CN114105239B - 采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统及工艺，包括：换热装置，用于对废水进行加热，其废水出口与蒸发装置顶部的喷淋层连接；鼓泡装置，设置于蒸发装置内部，其喷头插入废水以下；风机，其进口与气源连通，出口与所述鼓泡装置的气体进口连接，用于对鼓泡装置提供干冷载气；直通导流装置，包括若干并列竖向设置的布液元件，设置于蒸发装置内部，且位于废水预设液位以上。干冷载气通过鼓泡装置在蒸发装置的废水液位以下进行浅层鼓泡，发生主浓缩过程。经过主浓缩过程后的载气的温度和湿度都升高，对废水的蒸发效率降低，此时的载气与喷淋的废水在直通导流装置中进行二次换热传质，可以有效避免直通导流装置的结垢堵塞。

Description

采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统及工艺

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统及工艺。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在电力工业和冶金行业工艺系统的生产中，持续排放废水往往是生产过程中不可避免的。例如采用湿法脱硫工艺的企业数量较多，为了维持脱硫装置的正常运行，脱硫系统需要持续排出具有较高浓度盐分、较高浓度污染物的废水，使企业不得不持续补充新鲜工艺水，并且花费较大成本处理排放的废水；而电力工业和冶金工业生产过程中，又有大量的工业余热得不到有效利用，不得不白白放弃。

目前废水的零排放实施工艺，主要有以下三类：

第一类：大多采用类似三效蒸发、MVR蒸发、低温闪蒸等这样的、以“饱和蒸汽+真空抽吸”为蒸发驱动力的工艺，生产过程中需要消耗大量宝贵的蒸汽，造成废水减排和零排放工艺的运行成本居高不下，难以大面积推广。

第二类：利用烟气余热来浓缩工业废水，对工业废水实现升温蒸发。该种处理方式的运行成本大为降低，例如：建成专门的烟气余热蒸发装置，引入部分烟气作为蒸发热源，实现废水的蒸发减量甚至完全蒸干，由此实现废水的浓缩或者零排放。不过，烟气余热蒸发装置形同一个小型的湿法脱硫系统，接受到烟气带来的酸性气体和生产性粉尘，存在着系统堵塞、操作复杂、引风机和喷淋循环泵能耗大等等各类实际问题，尤其严重的问题是：a）废水与引入的热烟气直接接触，容易造成系统发生热垢堵塞的风险；b）热烟气变成湿烟气后，不能直接排放，还必须送回原引出点，造成系统复杂；c）热烟气与废水直接接触时，烟气中的盐分（以氯Cl^-盐为主）转移至废水中，浓度过高时，会对运行设备产生电化学腐蚀；d）烟气蒸发装置内采用喷淋方式进行气液直接接触，当烟气入口温度大于100℃时，热烟气难以与废水混合均匀，易造成局部废水发生急剧蒸发，而导致盐快速析出，进而导致热垢堵塞的发生；e）烟气中携带一定量的酸性气体和粉尘，所以烟气蒸发装置的除雾器上需要经常使用清水冲洗，进而导致对废水的蒸发浓缩效应在一定程度上降低；f）热烟气中的含水率较高，在对废水蒸发浓缩时的携带水的能力受到限制。基于以上这六种原因，以致于这类烟气余热蒸发装置的应用效果不佳，难以广泛使用。

第三类：利用空气作为热载体，实现升温蒸发。这类工艺采用工业余热（例如原烟气）加热空气，然后用加热后的空气在蒸发装置中与冷废水直接接触，让空气所含热焓释放出来，使废水的水份大量蒸发，实现废水浓缩乃至废水零排放。蒸发过程中，冷态的废水在持续升温而热空气在持续降温。这类工艺存在的问题是：1）该类工艺建立在气-气换热器的基础之上，即余热载体（例如热烟气）与空气的换热，由此实现热焓的转移。所以存在着设备体积十分庞大，换热效率相对较低的缺陷，甚至不如上述第二类工艺；2）采用热空气与喷淋的废水直接接触换热时，热空气温度较高，而且难以与废水均匀接触，导致热空气对废水局部加热，导致局部废水急剧蒸发，使该部分废水中的盐浓度快速升高，容易导致盐析出而导致热垢堵塞问题的发生。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种将废水作为热载体，采用干冷载气与这种“具备热焓的”废水接触，通过降温蒸发，从而实现废水零排放的系统及工艺。这种降温蒸发过程，有效地杜绝了前述技术中由于升温蒸发引发的热垢堵塞问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，其中，换热装置，用于对废水进行加热，其废水出口与蒸发装置顶部的喷淋层连接；

