CN211921175U

CN211921175U - 一种高矿化度矿井水处理的装置

Info

Publication number: CN211921175U
Application number: CN201922251884.9U
Authority: CN
Inventors: 赵士明; 杨文银; 葛乃星; 周明; 张泉; 张荟钦; 彭文博; 范克银; 党建兵
Original assignee: Jiangsu Jiuwu Hi Tech Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Jiuwu Hi Tech Co Ltd
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

本实用新型提供了一种高矿化度矿井水处理的装置。包括：混凝反应池；混凝剂加入罐，连接于混凝反应池；第一固液分离膜，连接于混凝反应池；第一反渗透膜，连接于第一固液分离膜的滤液侧；沉淀反应池，连接于第一反渗透膜的浓缩侧；NaOH加入罐和Na₂CO₃加入罐，分别连接于沉淀反应池；第二固液分离膜，连接于沉淀反应池；第二反渗透膜，连接于第二固液分离膜的滤液侧；离子交换树脂柱，连接于第二反渗透膜的浓缩侧；第三反渗透膜，连接于离子交换树脂柱；蒸发结晶装置，连接于第三反渗透膜的浓缩侧。可以有效地对矿井废水进行处理，使其中的杂质离子被去除，同时回收得到硫酸钠作为副产品。

Description

一种高矿化度矿井水处理的装置

技术领域

本实用新型涉及一种高矿化度矿井水处理的装置，属于水处理领域。

背景技术

我国属于贫水国家，全国水资源总量为28255亿m³(水利部2002年中国水资源公报)，人均占有量仅有2170 m³，约为世界人均占有量的1/4，名列世界第88位。煤矿矿井水是重要的水资源，据报道目前我国煤炭生产过程中，每年排出约20～30亿m³矿井水，其中北方地区约占60%，并且随着煤炭开采深度的增加而逐年增加。现在我国煤矿矿井水资源的利用率不到20%，我国西部高原、黄淮平原及华东沿海地区的多数煤矿矿井水的矿化度较高，这类矿井水的直接排放不仅浪费了宝贵的水资源，而且还会对环境造成污染。如何选用更为经济合理且简单高效的方法来处理高矿化度矿井水，引起了环保工作者与社会的广泛关注。

高矿化度矿井水如果不经过处理就直接排放，会给生态环境带来一定的危害。主要表现为河流水含盐量上升、浅层地下水位抬高、土壤滋生盐碱化、不耐盐碱类林木种势削弱，农作物减产等。同时还影响地区的工业生产，因为许多工业生产不能用高含盐量的水，若用则必须先降低水中含盐量，这样就会增加成本。若是不用而改用地下水，会造成地下水的大量开采，造成地下水资源的短缺，会严重影响本区的经济发展。

随着日益严峻的环保压力，国家政策也在逐渐改变，目前高矿化度的矿井水已经无法直接进行排放，这就迫切需要一种能够有效、低价的方法来处理高矿化度的矿井水。

实用新型内容

本实用新型的目的是：解决现有技术中对于高矿化度的矿井水没有较好的处理方法的问题。本实用新型的方法可以有效地对矿井废水进行处理，使其中的杂质离子被去除，同时回收得到硫酸钠作为副产品。

