喷淋能力等进行设计和排布。

进一步，蒸发装置2的底部设置有并行排列的收集器11和水箱12，收集器11用于收集导热蒸发列管8表面结晶的盐类化合物，水箱12用于收集导热蒸发列管8中高温蒸汽冷凝后的高温清水。当收集器11收集到一定量的盐类化合物时，由刮板将收集器11送出蒸发装置2，进而实现收集器11中盐类化合物的清理。收集器11在设置时，为便于刮板的推送及盐类化合物的清理，收集器11设置为漏斗形。

蒸发装置2还包括回流管13，回流管13的两端分别连通导热蒸发列管8和水箱12，回流管13与导热蒸发列管8之间的接口可以导热蒸发列管8的蒸发能力以及喷淋量设定在蒸发装置2的其中一个腔室中，以实现该腔室之下的导热蒸发列管8能够将剩余高含盐量废水完全蒸发，该腔室之上的导热蒸发列管8中冷凝后的高温清水通过回流管13回流至水箱12中。

蒸发装置2的内部设置有非金属的导热蒸发列管8，且导热蒸发列管8位于喷淋部件7的下方。导热蒸发列管8为中空的部件，其内部填充有高温蒸汽，废水的蒸发处理便在导热蒸发列管8上进行。导热蒸发列管8在蒸发装置2内可以呈竖直型、折板型或S型分布，导热蒸发列管8的数量根据高含盐量废水的蒸发处理系统的废水处理能力进行设定。导热蒸发列管8呈S型分布时，导热蒸发列管8整体向水箱12端倾斜5°，这是由于在高含盐量废水蒸发处理过程中，高温蒸汽通过导热蒸发列管8管壁会析出高温的清水，导热蒸发列管8的倾斜能够使高温清水顺利排出蒸发装置2。高温清水排出蒸发装置2时，位于回流管13与导热蒸发列管8之间接口下部的导热蒸发列管8所析出的高温清水直接排入位于蒸发装置2底部的水箱12中，位于回流管13与导热蒸发列管8之间接口上部的导热蒸发列管8所析出的高温清水通过回流管13回流至水箱12中，最后汇集到水箱12中的高温清水通过排水装置6排出至清水池23。清水池23也可以通过连接管将高温清水重新打入蒸汽产生装置1中，由于高温清水具有较高的温度，因此电磁加热器10在加热清水时能够有效减少电能的消耗，进而节约能源。

更进一步，由于高含盐量废水在导热蒸发列管8上进行蒸发时，无机盐、固体悬浮物等均会形成结晶类物质或其他形式的固体物质，因此，为防止固体物质在导热蒸发列管8上结垢，在本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统中，导热蒸发列管8采用非金属材质，优选地，导热蒸发列管8采用导热性能好、耐腐蚀、耐氧化且不易结垢的石墨聚丙烯材质，当然，也可以采用聚乙烯、聚四氟乙烯等非金属材料，凡是采用非金属材质的导热蒸发列管8均在本发明的保护范围之内。同时，为节省导热蒸发列管8的用量，在本发明中，导热蒸发列管8的壁厚为0.1-0.2mm。同样的，水箱12经过长时间使用之后，水箱12的表面也会结垢无机盐类物质，为延长水箱12的使用及防止水箱12结垢，水箱12也采用同导热蒸发列管8相同材质的非金属材料。

排气装置3为将蒸发装置2内的多余气体排入蒸汽产生装置1内的装置。排气装置3包括压力风机14和排气管15，压力风机14与蒸发装置2的顶部相连通，压力风机14在强压作用下将导热蒸发列管8中未冷凝的高温蒸汽和高含盐量废水蒸发时所形成的蒸汽一同带入蒸汽产生装置1中，进而实现热蒸汽的循环使用、能量的最大回收，其相当于多效蒸发的30效。压力风机14还和排气管15的一端相连通，排气管15的另一端位于蒸汽产生装置1内部的底端。优选地，排气管15的排气口高度要低于蒸汽产生装置1的液面，这样排气管15排出的气体在电磁加热器10的加热作用下达到较高的温度，进而便于蒸发装置2内高含盐量废水的蒸发。

