CN109011668B - 一种基于高含盐废水的结晶盐分离提纯系统 - Google Patents

Abstract

一种基于高含盐废水的结晶盐分离提纯系统，蒸发器的外壳经由设置在其内部的至少包括本体、第一板体和第二板体的蒸发冷凝结构分隔为第一腔室和第二腔室，在沿外壳的径向方向上，第一板体和第二板体按照其各自的第一端部和第二端部均分别连接至本体和外壳且均呈螺旋状弯曲的形态的方式间隔排布以形成彼此不连通的第一空间和第二空间，其中，在第一板体和第二板体的表面上均设置有至少一个按照其延伸方向时刻不平行于外壳的径向方向的方式连通第一端部和第二端部的沟槽。本发明的蒸发器相比于垂直向下的流动过程具有更长的流动距离，且结构紧凑并具有更大的换热接触表面积，能够显著地增加蒸发器所产生的二次蒸汽的量。

Description

一种基于高含盐废水的结晶盐分离提纯系统

技术领域

本发明属于废水处理装备技术领域，尤其涉及一种基于高含盐废水的结晶盐分离提纯系统。

背景技术

现有的蒸发器主要用来实现料液的蒸发浓缩，是工业中非常典型的化工单元操作设备，广泛使用在化工、轻工、食品、制药、海水淡化、污水处理等工业生产中。现有的蒸发器一般以水平管降膜和竖直管降膜为主，其中竖管降膜蒸发器一般是在蒸发腔室中加入料液，溶液通过布膜装置，被分配到各个换热管内，沿换热管内壁呈膜状向下流动，在薄膜状料液流动过程中，料液被换热管外壁的加热蒸汽加热发生汽化，形成浓缩液和二次蒸汽。降膜蒸发器是利用管外壁的加热蒸汽对降膜流动的料液进行加热的，因此降膜蒸发器的工作效率和工作性能都取决于液料的分布。但是传统的竖管降膜蒸发设备，多采用多层喷淋盘式分布器操作时，料液从进液管进入管板的上部安装的开有很多小孔的分布板内,利用料液本身的重力作用向下流动，使得液料通过多层分布板的再分布。落到管板的上表面上，料液溢流进换热管内部，最终在换热管内壁呈膜状流下，而产生的二次蒸汽由下部引出。设备经常存在有液膜成膜效果差、液膜稳定性不高等缺点，影响传热效率；蒸汽与呈膜状下流的液体在换热管内共同从下部排出，未充分利用蒸汽的汽提效应；另外蒸发浓缩操作的热源主要采用源源不断的锅炉生蒸汽。对于浓度低、处理量大的物料，蒸汽耗费的能源是相当可观的，对于需要外购蒸汽的企业，随着市场蒸汽价格的上涨，蒸汽运行成本越来越高，企业的负担急剧增大。如何提高设备稳定性、传热效率、减少装置蒸汽的运行成本、节约能源是目前蒸发器设计的难点。

公开号为CN107823903A的专利文献公开了一种螺旋降膜蒸发器，包括上筒体、蒸发原液进口、螺旋降膜管、上管板、壳体、加热蒸汽进口、冷凝水出口、下管板；上管板的上端连接上筒体，上筒体侧面上端设有蒸发原液进口，上管板下端连接壳体，壳体侧面中部设有加热蒸汽进口，壳体侧面底部设有冷凝水出口，壳体的下端连接下管板，上管板和下管板之间设有螺旋降膜管，螺旋降膜管的上管口超出上管板上部接近蒸发原液进口，螺旋降膜管的下管口超出下管板下部。其能够提高螺旋降膜蒸发器的蒸发浓缩效率。其并未充分利用蒸汽的汽提效应且液膜成膜效果差。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于高含盐废水的结晶盐分离提纯系统，至少包括由若干个蒸发器限定的多效蒸发单元，蒸发器的外壳经由设置在其内部的至少包括本体、第一板体和第二板体的蒸发冷凝结构分隔为第一腔室和第二腔室。在所述本体按照与所述外壳彼此的轴线共线的方式贯穿所述第一腔室和所述第二腔室的情况下，在沿外壳的径向方向上，所述第一板体和所述第二板体按照其各自的第一端部和第二端部均分别连接至所述本体和所述外壳且均呈螺旋状弯曲的形态的方式间隔排布以形成彼此不连通的第一空间和第二空间，其中，在所述第一板体和所述第二板体的表面上均设置有至少一个按照其延伸方向时刻不平行于所述外壳的径向方向的方式连通所述第一端部和所述第二端部的沟槽。

根据一种优选实施方式，在沿外壳的轴向方向上，所述外壳还内置有用于固定所述本体的安装腹板和用于改变流体流动状态的分布器，其中，所述分布器将所述第一腔室分割为第一隔室和第二隔室，所述安装腹板将所述第二腔室分割为第三隔室和第四隔室，第一空间的靠近所述第一腔室的端部和第二空间的靠近所述第二腔室的端部均呈封闭状态，其中，在所述第三隔室和所述第四隔室彼此不连通的情况下，本体的所述沟槽与其接触的位置处按照设置开口的方式以实现第二隔室、所述第二空间和所述第四隔室的彼此连通。