鼓泡装置，设置于蒸发装置内部的气液接触部位，其干冷空气喷头插入热态废水液位下方；

风机，其进口与气源连通，出口与所述鼓泡装置的气体进口连接，用于对鼓泡装置提供干冷载气；

直通导流装置，包括若干并列竖向设置的布液元件，设置于蒸发装置内部，且位于鼓泡装置上方。

干冷载气，是指自然环境存在的、取得之前未经特别处理的、未升温处理的、工艺环境中随处可以获取的自然界干冷空气，包括干冷空气与其他气体的掺混物。

本发明向蒸发装置内引入干冷载气，使其与热废水接触过程中升温吸潮，实现废水的蒸发、浓缩和零排放处理。

利用工艺水或除盐水等液态介质作为收集介质，高效回收各类工业余热，被加热后的收集介质再对废水进行换热时，可以保证被加热后的废水温度提高到易于蒸发的60~95℃，与干冷的自然空气等干冷载气接触，使热态废水温度有所降低，实现了热态废水的低温蒸发。发明人在试验过程中发现，如果直接向蒸发装置中通入干冷载气，利用干冷载气与被加热后的废水直接接触换热，对热废水进行蒸发浓缩，废水在蒸发过程中是持续降温的，这样的蒸发方式，使得结垢类物质晶体的析出受到抑制，可以有效消除结垢风险，但是采用该种方式时，由于废水是降温蒸发，蒸发效率相对较低。

为了提高废水的蒸发效率，发明人进一步在蒸发装置内部引入导流布液装置，使喷淋废水在导流布液装置上形成液膜，同时导流布液装置对通入的干冷载气进行均匀分布，通过提高干冷载气与废水的接触面积提高废水的蒸发效率。但是发明人发现，采用该种方式时，即使采用干冷载气与热废水的换热蒸发，由于干冷载气中水分含量较小，在导流布液装置进行换热传质速率较高，导流布液装置依旧容易出现干结堵塞的现象，进而影响废水处理的顺利进行。

发明人进一步研究发现，如果在蒸发装置的底部设置鼓泡装置，利用风机直接将干冷载气吹入蒸发装置内的液位以下，进行浅层鼓泡运行，在这样的鼓泡运行过程中，干冷载气与热废水进行一次传热传质（主浓缩过程）后，逸出的载气的温度和湿度都有较大程度的升高，同时会有少量液态颗粒和结晶物质被载气夹带上升，进入导流布液装置。

进一步，该部分温度和湿度升高的载气在导流布液装置中与喷淋的废水进行二次接触传热传质时，载气已经接近完全饱和状态，其夹带的少量液态颗粒和结晶物质，在水流的冲刷作用下较易回流至蒸发装置底部的废水池中，进而有效缓解了导流布液装置结构堵塞的问题。

在一些实施例中，所述风机的进口与空气连通。干冷载气直接取于空气。

在一些实施例中，所述换热装置为液液换热器。

进一步的，还包括余热收集装置，为气液换热器，其液体通道与所述液液换热器的热源水通道连通，其气体通道用于流通载热气体。

通过液体介质如工艺水、除盐水，与所述余热资源(废气、废水或废渣)连通，收集这些余热资源的潜热，将这些即将被抛弃的潜热，用于加热收集装置中的工艺水、除盐水等液态介质载体。这些液体介质，作为收集性介质，负责将余热收集起来，将为废水加热提供热源，使得废水达到60-95℃左右的较高温度的废水，进而变成一种含有较高热焓的状态。

当采用废水直接与余热资源进行换热时，容易使整个管路处于高盐腐蚀环境中，不利于长期稳定运行。

在一些实施例中，所述热源水为工艺水或除盐水。采用除盐水可以使得换热装置结垢的现象得以消除，并且热源水的温升可以更高，直至接近沸腾前的温度，对后续的再次换热较为有利。