送气装置5为将蒸汽产生装置1产生的高温蒸汽送入通蒸发装置2的装置。送气装置5包括送气装置16和送气管17，送气装置16分别连通蒸发装置2的底部和送气管17的一端，且送气管17的另一端与蒸汽产生装置1相连通，优选地，送气管17与蒸汽产生装置1的上端相连通，进而能够使蒸汽产生装置1盛放更多的清水，不频繁添加清水。送气装置16通过送气管17将蒸汽产生装置1加热产生的高温蒸汽送入导热蒸发列管8中。在本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统中，送气装置16采用风机等其他气体输送设备。

送水装置4为将高含盐量废水从废水池20送入蒸发装置2的装置。送水装置4包括送水管18和设置于送水管18上的计量泵19，送水管18的两端分别连接喷淋部件7和废水池20。送水管18用于输送与其相连接的废水池20中的高含盐量废水，计量泵19用于计算高含盐量废水的输入量，以实现通过喷淋部件7喷入蒸发装置2中的高含盐量废水能够完全蒸发。

排水装置6为将蒸发过程中导热蒸发列管8冷凝之后的高温清水从蒸发装置2排入清水池23的装置。排水装置6包括排水管21和设置于排水管21上的水泵22，排水管21的两端分别连接蒸发装置2的水箱12和清水池23。排水管21用于输送与其相连接的水箱12中的高温清水，水泵22用于抽取水箱12中的高温清水，并将高温清水排入清水池23中。在设置排水管21和水箱12的连接时，排水管21可以直接与水箱12的最低端相连接，也可以设置在水箱12的一定高度处，以使水箱12具有一定的蓄水能力。

进一步，在本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统中，送水装置4还包括换热器24，送水管18和排水管21在设置时均通过换热器24，换热器24在设置时，将换热器24设置于计量泵19与喷淋部件7之间以及水泵22与清水池23之间，这样的设置方式能够使流过计量泵19的高含盐量废水与流过水泵22的高温清水进行热交换，从而对进入喷淋部件7之前的高含盐量废水进行预热，将热能回收至高含盐量废水的蒸发处理系统，这能够减少蒸汽产生装置1产生的蒸汽量以及增加高含盐量废水的输入量，进而提高高含盐量废水的蒸发处理系统的处理能力，节约电能。更进一步，换热器24采用不锈钢的板式换热器，这是由于板式换热器具有较大的传热面积，能够加快冷热水的交换。

本发明实施例还提供了高含盐量废水的蒸发处理系统的处理方法，处理流程请参考附图2。本发明实施例提供的高含盐量废水的蒸发处理系统的处理方法包括：

S01：启动蒸汽产生装置的生产模式，产生高温蒸汽；

S02：将所述蒸汽产生装置的生产模式调整为工作模式；

S03：开启送气装置，以使高温蒸汽从蒸发装置的底部进入导热蒸发列管内；

S04：开启排气装置，以使进入导热蒸发列管内的高温蒸汽从导热蒸发列管的顶部排入蒸汽产生装置中；

S05：所述高温蒸汽循环流通后，开启送水装置，以使废水通过喷淋部件喷出至导热蒸发列管上进行蒸发；

S06：开启排水装置；

S07：蒸发过程中导热蒸发列管内冷却的清水通过排水装置排入清水池中；

S08：蒸发过程中的结晶析出物落入蒸发装置底部的收集器中；

S09：蒸发过程中废水吸热产生的蒸汽通过排气装置排入蒸汽产生装置中。

具体的处理过程描述为：

S01：启动蒸汽产生装置1的生产模式，产生高温蒸汽，其中，生产模式为将电磁加热器10的功率开到最大，以使蒸汽产生装置1在最短的时间内产生高温蒸汽；

S02：当高温蒸汽产生一定量时，将蒸汽产生装置1的生产模式调整为工作模式，即将电磁加热器10的功率调小，并对罐体10进行持续、稳定的加热；

S03：当高温蒸汽达到一定量时，开启送气装置16，以使高温蒸汽从罐体10中经过蒸发装置2的底部进入导热蒸发列管8内；

S04：开启排气装置3中的压力风机14，以使进入导热蒸发列管8内的高温蒸汽由下而上运行至导热蒸发列管8的顶部，进而从蒸发装置的顶部排入蒸汽产生装置1的罐体9中；

S05：高温蒸汽循环流通几分钟后，开启送水装置4中的计量泵19以及换热器24，以使高含盐量废水在计量泵19的控制下定量的输送至喷淋部件7中，进而由喷淋部件7将高含盐量废水喷出至导热蒸发列管8上进行热交换，完成高含盐量废水的蒸发，实现高含盐量废水的蒸发处理；