根据一种优选实施方式，所述本体按照一端固定至所述安装腹板且另一端与所述分布器活动连接的方式内置在所述外壳中，所述分布器至少包括经循环水流通道与进水口连通若干个排水口，其中，在所述循环水流通道中的流体以加压的方式进行流动循环的情况下，所述排水口能够被设置为按照预设覆盖范围喷射所述流体的方式改变所述流体的流动方向状态。

根据一种优选实施方式，所述第一隔室上设置有至少一个第一开口，所述第三隔室上设置有至少一个第二开口，其中，

在加热蒸汽经所述第二开口进入所述第三隔室以对所述第一板体和第二板体进行加热的条件下，流体能够经所述第一开口进入所述第一隔室并经所述分布器进入所述第二隔室，其中，所述流体基于其自身重力的作用，能够在第一板体和第二板体的表面上沿所述沟槽流动以形成蒸汽。

根据一种优选实施方式，本体的所述沟槽与其接触的位置处设置有第四开口，所述第三隔室和所述第四隔室上还分别设置有至少一个第三开口和至少一个第五开口，其中，加热蒸汽和/或加热蒸汽经降温冷凝形成的冷凝水能够经所述第三开口排出所述蒸发器，经所述第一板体和所述第二板体蒸发浓缩后得到的浓缩液能够经所述第四开口传输至所述第四隔室中集存后再经所述第五开口排出所述蒸发器。

根据一种优选实施方式，在平行于外壳的轴向方向上，外壳的一端上设置有用于密封所述第一隔室的密封板，其中，至少一个排气管按照其两端分别连接至所述分布器和所述密封板的方式将所述第二隔室与外界环境连通以使得所述流体经蒸发产生的蒸汽能够通过所述排气管排出所述蒸发器。

根据一种优选实施方式，所述结晶盐分离提纯系统还包括预处理单元和氧化单元，其中，所述预处理单元对所述高含盐废水的预处理至少包括步骤：依次经均质罐、混凝池、絮凝池和沉淀池进行第一级处理以得到第一级处理液并将所述第一级处理液传输至砂滤池进行第二级处理以得到第二级处理液。所述氧化单元对所述第二处理液进行氧化处理至少包括步骤：在所述第二处理液经管道传输至臭氧接触池的情况下，由臭氧发生器产生臭氧并将所述臭氧传输至所述臭氧接触池并使得所述臭氧按照曝气接触的方式与所述第二处理液充分接触以生成第三处理液。

根据一种优选实施方式，所述结晶盐分离提纯系统还包括生化处理单元，所述生化处理单元对所述第三处理液进行生化处理至少包括步骤：所述第三处理液传输至移动床生物膜反应器中并按照经微生物进行厌氧反应处理和好氧反应处理的方式生成第四处理液。

根据一种优选实施方式，所述结晶盐分离提纯系统还包括深度处理单元，所述深度处理单元对所述第四处理液进行浓缩处理至少包括步骤：所述第四处理液按照经超滤膜装置进行过滤处理后再传输进入反渗透装置中进行反渗透处理以得到第五处理液和反渗透产水。

根据一种优选实施方式，所述结晶盐分离提纯系统还包括电渗析单元，所述电渗析单元对所述第五处理液进行浓缩处理至少包括步骤：所述第五处理液传输至电渗析器中进行浓缩处理以得到浓水室产水和淡水室产水，其中，所述浓水室产水经管道传输至所述多效蒸发单元的第一效蒸发器的第一腔室中。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明通过多效蒸发器对高含盐废水进行蒸发结晶处理，蒸发器的蒸发冷凝结构具有沟槽，经分布器分配产生并聚集在蒸发冷凝结构上的液滴能够沿沟槽进行螺旋状运动，相比于垂直向下的流动过程具有更长的流动距离，同时，在相同的外壳空间中，本发明的蒸发器冷凝结构紧凑且具有更大的换热接触表面积。从而能够显著地增加蒸发器所产生的二次蒸汽的量。