在一些实施例中，所述蒸发装置为喷淋蒸发装置。

进一步的，喷淋蒸发装置的底部设置有循环浆池，循环浆池通过循环泵与所述换热装置连接。便于将废水循环加热喷淋。

更进一步的，所述循环浆池通过出料泵与液固分离装置进口连接，液固分离装置的液体出口与循环浆池连接。

通过液固分离装置将循环浆池内的结晶渣物分离除去，分离后的废液循环回蒸发装置内，进一步蒸发。

在一些实施例中，所述喷头包括壳体、布气板和挡板，挡板和壳体围成布气腔室，布气腔室通过管路与风机连通，布气板上设置有若干布气孔，挡板设置于布气腔室中，且位于进风口的下游。

再进一步的，布气板上的布气孔成同心圆矩阵排列。

更进一步的，布气板上的同一圆周上的布气孔的倾斜方向均与该圆周的切线平行。

布气板上的布气孔倾斜设置，且同一圆周上的布气孔的倾斜方向相同，可以使得干冷载气流经布气孔时，呈旋流方式流入废水中，容易对废水产生扰动，提高气液接触面积，同时可以提高干冷载气在废水中的流通路径长度，进而提高废水的蒸发效率。

挡板位于出风口的下游，可以对进入布气腔室内的干冷载气进行阻挡，使其初步均匀分散在布气腔室内部，有利于后续的均匀布气。

进一步的，所述布气腔室的底部为弧形导流板。更有利于干冷载气的均匀分布。

进一步的，所述挡板通过弹簧与喷头的进口管道的内壁连接，未通风状态下，挡板盖合于喷头进口处。

在一些实施例中，所述喷头开口朝下插入废水中。喷出的干冷载气先朝下流动，再翻转朝上流动，流动路径较长，进而与废水的传质换热时间较长，可以提高废水的蒸发效率。

进一步的，所述喷头插入废水中的深度为30-200mm。

喷头插入废水中的深度较浅，属于浅层鼓泡，风机运行阻力小，耗能小。且该深度时，可以取得较好的蒸发效率。

在一些实施例中，所述直通导流装置包括第一支撑板、第二支撑板和若干直管，若干直管并列竖向设置，第一支撑板和第二支撑板分别安装于直管的上下两端。

通过第一支撑板和第二支撑板将直通导流装置固定安装在蒸发装置的横截面上，直管竖向设置，喷淋而下的废水在直管内部形成液膜，自下而上流动的载气流过直管内部时，与液膜直接接触，可以提高载气与废水的接触面积，进而提高废水的蒸发效率。

此外，载气在流经直管时，载气中携带的液滴碰到直管内壁时，会粘附于直管内壁，起到除雾的作用。

直通导流装置内设置直管，废水中的固体颗粒在废水的冲刷作用下直接回流至废水池中，可以有效避免堵塞。

进一步的，所述直管的内径为5-30mm。

第二方面，本发明提供一种采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的方法，包括如下步骤：

将干冷载气输送至蒸发装置内，在热废水浅层鼓泡，进行一次传热传质，进行主蒸发浓缩；

逸出的载气与喷淋的热废水在直通导流装置内部进行二次接触传热传质，进行再次蒸发浓缩。

在一些实施例中，所述干冷载气的温度为15-30℃。相对湿度为0-90%。

进一步的，所述干冷载气为干冷空气与其他气体的混合气。

更进一步的，所述其他气体为氮气、二氧化碳或/和氧气。

在一些实施例中，废水被加热后的温度为50-95℃。

在一些实施例中，还包括将废水循环加热喷淋的步骤。以实现废水的进一步浓缩。

在一些实施例中，还包括采用除盐水对气体余热进行回收，并将加热后的除盐水对废水进行加热的步骤。

在一些实施例中，蒸发装置的顶部湿气体排放至大气中。

在一些实施例中，还包括将浓缩后的废水进行液固分离的步骤，液固分离后的液体循环回蒸发装置，固体外排。

进一步的，当废水中的固体含量达到5~15%以上时，进行固液分离。

本发明的以上一种或多种实施例取得的有益效果如下：

1）本发明主要利用除盐水回收各类余热或废热（但不排除使用或部分使用其他非余热能源作为补充），由此，本发明工艺实现了废热利用，运行成本较低，可以为企业节省能源开支。

2）相比起采用热烟气、热空气直接蒸发的工艺，采用干冷的自然空气的蒸发工艺，其运行参数均优越一些，运行动力消耗也相应低。干冷的自然空气的初始含湿率较低，因而废水的蒸发效率高，实现了节能减耗。

