CN117247075A - 一种基于废水处理的热平衡系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种基于废水处理的热平衡系统，包括冷却回收装置、RO浓水蒸发装置和污泥热干化供热装置，所述冷却回收装置连接所述RO浓水蒸发装置，所述RO浓水蒸发装置连接污泥热干化供热装置。本发明在高温废水降温的同时回收废水中的热能，回收的热能用于RO浓水蒸发工艺及污泥热干化工艺，有效提高热能利用率，避免热污染。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种基于废水处理的热平衡系统。
背景技术
工业生产过程中会产生大量高温废水，废水进入生化处理系统之前需要降温处理，废水中的热能在冷却过程中被排放至空气中，或排入自然水体产生热污染。在废水处理工艺中充分回收利用废水中的热能，实现废水处理工艺中的热平衡至关重要。传统的废水处理工艺并没有相应的热能处理方式，导致了热能的浪费。
发明内容
为了解决上述废水处理系统存在的问题，本发明涉及了一种基于废水处理的热平衡系统，在高温废水降温的同时回收废水中的热能，回收的热能用于RO浓水蒸发工艺及污泥热干化工艺，具体技术方案如下：
一种基于废水处理的热平衡系统，包括冷却回收装置、RO浓水蒸发装置和污泥热干化供热装置，所述冷却回收装置连接所述RO浓水蒸发装置，所述RO浓水蒸发装置连接污泥热干化供热装置；
所述冷却回收装置包括RO浓水预热器和第一热泵机组，第一热泵机组包括第一蒸发器和第一冷凝器，所述RO浓水预热器连接第一蒸发器和第一冷凝器，所述第一蒸发器通过第一压缩机连接第一冷凝器，所述第一冷凝器通过第一膨胀阀连接第一蒸发器，并且所述第一冷凝器连接所述RO浓水蒸发装置；
所述RO浓水蒸发装置包括第三蒸发器、循环水泵和结晶罐，所述第三蒸发器连接第一冷凝器和所述污泥热干化供热装置，并且所述第三蒸发器通过循环水泵连接第一冷凝器和结晶罐；
所述污泥热干化供热装置包括污泥热干化装置、鼓风机和第二热泵机组，所述第二热泵机组包括第二蒸发器和第二冷凝器，所述第二蒸发器同时连接第三蒸发器和鼓风机，并且所述第二蒸发器通过第二压缩机连接第二冷凝器，所述第二冷凝器通过第二膨胀阀连接第二蒸发器，并且所述第二冷凝器同时连接污泥热干化装置和鼓风机。
优选的，所述第一蒸发器和所述结晶罐连接外部污水处理系统。
优选的，所述RO浓水预热器为列管式换热器，所述列管式换热器的壳程对废水进行降温，所述列管式换热器的管程对RO浓水进行加热。
进一步的，所述第一蒸发器将降温后的废水送至外部污水处理系统。
进一步的，所述结晶罐将结晶母液送至外部污水处理系统。
优选的，所述第一蒸发器和第二蒸发器均为冷媒蒸发器。
优选的，所述第一冷凝器和第二冷凝器均为冷媒冷凝器。
优选的，所述第二蒸发器设置有空气入口，将所述第三蒸发器中的产生热蒸汽与空气进行换热。
进一步的，所述第二蒸发器设置有冷凝水出口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明专利的热平衡系统，通过RO浓水预热器将高温废水中的热能回收利用对RO浓水进行加热，并通过第一蒸发器对废水进行进一步降温，第一蒸发器吸收的热量用于对第一冷凝器中RO浓水进行进一步加热，加热过后的RO浓水通过第三蒸发器进行蒸发浓缩并通过结晶罐结晶除盐，同时将第三蒸发器产生的高温蒸汽用于与第二蒸发器中的空气进行换热，换热后的干燥的高温空气对污泥热干化装置进行供热，综上所述，本发明专利将处理过程中产生的热量进行充分利用，既可以回收废水中的热能又可以回收废蒸汽中的热能，避免了热污染的发生，实现了废水处理工艺中的热平衡，具有巨大的经济利益和环境效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明热平衡系统与外部污水处理装置的连接关系示意图。
图中：1、RO浓水预热器；2、第一蒸发器；3、第一冷凝器；4、第一压缩机；5、第一膨胀阀；6、第三蒸发器；7、循环水泵；8、结晶罐；9、污泥热干化装置；10、鼓风机；11、第二蒸发器；12、第二冷凝器；13、第二压缩机；14、第二膨胀阀。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围之内。
参阅图1，本发明提供的一种实施例如下:
一种基于废水处理的热平衡系统，包括冷却回收装置、RO浓水蒸发装置和污泥热干化供热装置，冷却回收装置连接RO浓水蒸发装置，RO浓水蒸发装置连接污泥热干化供热装置；冷却回收装置包括RO浓水预热器1和第一热泵机组，RO浓水预热器1为列管式换热器，列管式换热器的壳程对废水进行降温，列管式换热器的管程对RO浓水进行加热，第一热泵机组包括第一蒸发器2和第一冷凝器3，RO浓水预热器1连接第一蒸发器2和第一冷凝器3，第一蒸发器2通过第一压缩机4连接第一冷凝器3，第一冷凝器3通过第一膨胀阀5连接第一蒸发器2，并且第一冷凝器3连接RO浓水蒸发装置；RO浓水蒸发装置包括第三蒸发器6、循环水泵7和结晶罐8，第三蒸发器6连接第一冷凝器3和污泥热干化供热装置，并且第三蒸发器6通过循环水泵7连接第一冷凝器3和结晶罐8；