(2)本发明的第一板体和第二板体能够被设置为可拆卸的模块化连接方式，能够轻松的实现蒸发冷凝结构的拆除。

(3)本发明的结晶盐分离提纯系统通过对高含盐废水的多级处理，能够显著提高废水的回收利用率，实现废水的零排放。

附图说明

图1是本发明优选的蒸发浓缩处理单元的模块化结构示意图；

图2是本发明优选的蒸发器的结构示意图；

图3是本发明优选的分布器的结构示意图；

图4是本发明另一种优选的分布器的结构示意图；

图5是本发明优选的蒸发冷凝结构的结构示意图；

图6是图5所示的蒸发冷凝结构的俯视图；

图7是本发明优选的第一板体或第二板体的展开结构示意图；和

图8是本发明优选的结晶盐分离提纯系统的模块连接关系示意图。

附图标记列表

1：蒸发器 2：多效蒸发单元 3：第一热交换器

4：第二热交换器 5：第一流体 6：第二流体

7：第一加热蒸汽 8：第一加热流体 9：第三流体

10：第四流体 11：蒸发冷凝结构 12：外壳

13：第一腔室 14：第二腔室 15：集水器

16：真空泵 17：分布器 18：安装腹板

19：第一隔室 20：第二隔室 21：第三隔室

22：第四隔室 23：第一开口 24：第二开口

25：第三开口 26：电渗析单元 27：第四开口

28：第五开口 29：沟槽 30：密封板

31：排气管 32：预处理单元 33：氧化单元

34：生化处理单元 35：深度处理单元 36：加药单元

321：均质罐 322：混凝池 323：絮凝池

324：沉淀池 325：砂滤池 326：第一中间水池

327：第二中间水池 331：空压机 332：臭氧发生器

333：尾气破坏器 334：臭氧接触池 335：臭氧缓冲池

336：制氧机 337：冷干机 338：吸干机

339：储气罐 340a：第一过滤器 340b：第二过滤器

340c：第三过滤器 341：移动床生物膜反应器 342：第一保安过滤器

351：超滤膜装置 352：第二保安过滤器 353：反渗透装置

371：电渗析器 372：第三中间水池

1a：第一效蒸发器 1b：第二效蒸发器 1c：第三效蒸发器

11a：本体 11b：第一板体 11c：第二板体

11d：第一空间 11e：第二空间 11f：密封件

17a：第一通孔 17b：第二通孔 17c：第三通孔

17d：进水口 17e：循环水流通道 17f：排水口

17g：覆盖区域 17h：固定板

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本发明提供一种高含盐废水的蒸发浓缩处理单元。蒸发浓缩处理单元用于对经过预处理或者初步浓缩处理的含盐废水进行蒸发浓缩处理以得到浓度更高的盐溶液、结晶盐和/或蒸馏水。蒸发浓缩处理单元至少包括由若干个蒸发器1串联形成的多效蒸发单元2，其中，蒸发浓缩处理单元还包括用于进行热交换的第一热交换器3和第二热交换器4。

图1示出了具有三个蒸发器的蒸发浓缩处理单元，蒸发器的数量可以依据蒸发浓缩处理单元的处理能力或废水类型进行选择设计。例如为了达到更高的废水处理能力可以设置更多的蒸发器以满足需求。第一交换器和第二热交换器均具有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，其中，第一热交换器的第一入口用于接收用于加热的第一流体5，第一流体可以是温度较高的水蒸气，第一热交换器的第二入口用于接收需要进行加热的第二流体6，第一热交换器通过第一流体对第二流体进行加热使其生成第一加热蒸汽7和/或第一加热流体8。第二交换器的第一入口用于接收需要进行加热的第三流体9，第二交换器的第二入口用于接收用于进行加热的第四流体10，其中，第三流体经换热后温度降低，第四流体经换热后温度升高。

再次参见图1，第一热交换器3与第一效蒸发器1a连通，第二交换器4与第三效蒸发器1c连通，其中，第一效蒸发器1a经第二效蒸发器1b与第三效蒸发器1c连通。第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器按照构成三效蒸发器的方式进行设置，例如，第一效蒸发器产生的二次蒸汽作为第二效蒸发器的加热蒸汽，第二效蒸发器产生的二次蒸汽作为第三效蒸发器的加热蒸汽，同时，第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器的操作压力呈逐渐降低趋势。

优选的，蒸发器1至少包括外壳12以及由蒸发冷凝结构11分割形成的彼此不连通的第一腔室13和第二腔室14。例如，由第一热交换器产生的第一加热蒸汽7传输至第一效蒸发器的第二腔室14中对蒸发冷凝结构11进行加热，由第一热交换器产生的第一加热流体8传输至第一腔室13中，在第一加热流体接触蒸发冷凝结构11的情况下，第一加热流体能够再次被蒸发以生成二次蒸汽，产生的二次蒸汽被传输至第二效蒸发器的第二腔室中作为其蒸发冷却结构的加热源，与此同时，第一效蒸发器中的第一加热蒸汽7通过降温冷凝形成液态水，该液态水是纯净的蒸馏水，经统一收集后能够直接回用。在进入第一效蒸发器的第一腔室中的第一加热流体未完全蒸发而产生剩余的情况下，剩余的第一加热流体继续传输至第二效蒸发器的第一腔室中进行再次蒸发处理。第二效蒸发器与第三效蒸发器重复进行第一效蒸发器的蒸馏处理过程。第三效蒸发器的第一腔室能够产生二次蒸汽和未完全蒸发的剩余液体，第三效蒸发器的第二腔室能够产生冷凝后的液态水，在此种情况下，二次蒸汽是第四流体10，二次蒸汽通过管道传输至第二热交换器中进行换热降温后冷凝成液态水，未完全蒸发的剩余液体是浓度进一步浓缩后的浓盐液，其通过进一步的结晶分离提纯处理便可以得到分质盐。

优选的，蒸发浓缩处理单元还包括至少一个用于对蒸发器的第二腔室进行抽真空处理的真空泵16。其中，真空泵通过管道与每一个蒸发器的第二腔室连通。通过真空泵将第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器的第二腔室的压力设置为逐渐减小的形态，能够有效的提高各效蒸发器所产生的二次蒸汽的利用率。

优选的，第三流体还可以不经任何处理直接进进入第一效蒸发器的第一腔室中，外部的加热蒸汽也可以不经任何处理便直接进入第一效蒸发器的第二腔室中，即多效蒸发处理单元可以在缺少第一热交换器的情况下正常工作。