3）干冷载气通过鼓泡装置在蒸发装置的废水液位以下进行浅层鼓泡，由于此时的干冷载气的水分含量较低，其与热废水直接接触换热传质时，可以使得废水具有较高的蒸发效率，在此处发生废水的主浓缩过程，主浓缩过程发生在废水基体中，废水量较大，浓缩过程中析出的固体颗粒直接分散在废水中，不存在结垢堵塞的问题。如果废水中的固体含量超标时，可以直接将废水抽出，将固体物质分离除去即可。

经过主浓缩过程后的载气的温度和湿度都升高，对废水的蒸发效率降低，此时的载气与喷淋的废水在直通导流装置中进行二次换热传质，废水的蒸发速率降低，进而产生的固体颗粒的粒径以及固体颗粒的量都较少，少量小粒径的固体颗粒在废水的冲刷作用下回流至废液池中，可以有效避免直通导流装置的结垢堵塞，保证废水处理的顺利进行。

4)干冷的自然空气或干冷的自然空气与其他气体的混合物变成湿空气后，并不含有规定的污染性物质，因而可以直接排放，这样使得整个工艺处理系统得以简化。

5）利用适当的分离装置，该类分离设备类似板框压滤机或离心机等等液固分离装置，可持续处理废水浓缩后形成的浓浆，排出浓浆中的结晶物和沉淀渣物，并将过滤后的清净滤液，返回空气蒸发装置底部的循环池重新蒸发浓缩，最终实现废水的零排放处理。

6）本发明废水的低温蒸发浓缩具有较高的安全优势，加热后的废水与常温状态的干冷空气或其混合气体接触，使得后者升温并吸入潮气，这样的接触完全消除了废水与热烟气（>100℃）接触时发生热冲击、急剧失水而产生板结的可能性，因而工艺的安全性更高。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统的整体结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统的整体结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的布气装置的整体结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的布气孔的分布示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的直通导流装置的主视图结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的鼓泡装置的结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的浅层鼓泡的示意图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1-余热收集装置，2-第一循环泵，3-换热装置，4-蒸发装置，5-循环浆池，6-第二循环泵，7-出料泵，8-液固分离装置，9-风机，10-直通导流装置，11-布气板，12-布气孔，13-导流板，14-挡板，15-支架，16-导向杆，17-弹簧，18-第一支撑板，19-直管，20-第二支撑板，21-主管，22-支管，23-布气管，24-喷头。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1和图2所示，一种采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，换热装置，用于对废水进行加热，其废水出口与蒸发装置顶部的喷淋层连接；

鼓泡装置，设置于蒸发装置内部的气液接触部位，其干冷空气喷头插入热态废水液位下方；

风机，其进口与气源连通，出口与所述鼓泡装置的气体进口连接，用于对鼓泡装置提供干冷载气；

直通导流装置，包括若干并列竖向设置的布液元件，设置于蒸发装置内部，且位于鼓泡装置上方。

还包括余热收集装置1，为气液换热器，其液体通道与所述液液换热器的热源水通道连通，其气体通道用于流通载热气体。

热源水为工艺水或除盐水。采用除盐水可以使得换热装置结垢的现象得以消除，并且热源水的温升可以更高，直至接近沸腾前的温度，对后续的再次换热较为有利。

蒸发装置4为喷淋蒸发装置，喷淋蒸发装置的底部设置有循环浆池，循环浆池通过循环泵与所述换热装置连接。便于将废水循环加热喷淋。循环浆池通过出料泵与液固分离装置进口连接，液固分离装置的液体出口与循环浆池连接。

喷头24开口朝下插入废水中。喷头24插入废水中的深度为30-200mm。如图6和图7所示，鼓泡装置包括主管和多个支管，每个支管上连通设置有多个布气管23，每个布气管23的端部设置所述喷头24。如图3所示，喷头包括壳体、布气板11和挡板14，挡板14和壳体围成布气腔室，布气腔室通过管路与风机9连通，布气板11上设置有若干布气孔12，挡板14设置于布气腔室中，且位于进风口的下游。挡板14通过弹簧17与喷头24的进口管道的内壁连接。

具体的，喷头24的进口管道的横截面上设置有支架15，支架15上设置导向杆16，挡板14上对应设置有通孔，导向杆16插入通孔中，导向杆的存在使得挡板可以定向移动，盖合或打开进风通道。