污泥热干化供热装置包括污泥热干化装置9、鼓风机10和第二热泵机组，第二热泵机组包括第二蒸发器11和第二冷凝器12，第二蒸发器11同时连接第三蒸发器6和鼓风机10，并且第二蒸发器11通过第二压缩机13连接第二冷凝器12，第二冷凝器12通过第二膨胀阀14连接第二蒸发器11，并且第二冷凝器12同时连接污泥热干化装置9和鼓风机10，具体的，第二蒸发器11进风口与第三蒸发器6的蒸汽出口相连，第二蒸发器11的出风口与鼓风机10进风口相连，鼓风机10出风口与第二冷凝器12进风口相连，第二冷凝器12出风口与污泥热干化装置9进风口相连。
此外，第一蒸发器2和第二蒸发器11均为冷媒蒸发器，第一冷凝器3和第二冷凝器12均为冷媒冷凝器。第一蒸发器2和结晶罐8连接外部污水处理系统，第一蒸发器2将降温后的废水送至外部污水处理系统，结晶罐8将结晶母液送至外部污水处理系统，同时，第二蒸发器11设置有空气入口和冷凝水出口，将第三蒸发器6中的产生热蒸汽与空气进行换热。
本发明具体工作流程如下：
高温废水在RO浓水预热器1中换热，降温后的废水排入第一蒸发器2，冷媒在第一蒸发器2内回收废水中的热能，废水在第一蒸发器2中进一步降温后排入外部污水处理系统，回收热能后的冷媒经过第一压缩机4排入第一冷凝器3中，对第一冷凝器3中加热后的RO浓水进一步加热，换热后的冷媒经过第一膨胀阀5回流到第一蒸发器2中，两次加热后的RO浓水进入第三蒸发器6内蒸发浓缩，浓缩未饱和的RO浓水由循环水泵7送至第一冷凝器3继续加热，蒸发浓缩至饱和后的RO浓水再由循环水泵7送至结晶罐8结晶除盐，除盐后的结晶母液排入外部污水处理装置，同时，第三蒸发器6产生的热蒸汽和空气在第二蒸发器11中换热，冷凝水外排，干燥的空气经鼓风机10导入第二冷凝器12中加热，加热后的热空气进入污泥热干化装置9。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变，因此，举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，包括冷却回收装置、RO浓水蒸发装置和污泥热干化供热装置，所述冷却回收装置连接所述RO浓水蒸发装置，所述RO浓水蒸发装置连接污泥热干化供热装置；
所述冷却回收装置包括RO浓水预热器(1)和第一热泵机组，第一热泵机组包括第一蒸发器(2)和第一冷凝器(3)，所述RO浓水预热器(1)连接第一蒸发器(2)和第一冷凝器(3)，所述第一蒸发器(2)通过第一压缩机(4)连接第一冷凝器(3)，所述第一冷凝器(3)通过第一膨胀阀(5)连接第一蒸发器(2)，并且所述第一冷凝器(3)连接所述RO浓水蒸发装置；
所述RO浓水蒸发装置包括第三蒸发器(6)、循环水泵(7)和结晶罐(8)，所述第三蒸发器(6)连接第一冷凝器(3)和所述污泥热干化供热装置，并且所述第三蒸发器(6)通过循环水泵(7)连接第一冷凝器(3)和结晶罐(8)；
所述污泥热干化供热装置包括污泥热干化装置(9)、鼓风机(10)和第二热泵机组，所述第二热泵机组包括第二蒸发器(11)和第二冷凝器(12)，所述第二蒸发器(11)同时连接第三蒸发器(6)和鼓风机(10)，并且所述第二蒸发器(11)通过第二压缩机(13)连接第二冷凝器(12)，所述第二冷凝器(12)通过第二膨胀阀(14)连接第二蒸发器(11)，并且所述第二冷凝器(12)同时连接污泥热干化装置(9)和鼓风机(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述第一蒸发器(2)和所述结晶罐(8)连接外部污水处理系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述RO浓水预热器(1)为列管式换热器，所述列管式换热器的壳程对废水进行降温，所述列管式换热器的管程对RO浓水进行加热。
4.根据权利要求2所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述第一蒸发器(2)将降温后的废水送至外部污水处理系统。
5.根据权利要求2所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述结晶罐(8)将结晶母液送至外部污水处理系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述第一蒸发器(2)和第二蒸发器(11)均为冷媒蒸发器。
7.根据权利要求1所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述第一冷凝器(3)和第二冷凝器(12)均为冷媒冷凝器。
8.根据权利要求1所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述第二蒸发器(11)设置有空气入口，将所述第三蒸发器(6)中的产生热蒸汽与空气进行换热。
9.根据权利要求8所述的一种基于废水处理的热平衡系统，其特征在于，所述第二蒸发器(11)设置有冷凝水出口。
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