为了便于理解，将多效蒸发单元2对进水的处理过程进行详细论述。

如图1所示，第三流体9可以是进水或经上级设备进行预处理后的废水，第三流体在第二热交换器中进行预热升温后以第二流体的形式传输至第一热交换器中，其中，第二流体与第三流体的区别可以是第三流体经过过滤处理、反渗透处理和/或电渗析处理进一步浓缩后形成第二流体。第二流体在第一热交换器中进行加热升温后形成了以气态形式存在的第一加热蒸汽和以液态形式存在的第一加热液体。第一加热液体传输至第一效蒸发器的第一腔室中进行蒸发处理以得到第一蒸发蒸汽和第一残留液，第一加热蒸汽传输至第一效蒸发器的第二腔室中对其蒸发冷凝结构进行加热后，经降温冷凝形成第一冷凝水。第一蒸发蒸汽以加热源的形式传输至第二效蒸发器的第二腔室中对其蒸发冷凝结构进行加热并经降温冷凝形成第二冷凝水，第一残留液传输至第二效蒸发器的第一腔室中并在其蒸发冷凝结构的加热作用下形成第二蒸发蒸汽和第二残留液。第二蒸发蒸汽以加热源的形式传输至第三效蒸发器的第二腔室中对其蒸发冷凝结构进行加热并经降温冷凝形成第三冷凝水，第二残留液传输至第三效蒸发器的第一腔室中并在其蒸发冷凝结构的加热作用下形成第三蒸发蒸汽和第三残留液，其中，第三蒸发蒸汽以加热源的形式传输至第二热交换器中对第三流体进行加热后，第三蒸发蒸汽经冷凝形成第四冷凝水。第一冷凝水、第二冷凝水、第三冷凝水和第四冷凝水均传输至集水器15中进行统一存储。第三残留液可以传输至例如是蒸发结晶器等下游设备中进行结晶处理以提取分质盐。

实施例2

实施例2是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

图2示出了蒸发器的结构示意图。如图2所示，外壳12的形状由一端呈开放状的中空圆柱体限定。在平行于外壳的轴向方向上，外壳12被分布器17、蒸发冷凝结构11和安装腹板18分隔为四个隔室，其中，分布器安装在外壳的靠近其呈开放状端部的内壁上，安装腹板安装在靠近外壳12的与其呈开放状端部对应的另一端部上，蒸发冷凝结构11安装在分布器和安装腹板之间所对应的外壳区域上。在沿外壳的开放状端部朝向其封闭端部的方向上，依次形成了第一隔室19、第二隔室20、第三隔室21和第四隔室22，其中，第一隔室、第二隔室和第四隔室彼此连通。

优选的，如图3所示，分布器呈圆盘状，其上设置有若干个第一通孔17a，在分布器的其他位置设置有若干个第二通孔17b和第三通孔17c。第一隔室19至少可以通过第一通孔17a与第二隔室20连通。在第一隔室所对应的外壳上设置有第一开口23。在第一开口23用于接收例如是第一加热流体或其他未经处理的需要进行蒸发处理的流体的情况下，第一开口接收的流体能够经第一通孔进入第二隔室中。优选的，如图4，分布器还可以具有彼此连通的进水口17d、循环水流通道17e和排水口17f，其中，进水口17d直接与第一开口23连接以将其接收的流体直接传输至位于分布器内部的循环水流通道17e中，排水口17f用于按照一定覆盖范围的方式将流体喷射至第二隔室中。进水口、循环水流通道和排水口的数量和位置可以根据实际条件进行灵活设计，例如，如图4所示，分布器一个呈圆环状的循环水流通道和一个进水口，其中，三个排水口在分布器的圆周方向上按照360°均布的方式设置并且设置在靠近分布器与外壳固定的位置处，每一排水口的覆盖区域17g由呈120°的扇形限定。

优选的，第三隔室对应的外壳上设置有第二开口24和第三开口25，其中，在第二开口用于接收用于对蒸发冷凝结构进行加热的加热蒸汽的情况下，第三开口用于排出第三隔室中的冷凝水。

如图5和图6所示，蒸发冷凝结构至少包括呈圆柱状的本体11a、第一板体11b和第二板体11c，其中，在本体11a的径向延伸方向上，第一板体11b和第二板体11c均绕本体11a形成螺纹状的形态，从而在第一板体和第二板体之间形成了彼此间隔的第一空间11d和第二空间11e。蒸发冷凝结构按照本体11a的轴线与外壳12的轴线彼此共线的方式设置在外壳12中，第一板体与第二板体与外壳的内壁可以通过例如是粘接的方式进行连接。在沿本体11a的轴向延伸方向上，第一空间11d的靠近第一隔室的端部通过密封件11f进行密封，第一空间11d的远离第一隔室的端部呈开放状。第二空间11e的靠近第四隔室的端部通过密封件11f进行密封，第二空间的11e的远离第四隔室的端部呈开放状。