挡板14与支架15之间连接有弹簧17，未通风状态下，挡板14在水压作用下盖合于喷头24进口处，此时弹簧处于压缩状态。喷头24插入废水内部，正常通入干冷载气的情况下，干冷载气冲击挡板，并借助弹簧的推力，使挡板克服水压，打开喷头进口，干冷载气正常通入。当停止通入干冷载气后，挡板在水压作用下回复，将喷头进口密封，可以有效防止废水进入鼓泡装置的管道内部。

如图4所示，布气板11上的布气孔成同心圆矩阵排列。布气板11上的同一圆周上的布气孔的倾斜方向均与该圆周的切线平行。

所述布气腔室的底部为弧形导流板13。更有利于干冷载气的均匀分布。

如图5所示，直通导流装置包括第一支撑板18、第二支撑板20和若干直管19，若干直管19并列竖向设置，第一支撑板18和第二支撑板20分别安装于直管19的上下两端。通过第一支撑板18和第二支撑板20将直通导流装置10固定安装在蒸发装置4的横截面上。直管19的内径为5-30mm。

本发明是基于“干冷载气蒸发”的基本原理，其工艺过程是“热废水-干冷载气”二者间的接触，这样的接触必然会发生一定程度的传质传热过程，具体而言，就是采用废水与干冷载气接触产生水汽蒸发的一种工艺。该种工艺中独特之处在于，废水将首先被 “余热换热装置”加热，当废水取得相当热焓之后，再与低热焓的干冷空气接触，向干冷空气释放废水热焓。这种热焓将遵循从高向低转移的自然规律，自然转移给空气，使后者热焓上升至一个平衡点，而废水自身热焓则开始下降到新的平衡点。整个工艺过程，发生的是废水逐渐降温而空气逐渐升温增湿的一个过程。

该种工艺采用的工艺路线是：（1）通过余热收集装置，使余热用以加热工艺水或除盐水；（2）通过余热换热装置，将除盐水收集到的余热热量用来加热废水，使之升温，增加热焓水平；（3）通过蒸发装置，使升温后的废水与引入的自然状态的干冷的自然空气或干冷的自然空气与其他气体混合物直接接触，从而使废水产生一定程度的蒸发；同时干冷的自然空气或干冷的自然空气与其他气体混合物作为蒸发介质或载体，形成湿空气，将水分带走。（4）干冷载气通过鼓泡装置在蒸发装置的废水液位以下进行浅层鼓泡，由于此时的干冷载气的水分含量较低，其与热废水直接接触换热传质时，可以使得废水具有较高的蒸发效率，在此处发生废水的主浓缩过程，主浓缩过程发生在废水基体中，废水量较大，浓缩过程中析出的固体颗粒直接分散在废水中，不存在结垢堵塞的问题。如果废水中的固体含量超标时，可以直接将废水抽出，将固体物质分离除去即可。经过主浓缩过程后的载气的温度和湿度都升高，对废水的蒸发效率降低，此时的载气与喷淋的废水在直通导流装置中进行二次换热传质，废水的蒸发速率降低，进而产生的固体颗粒的粒径以及固体颗粒的量都较少，少量小粒径的固体颗粒在废水的冲刷作用下回流至废液池中，可以有效避免直通导流装置的结垢堵塞，保证废水处理的顺利进行。（5）通过液固分离装置，从浓缩后的废水中分离出结晶物和沉淀渣物，得到的清净滤液返回到干冷载气蒸发装置中，循环蒸发浓缩。

 “蒸发”，是指完成了与“冷态的”空气或其混合气体与“热态的”废水接触过程后，废水会发生本质性的失水效应，其中所含的各类盐分物质将因为水份转移到空气中而相应地提高了浓度。

“浓缩”，是指：如果进一步，将热废水反复置于这种循环过程之中，热废水将不断发生蒸发失去水份，致使其内部所溶解的各类盐分，达到盐分溶解度的极限而生成结晶，从而最终游离出来。

“零排放”，是指：如果进一步，将热废水中游离出来的结晶盐或渣物，通过分离装置，排出系统，并使得随原始热废水进入系统的盐分总量，与这种游离出来的盐分总量之间产生一种物料平衡，便能实现废水零排放。这种工艺产生的盐分的大部分仍然是钙类结晶物质，充分挤干后，可以随同企业石膏（如果有）一同处置。

本发明的工艺流程如下，如图1和图2所示：

（一）除盐水循环流程：余热进入余热收集装置1，将除盐水加热至平衡温度；第一循环泵2将驱动除盐水的持续循环，并克服其系统阻力；被加热的除盐水进入余热换热装置3，与废水进行换热，使得废水的温度升高至平衡温度。降温后的除盐水重新送回入余热收集装置（1），取得热量，如此循环往复。