S06：开启排水装置6中的水泵22；

S07：高含盐量废水蒸发过程中导热蒸发列管8内冷凝的高温清水通过排水装置6排入清水池23中；

S08：高含盐量废水蒸发过程中所析出的结晶析出物落入蒸发装置2底部的收集器11中，进而将结晶析出物排出蒸发装置2，实现高含盐量废水的净化；

S09：高含盐量废水蒸发过程中废水吸热所产生的蒸汽通过排气装置3排入蒸汽产生装置1中，实现高温气体的回收，达到高温气体循环利用的目的；导热蒸发列管8进行热交换后冷凝所得的高温清水通过水泵22排出，排出水泵22的高温清水在换热器24处与经过计量泵19的高含盐量废水进行热交换，实现热能的回收。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸发处理系统包括蒸汽产生装置(1)和蒸发装置(2)，其中，

所述蒸发装置(2)的顶部分别连接排气装置(3)和送水装置(4)；

所述蒸发装置(2)的底部分别连接送气装置(5)和排水装置(6)；

所述排气装置(3)和所述送气装置(5)分别与所述蒸汽产生装置(1)相连通；

所述蒸发装置(2)的顶部设置有喷淋部件(7)，所述喷淋部件(7)的下方设置有非金属的导热蒸发列管(8)。

2.根据权利要求1所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸汽产生装置(1)包括罐体(9)和设置于所述罐体(9)底部的电磁加热器(10)。

3.根据权利要求1所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸发装置(2)的底部设置并行排列的收集器(11)和水箱(12)；所述蒸发装置(2)还包括回流管(13)，所述回流管(13)的两端分别连通所述导热蒸发列管(8)和所述水箱(12)。

4.根据权利要求3所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述非金属的导热蒸发列管(8)和所述水箱(12)为石墨聚丙烯材质的所述导热蒸发列管(8)和所述水箱(12)。

5.根据权利要求1所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述排气装置(3)包括压力风机(14)和排气管(15)，所述压力风机(14)分别连通所述蒸发装置(2)的顶部和所述排气管(15)的一端，且所述排气管(15)的另一端位于所述蒸汽产生装置(1)内部的底端。

6.根据权利要求1所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述送气装置(5)包括送气装置(16)和送气管(17)，所述送气装置(16)分别连通所述蒸发装置(2)的底部和所述送气管(17)的一端，且所述送气管(17)的另一端与所述蒸汽产生装置(1)相连通。

7.根据权利要求1所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述送水装置(4)包括送水管(18)和设置于所述送水管(18)上的计量泵(19)，所述送水管(18)的两端分别连接所述喷淋部件(7)和废水池(20)。

8.根据权利要求7所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述排水装置(6)包括排水管(21)和设置于所述排水管(21)上的水泵(22)，所述排水管(21)的两端分别连接所述蒸发装置(2)的水箱(12)和清水池(23)。

9.根据权利要求8所述的高含盐量废水的蒸发处理系统，其特征在于，所述送水装置(4)还包括换热器(24)，所述送水管(18)和所述排水管(21)均通过所述换热器(24)，所述换热器(24)位于所述计量泵(19)与所述喷淋部件(7)之间，且换热器(24)位于所述水泵(22)与所述清水池(23)之间。

10.一种如权利要求1所述的高含盐量废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

启动蒸汽产生装置的生产模式，产生高温蒸汽；

将所述蒸汽产生装置的生产模式调整为工作模式；

开启送气装置，以使高温蒸汽从蒸发装置的底部进入导热蒸发列管内；

开启排气装置，以使进入导热蒸发列管内的高温蒸汽从导热蒸发列管的顶部排入蒸汽产生装置中；

所述高温蒸汽循环流通后，开启送水装置，以使废水通过喷淋部件喷出至导热蒸发列管上进行蒸发；

开启排水装置；

蒸发过程中导热蒸发列管内冷凝的高温清水通过排水装置排入清水池中；

蒸发过程中的结晶析出物落入蒸发装置底部的收集器中；

蒸发过程中废水吸热产生的蒸汽通过排气装置排入蒸汽产生装置中。