优选的，在第一空间所对应的外壳上设置有第二开口，其中第二开口可以与真空泵16连接以对第二空间和第三隔室进行抽真空处理。在第二空间所对应的本体11a上设置有第四开口27。本体11a固定在安装腹板18上，本体11a的与安装腹板固定面对应的端部上设置有与第四开口连通的开口，并且安装腹板设置有对应的开口，从而使得第二隔室经第二空间与第四隔室连通。在与第四隔室对应的外壳上设置有第五开口28。

优选的，图7示出了第一板体或第二板体在展开状态下的结构示意图，以第一板体为例，将其结构进行详细说明。第一板体在展开状态下的形状由长方形限定，在沿第一板体的长度方向上，第一板体的第一端部与本体11a连接，第一板体的第二端部与壳体的内壁连接，从而形成在沿本体的径向方向上的螺旋状形态。在沿第一板体的四个角部形成的对角线方向上，第一板体的一个表面上设置有至少一条连续延伸的沟槽29，并且与其相对的第二板体的表面上也设置有一条连续延伸的沟槽，从而使得第二空间11e的两个平行于本体11a轴向方向的表面上均设置有沟槽，当第一板体或第二板体卷曲形成螺旋状的形态的情况下，沟槽29在平行于本体11a的轴向方向上呈现为螺旋上升的结构，并且第一板体和第二板体上的沟槽最后均汇集于第四开口27。

优选的，本体11a的一端固定在安装腹板上，其另一端通过嵌入或插入第二通孔17b中以完成本体11a的固定，其中，第二通孔17b的中轴线与外壳的中轴线彼此共线。外壳12的开放状端部上设置有密封板30以使得第一隔室与外界环境呈不连通状态。第三通孔17c通过排气管31连接至密封板。优选的，密封板上设置有与排气管形状匹配的通孔以使得第二隔室中水蒸气能够经排气管排出蒸发器。

优选的，蒸发冷凝结构能够可拆卸的固定于外壳中。例如，如图5所示，蒸发冷凝结构11还具有与本体11a固定连接的安装板17h，安装板的形状由圆板状限定，其中，安装板上具有与第一空间的形状匹配的螺纹状开口，在安装板上设置有用于按照卡接方式固定第一板体和第二板体的卡槽，卡槽位于螺纹状开口的两侧并呈与螺纹状开口形状匹配的螺纹状。当沿平行于本体的轴向方向向第一板体或第二板体施加外力时便能轻松实现其拆卸。优选的，第一板体和第二板体可以由形状记忆合金制成使得其在蒸发器的工作温度下保持螺纹形状，在例如是常温下，呈完全舒展开的平板状，第一板体和第二板体拆卸后可以呈板状能够便于其表面的清洗。优选的，安装腹板18上具有一个插孔，本体11a按照卡入插孔的方式可拆地固定在安装腹板上。

为了便于理解，将本发明的蒸发器的工作原理进行如下详细论述。

例如是第一加热流体、第三流体或经过上游设备处理后的废水经第一开口23进入第一隔室19后，经分布器17的第一通孔17a进入第二隔室20中，与此同时，加热蒸汽或经过其他蒸发器产生的二次蒸汽通过第二开口进入第三隔室21中，加热蒸汽和第一加热流体在第一板体和第二板体上进行热交换，具体的，加热蒸汽对第一板体和第二板体进行加热后冷凝形成冷凝水，基于重力作用，产生的冷凝水沿第一空间中的第一板体和第二板体的表面向下移动并最终滴落到安装腹板上，冷凝水最终通过第三开口排出蒸发器。第一加热流体基于重力作用，在沿第二空间的第一板体和第二板体的表面向下移动的过程中会受到第一板体和第二板体的加热作用而再次蒸发以产生二次蒸汽，产生的二次蒸汽向上移动并通过排气管31排出蒸发器。在第一加热流体下降至第二空间的底部且还未完全蒸发的情况下，其通过本体11a上的第四开口27进入第四隔室中并经由第五开口排出蒸发器。为了保证第一空间和第三隔室所需要的低压真空环境，真空泵通过第二开口与第一空间直接连通。

优选的，第二空间11e对应的第一板体和第二板体上设置有沟槽29的情况下，部分第一加热流体能够绕螺旋状的沟槽进行循环回流，相比于沿平行于本体11a的轴向方向从第一空间的顶部以直线路径方式流动至第一空间的底部而言，沟槽加长了第一加热流体的流动路径，使其能够得到更有效的蒸发以产生更多的二次蒸发蒸汽，使蒸发器具有更高处理能力和产水比。

实施例3

本实施例是对实施例1和实施例2的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，本发明的蒸发器可以单独使用也可以多个按照串联的方式进行使用。在例如是三个蒸发器按照串联的方式构成多效蒸发单元的情况下，第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器的结构完全相同，唯一不同的是第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器彼此的第三隔室的气压不同，其中，第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器彼此的第三隔室的气压按照逐渐减小的方式进行设置。

优选的，第一效蒸发器的排气管与第二效蒸发器的第二开口连通，第一效蒸发器的第五开口与第二效蒸发器的第一开口连通。第二效蒸发器的排气管与第三效蒸发器的第二开口连通，第二效蒸发器的第五开口与第三效蒸发器的第一开口连通，从而使得前一效的蒸发器产生的二次蒸汽作为后一效蒸发器的加热源。