（二）废水循环蒸发流程：经过预处理的废水，作为补充水源，持续进入蒸发装置循环浆池5，与现有废水混合后，被废水循环泵6送入余热换热装置3，与除盐水进行换热，然后被加热后的废水返回蒸发装置4，向下喷淋，与从底部上升来的低温空气或其混合气体进行逆相接触。接触过程中，废水中的部分水份发生蒸发，从而使废水产生浓缩效应和降温效应。降温后的废水返回蒸发装置下部循环浆池5，然后重新进入第二循环泵6，再次去加热升温，如此循环往复。

（三）干冷的自然空气流程：干冷空气或其混合气体通过风机9，引入蒸发装置4。首先在废水液面以下进行浅层鼓泡，发生主浓缩过程，趋于饱和而未饱和，鼓泡逸出的气体从下向上与废水在直通导流装置内部逆相接触，再次吸收废水中的水份，并趋于饱和，从蒸发装置的顶部排出。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，其特征在于：换热装置，用于除盐水对废水进行加热，其废水出口与蒸发装置顶部的喷淋层连接；

鼓泡装置，设置于蒸发装置内部的气液接触部位，其干冷空气喷头插入热态废水液位下方；

风机，其进口与气源连通，出口与所述鼓泡装置的气体进口连接，用于对鼓泡装置提供干冷载气；

直通导流装置，包括若干并列竖向设置的布液元件，设置于蒸发装置内部，且位于鼓泡装置上方；

所述喷头开口朝下插入废水中；所述喷头插入废水中的深度为30-200mm；

所述喷头包括壳体、布气板和挡板；所述挡板通过弹簧与喷头的进口管道的内壁连接，未通风状态下，挡板盖合于喷头进口处；

所述挡板和壳体围成布气腔室，布气腔室通过管路与风机连通，布气板上设置有若干布气孔，挡板设置于布气腔室中，且位于进风口的下游；

布气板上的布气孔成同心圆矩阵排列；

布气板上的同一圆周上的布气孔的倾斜方向均与该圆周的切线平行；

所述布气腔室的底部为弧形导流板；

所述直通导流装置包括第一支撑板、第二支撑板和若干直管，若干直管并列竖向设置，第一支撑板和第二支撑板分别安装于直管的上下两端。

2.根据权利要求1 所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，其特征在于：所述风机的进口与空气连通；

还包括余热收集装置，为气液换热器，其液体通道与液液换热器的热源水通道连通，其气体通道用于流通载热气体。

3.如权利要求 1 所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，其特征在于：喷淋蒸发装置的底部设置有循环浆池，循环浆池通过循环泵与所述换热装置连接。

4.如权利要求3所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，其特征在于：所述循环浆池通过出料泵与液固分离装置进口连接，液固分离装置的液体出口与循环浆池连接。

5.如权利要求 1 所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统，其特征在于：所述直管的内径为 5-30mm。

6.一种利用权利要求1-5任一所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统实现废水零排放的方法，其特征在于：包括如下步骤：

将干冷载气输送至蒸发装置内，在热废水浅层鼓泡，进行一次传热传质，进行主蒸发浓缩；

逸出的载气与喷淋的热废水在直通导流装置内部进行二次接触传热传质，进行再次蒸发浓缩。

7.根据权利要求6所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统实现废水零排放的方法，其特征在于：所述干冷载气的温度为15-30℃；

所述干冷载气为干冷空气与其他气体的混合气。

8.如权利要求7所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统实现废水零排放的方法，其特征在于：所述其他气体为氮气、二氧化碳或/和氧气。

9.根据权利要求6 所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统实现废水零排放的方法，其特征在于：废水被加热后的温度为50-95℃；

还包括将废水循环加热喷淋的步骤；

还包括采用除盐水对气体余热进行回收，并将加热后的除盐水对废水进行加热的步骤；

蒸发装置的顶部湿气体排放至大气中。

10.根据权利要求6所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统实现废水零排放的方法，其特征在于：还包括将浓缩后的废水进行液固分离的步骤，液固分离后的液体循环回蒸发装置，固体外排。

11.权利要求6所述的采用干冷载气与热废水接触实现废水零排放的系统实现废水零排放的方法，其特征在于：当废水中的固体含量达到 5~15%时，进行固液分离。

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