实施例4

图8示出了结晶盐分离提纯系统的模块连接关系示意图。如图8所示，结晶盐分离提纯系统至少包括预处理单元32、氧化单元33、生化处理单元34、深度处理单元35、加药单元36和电渗析单元26。预处理单元通过物理化学反应降低进水的硬度、COD、胶体含量和浊度以提高氧化单元的效率和运行稳定性。氧化单元采用臭氧氧化工艺在保证在保证色度去除率的基础上，进一步降解COD和提高进水可生化性。生化处理单元采用曝气生物滤池工艺和移动床生物膜反应器以进一步降解COD，保证深度处理单元的进水稳定性。深度处理单元用于基于膜过滤方法将进水中的盐进行脱除。加药单元用于为预处理单元和深度处理单元施加所需的处理药剂。

优选的，结晶盐分离提纯系统的进水可以是工业含盐废水。进水按照依次经过预处理单元、氧化单元、生化处理单元、深度处理单元和电渗析单元的方式在结晶盐分离提纯系统中进行相应处理。

优选的，再次参见图8，预处理单元至少包括均质罐321、混凝池322、絮凝池323、沉淀池324、砂滤池325、第一中间水池326和第二中间水池327，其中，废水在均质罐、混凝池、絮凝池、沉淀池、砂滤池、第一中间水池和第二中间水池之间的转移流动可以通过若干个提升泵提供转移驱动力。均质罐用于提高废水中分散物质的分不均匀性，其可以通过例如是搅拌或超声波震动等方式使得废水在均质罐中产生相对运动以形成混合搅拌效果。优选的，在均质罐中可以加入例如是氢氧化钠或碳酸钠对废水进行软化预处理。混凝池用于对废水进行混凝处理，具体的，可以通过加入例如是混凝剂并结合充分的搅拌使得混凝剂与废水进行充分混合后形成大量的絮凝团。絮凝池用于对废水进行絮凝处理，具体的，可以通过加入例如是絮凝剂使得经混凝池处理后的废水中的大量絮凝团生成大而密实的矾花。沉淀池用于对废水进行静置沉淀处理以使得废水中的大颗粒物质下沉至池底，进而经统一收集后形成污泥从原废水中排出以达到净化水质的目的。砂滤池能够将废水中的悬浮物、胶体等杂质进行初步过滤以提高废水的洁净度，使得废水不易污染后续工段中的膜元件以造成膜结垢或堵塞。第一中间水池用于暂存经沉淀池静置处理后的废水。第二中间水池用于暂存经砂滤池过滤的废水。加药单元用于为预处理单元提供所需的药剂，加药单元通过加药管道分别与混凝池、絮凝池和均质罐连通。在加药管道中可以设置加药量控制阀以控制所需药剂的添加量。

优选的，氧化单元33可以有效地解决废水原水的色度大且可生化性差的问题，其至少包括空压机331、臭氧发生器332、尾气破坏器333、臭氧接触池334、臭氧缓冲池335、制氧机336、冷干机337和吸干机338。臭氧可以采用例如是电解法、核辐射法、紫外线法、等离子体及电晕放电法中的一种进行制备。例如，空气通过空压机依次进入冷干机和吸干机进行干燥处理后传输进入制氧机中以制备氧气。制备的氧气可以经粉尘过滤和减压稳压后被传输进入臭氧发生器中，在中频高压放电的条件下转化为臭氧。产生的臭氧可以经温度、压力和流量监测调节后由臭氧发生器的排气口进入臭氧接触池中。臭氧接触池的底部可以通过安装曝气盘的方式施加臭氧。臭氧接触池采用密闭的方式设置以防止臭氧泄露，其中，臭氧接触池可以包括进水口、排水口、进气口和排气口，经预处理单元处理的废水可以通过进水口进入臭氧接触池，臭氧通过进气口进入臭氧接触池，尾气破坏器与排气口连接以接收剩余的臭氧。尾气破坏器采用加热催化的方式促进臭氧分解以使得分解后的气体中臭氧的浓度小于0.1ppm。臭氧缓冲池与排水口连接，经臭氧氧化处理的废水经臭氧接触池的排水口进入臭氧缓冲池中进行暂存。

优选的，生化处理单元34用于基于微生物对废水中的有机物进行进一步的降解。生化处理单元至少包括移动床生物膜反应器341和位于其下游并与其连通的第一保安过滤器342。暂存至臭氧缓冲池中的废水通过管道输送至移动床生物膜反应器进行生化处理后再次传输至第一保安过滤器中进行过滤。

优选的，深度处理单元35用于对经第一保安过滤器处理后的废水进行脱盐处理。深度处理单元至少包括超滤膜装置351、第二保安过滤器352和反渗透装置353，其中，超滤膜装置经第二保安过滤器与反渗透装置连接。超滤膜装置可以采用例如是GTN-55-FR超滤膜组件，基于超滤膜组件实现对废水的过滤。优选的，超滤膜装置的膜柱可以采用内压式，水由内向外正压流动方式，原水从位于膜柱上部的进水口进入膜柱，原水在膜丝内侧通过压力的作用，透过膜丝过滤膜进入膜丝外侧，透过的清水从膜柱底端的净水出口汇集，进入收集管后集中进入超滤水箱。剩余未透过超滤膜的浓水在膜的下游被回流收集，通过膜柱底部循环泵回收至进水口。经超滤膜装置处理后的废水经第二保安过滤器进行再次过滤后输送至反渗透装置中进行反渗透处理。

优选的，电渗析单元26至少包括具有电驱动膜的电渗析器371和第三中间水池372，其中，经反渗透处理装置处理的得到的浓盐水通过管道传输至电渗析器中进行进一步浓缩处理，得到的浓缩液通过第三中间水池进行暂存。

为了便于理解，以高含盐废水为例，将结晶盐分离提纯系统的水处理流程进行详细论述。

高含盐废水首先通过提升泵经管道输送至均质罐中，其可以通过例如是搅拌或超声波震动等方式使得废水在均质罐中产生相对运动以形成混合搅拌效果，在均质罐中可以通过加药单元施加例如是石灰、氢氧化钠或碳酸钠的软化剂对市政污水进行软化处理。经均质罐处理后的第一污水进入混凝池中进行混凝处理，混凝池通过加药单元施加混凝剂的方式实现对第一污水的混凝处理。经混凝池处理后的第二污水传输至絮凝池中，在加药单元施加例如是聚苯烯酰胺或PAM的条件下实现其絮凝处理。经絮凝池处理得到的第三废水传输至沉淀池中进行静置处理，其中，上清液通过管道输送至砂滤池中进行过滤处理，底部的污泥通过管道外排至例如是烘干设备进行烘干制成泥饼。上清液经过砂滤池过滤后得到发洗水液，其中部分的反洗水液回流至砂滤池中进行发冲洗处理，剩余的反洗水液经管道输送至臭氧接触池中进行氧化处理。

参见图8，氧化处理所需的臭氧通过臭氧发生器进行制备。具体的，空压机可以将空气以一定的压力送入储气罐中进行暂存，储气罐339经管道依次与冷干机和吸干机连通，其中，储气罐与冷干机相连的管道上设置有用于除油雾和粉尘颗粒的第一过滤器340a以将粒径为1μm的粉尘颗粒滤除并保持油雾的含量小于0.1mg/m³。经过滤器处理后的空气通过管道依次经冷干机和吸干机进行出干燥处理，其中，经干燥处理的空气再次经第二过滤器340b以将粒径为0.01μm的粉尘颗粒滤除并保持油雾的含量在0.01～0.001mg/m³。经第二过滤器处理后的空气进入制氧机中进行处理以得到氧气。氧气经管道传输至第三过滤器340c中将粒径为1μm的颗粒粉尘滤除后传输进入臭氧发生器中进行处理以得到臭氧。得到的臭氧通过流量控制阀进入臭氧接触池中与反洗水液进行氧化反应。过剩的臭氧通过臭氧接触池顶部的排气口收集后输送至尾气破坏器中进行分解处理后再排至大气环境中。

反洗水液经氧化处理单元处理后经管道传输至臭氧缓冲池中进行静置处理以得到第一处理液。第一处理液经管道传输至移动床生物膜反应器中进行降解处理以得到第二处理液。第二处理液经第一保安过滤器进行过滤处理后传输至超滤装置中再次进行过滤处理以得到第三处理液。第三处理液经过第一保安过滤器的处理后经管道传输至反渗透装置进行反渗透处理，其中，在反渗透装置的浓缩侧得到反渗透浓溶液，在反渗透装置的过滤侧得到反渗透产水。部分反渗透浓溶液通过管道回流与第三处理液混合后再次经第一保安过滤器过滤后进入反渗透装置，剩余反渗透浓溶液通过管道传输至电渗析单元进行进一步浓缩处理以得到第四处理液和电渗析产水，其中，第四处理液通过第三中间水池进行暂存。

至少一个蒸发器或者由多个蒸发器组成的多效蒸发单元与第三中间水池连通以接收其存储的第四处理液。蒸发器或多效蒸发单元能够按照蒸发结晶的方式对第四处理液进行蒸发结晶处理以得到所需的结晶盐。优选的，蒸发器或多效蒸发单元也能够按照对第四处理液进行进一步蒸发浓缩的方式进行处理以得到蒸馏水和进一步浓缩的第五处理液。蒸发器或多效蒸发单元的最后一效蒸发器可以与结晶器连通以将第五处理液传输至其中进行蒸发结晶处理以得到所需的结晶盐。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于高含盐废水的结晶盐分离提纯系统，至少包括由若干个蒸发器(1)限定的多效蒸发单元(2)，其特征在于，蒸发器(1)的外壳(12)经由设置在其内部的至少包括本体(11a)、第一板体(11b)和第二板体(11c)的蒸发冷凝结构(11)分隔为第一腔室(13)和第二腔室(14)，在所述本体(11a)按照与所述外壳(12)彼此的轴线共线的方式贯穿所述第一腔室和所述第二腔室的情况下，

在沿外壳(12)的径向方向上，所述第一板体(11b)和所述第二板体(11c)按照其各自的第一端部和第二端部均分别连接至所述本体(11a)和所述外壳(12)且均呈螺旋状弯曲的形态的方式间隔排布以形成彼此不连通的第一空间(11d)和第二空间(11e)，其中，

在所述第一板体(11b)和所述第二板体(11c)的表面上均设置有至少一个按照其延伸方向时刻不平行于所述外壳的径向方向的方式连通所述第一端部和所述第二端部的沟槽(29)。

2.如权利要求1所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，在沿外壳(12)的轴向方向上，所述外壳(12)还内置有用于固定所述本体(11a)的安装腹板(18)和用于改变流体流动状态的分布器(17)，其中，

所述分布器(17)将所述第一腔室(13)分割为第一隔室(19)和第二隔室(20)，所述安装腹板(18 )将所述第二腔室(14)分割为第三隔室(21)和第四隔室(22)，第一空间(11d)的靠近所述第一腔室的端部和第二空间(11e)的靠近所述第二腔室的端部均呈封闭状态，其中，

在所述第三隔室(21)和所述第四隔室(22)彼此不连通的情况下，本体(11a)的所述沟槽(29)与其接触的位置处按照设置开口的方式以实现第二隔室(20)、所述第二空间(11e)和所述第四隔室(22)的彼此连通。

3.如权利要求2所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，所述本体(11a)按照一端固定至所述安装腹板(18)且另一端与所述分布器(17)活动连接的方式内置在所述外壳(12)中，所述分布器(17)至少包括经循环水流通道(17e )与进水口(17d)连通若干个排水口(17f)，其中，

在所述循环水流通道(17e )中的流体以加压的方式进行流动循环的情况下，所述排水口(17f)能够被设置为按照预设覆盖范围喷射所述流体的方式改变所述流体的流动方向状态。

4.如权利要求3所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，所述第一隔室(19)上设置有至少一个第一开口(23)，所述第三隔室(21)上设置有至少一个第二开口(24)，其中，

在加热蒸汽经所述第二开口(24)进入所述第三隔室(21)以对所述第一板体(11b)和第二板体(11c)进行加热的条件下，流体能够经所述第一开口(23)进入所述第一隔室(19)并经所述分布器(17)进入所述第二隔室(20)，其中，

所述流体基于其自身重力的作用，能够在第一板体(11b)和第二板体(11c)的表面上沿所述沟槽(29)流动以形成蒸汽。

5.如权利要求4所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，本体(11a)的所述沟槽(29)与其接触的位置处设置有第四开口(27)，所述第三隔室(21)和所述第四隔室(22)上还分别设置有至少一个第三开口(25)和至少一个第五开口(28)，其中，

加热蒸汽和/或加热蒸汽经降温冷凝形成的冷凝水能够经所述第三开口(25)排出所述蒸发器(1)，

经所述第一板体(11b)和所述第二板体(11c)蒸发浓缩后得到的浓缩液能够经所述第四开口(27)传输至所述第四隔室(22)中集存后再经所述第五开口(28)排出所述蒸发器(1)。

6.如权利要求5所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，在平行于外壳(12)的轴向方向上，外壳(12)的一端上设置有用于密封所述第一隔室的密封板(30)，其中，

至少一个排气管(31)按照其两端分别连接至所述分布器(17)和所述密封板(30)的方式将所述第二隔室(20)与外界环境连通以使得所述流体经蒸发产生的蒸汽能够通过所述排气管(31)排出所述蒸发器(1)。

7.如权利要求1至6之一所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，所述结晶盐分离提纯系统还包括预处理单元(32)和氧化单元(33)，其中，所述预处理单元(32)对所述高含盐废水的预处理至少包括步骤：

依次经均质罐(312)、混凝池(322)、絮凝池(323)和沉淀池(324)进行第一级处理以得到第一级处理液并将所述第一级处理液传输至砂滤池(325)进行第二级处理以得到第二级处理液；

所述氧化单元(33)对所述第二级处理液进行氧化处理至少包括步骤：

在所述第二级处理液经管道传输至臭氧接触池(334)的情况下，由臭氧发生器(332)产生臭氧并将所述臭氧传输至所述臭氧接触池(334)并使得所述臭氧按照曝气接触的方式与所述第二级处理液充分接触以生成第三处理液。

8.如权利要求7所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，所述结晶盐分离提纯系统还包括生化处理单元(34)，所述生化处理单元(34)对所述第三处理液进行生化处理至少包括步骤：

所述第三处理液传输至移动床生物膜反应器(341)中并按照经微生物进行厌氧反应处理和好氧反应处理的方式生成第四处理液。

9.如权利要求8所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，所述结晶盐分离提纯系统还包括深度处理单元(35)，所述深度处理单元(35)对所述第四处理液进行浓缩处理至少包括步骤：

所述第四处理液按照经超滤膜装置(351)进行过滤处理后再传输进入反渗透装置(353)中进行反渗透处理以得到第五处理液和反渗透产水。

10.如权利要求9所述的结晶盐分离提纯系统，其特征在于，所述结晶盐分离提纯系统还包括电渗析单元(26)，所述电渗析单元对所述第五处理液进行浓缩处理至少包括步骤：

所述第五处理液传输至电渗析器(371)中进行浓缩处理以得到浓水室产水和淡水室产水，其中，所述浓水室产水经管道传输至所述多效蒸发单元(2)的第一效蒸发器(1a)的第一腔室(13)中。

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