技术方案是：

一种高矿化度矿井水处理的方法，包括如下步骤：

第1步，在高矿化度矿井水中加入混凝剂，进行混凝反应；

第2步，第1步中得到的废水采用固液分离膜进行过滤，去除固体悬浮物；

第3步，对第2步中得到的滤液进行第一反渗透浓缩处理，使盐浓度提高；

第4步，对第3步中得到的浓缩液中加入NaOH和Na₂CO₃，使杂质阳离子生成沉淀；

第5步，对第4步中得到的废水采用固液分离膜进行过滤，去除固体悬浮物；

第6步，对第5步中得到的滤液进行第二反渗透浓缩处理；

第7步，对第6步得到的浓缩液采用离子交换处理，去除杂质阳离子；

第8步，对第7步得到的废水进行第三反渗透浓缩处理，再进行浓缩、结晶后，得到回收的Na₂SO₄。

在一个实施方式中，第1步中的混凝反应后，还需要加入絮凝剂。

在一个实施方式中，所述的混凝剂是聚合氯化铝，加入量40mg/L-80mg/L。

在一个实施方式中，絮凝剂是聚丙烯酰胺，加入量4-8mg/L。

在一个实施方式中，第1步中的混凝过程中，还加入絮凝成核剂。

在一个实施方式中，所述的絮凝成核剂选自膨润土、粉末活性炭、活性硅酸、表面疏水化改性处理的四氧化三铁；加入量400mg/L-500mg/L。

在一个实施方式中，Na₂CO₃的加入浓度为4g/L-8g/L；NaOH加入以pH计算，pH范围为10-12。

在一个实施方式中，离子交换过程可以采用弱酸性阳离子交换树脂。

在一个实施方式中，第三反渗透浓缩采用碟管式反渗透（DTRO）。

在一个实施方式中，结晶温度为-5℃-5℃，结晶方式为分步结晶。

一种高矿化度矿井水处理的装置，包括：

混凝反应池，用于对矿井水进行混凝反应；

混凝剂加入罐，连接于混凝反应池，用于向混凝反应池中加入混凝剂；

第一固液分离膜，连接于混凝反应池，用于对混凝反应池中经过了混凝反应的废水进行固液分离处理；

第一反渗透膜，连接于第一固液分离膜的滤液侧，用于对第一固液分离膜的滤液进行反渗透浓缩处理；

沉淀反应池，连接于第一反渗透膜的浓缩侧，用于对第一反渗透膜的浓缩液进行沉淀反应除杂质阳离子处理；

NaOH加入罐和Na₂CO₃加入罐，分别连接于沉淀反应池，分别用于向沉淀反应池7中加入NaOH和Na₂CO₃；

第二固液分离膜，连接于沉淀反应池，用于对沉淀反应池中反应得到的废水进行固液分离处理；

第二反渗透膜，连接于第二固液分离膜的滤液侧，用于对第二固液分离膜的渗透液进行浓缩处理；

离子交换树脂柱，连接于第二反渗透膜的浓缩侧，用于对第二反渗透膜的浓缩液进行离子交换除杂质阳离子的处理；

第三反渗透膜，连接于离子交换树脂柱，用于对离子交换树脂柱的产水进行浓缩处理；

蒸发结晶装置，连接于第三反渗透膜的浓缩侧，用于对第三反渗透膜的浓缩液进行蒸发结晶处理，得到回收Na₂SO₄。

在一个实施方式中，还包括：成核剂加入罐，连接于混凝反应池，用于向混凝反应池中加入混凝成核剂。

在一个实施方式中，还包括：絮凝剂加入罐，连接于混凝反应池，用于向混凝反应池中加入絮凝剂。

在一个实施方式中，第一固液分离膜和/或第二固液分离膜的平均孔径范围是50-2000nm。

在一个实施方式中，离子交换树脂柱中装填的是弱酸性阳离子交换树脂。

在一个实施方式中，第三反渗透膜是碟管式反渗透（DTRO）。

在一个实施方式中，蒸发结晶装置由MVR蒸发器和冷冻结晶器组成。

上述的高矿化度矿井水处理的装置在用于处理矿井水中的应用。

有益效果

综上所述，本实用新型采用了以膜集成技术为核心来解决高矿化度矿井水的处理问题，降低了环保压力，并且脱盐后的产水达标排放，或者回用电厂、洗浴等用水，置换开采地下水，可大大降低水资源费，经济效益可观。和其他方法相类似的专利比较有以下几点优势：

1.预处理可以采取特种预处理技术，其优点在于所需沉降池只为1/10传统沉降池。极大节省了传统混凝沉淀所需要的沉降池，降低了成本和空间。并且所用的铁粉可以回收利用，回收率能达到99%；

2.根据产水要求回用或者排放指标，可以灵活调节工艺，方便技术改造；

3.在采用纳滤工艺时，可以有效降低运行成本，并且降低后续反渗透膜系统压力，进一步降低生产成本；

4.三段提盐系统可根据前端的工艺，选择DTRO或电渗析来实现盐浓度的提高，减少后续蒸汽消耗量或者电耗；

5.随着环保压力的提高，国家对环保的要求越来越高，对污水处理的指标也会越来越严格，本工艺可以针对以后政策的改变，选择合适的膜系统。

附图说明

图1是本实用新型的系统装置图。图2是絮凝产水浊度对比。图3是陶瓷膜的通量衰减曲线。

其中，1、混凝反应池；2、混凝剂加入罐；3、成核剂加入罐；4、絮凝剂加入罐；5、第一固液分离膜；6、第一反渗透膜；7、沉淀反应池；8、NaOH加入罐；9、Na₂CO₃加入罐；10、第二固液分离膜；11、第二反渗透膜；12、离子交换树脂柱；13、第三反渗透膜；14、蒸发结晶装置。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

本文使用的近似语在整个说明书和权利要求书中可用于修饰任何数量表述，其可在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下准许进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围界限可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方中指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表达在所有情况下都应被理解为受到词语“约”的修饰。

以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如，“大约0.1%至约5%”的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的约0.1%至约5%的浓度，还包括有所指范围内的单个浓度（如，1%、2%、3%和4%）和子区间（例如，0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%）。

本说明书中的“去除”，不仅包括完全去除目标物质的情况，还包括部分去除(减少该物质的量)的情况。本说明书中的“提纯”，包括去除任意的或特定的杂质。

本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲涵盖非排它性的包括。例如，包括列出要素的工艺、方法、物品或装置不必受限于那些要素，而是可以包括其他没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或装置固有的要素。

本实用新型所要处理的是煤矿开采过程中产生的矿井水，其水质当中含有有机物，一般情况下COD约5-100ppm，另外其含盐量较高，一般含有总溶解固体（ TDS）200-5000ppm，总氮 1-20ppm，总硬度200-5000 ppm，硫酸根100-3000ppm。

由于矿井废水当中含有较多的悬浮杂质以及有机物污染，因此本实用新型的工艺当中首先对其进行混凝反应，采用的混凝剂可以是聚合氯化铝，其加入量可以是40mg/L-80mg/L；另外，为了进一步地提高混凝效果，可以在其中加入混凝成核剂，本实用新型中可以采用成核剂没有特别限定，其作用是在混凝的过程中，使胶体在混凝核的表面生长并凝聚，使混凝物增大，通过后续的沉降、过滤可以将其分离，这里的成核剂可以使用例如、膨润土、粉末活性炭、活性硅酸等，优选采用经过表面疏水化改性处理的四氧化三铁成核剂，其制备过程可以是含有5wt%的Fe₃O₄的无水乙醇溶液中加入油酸，油酸的加入量是Fe₃O₄的3倍左右，搅拌均匀之后于80℃反应1h左右，滤出沉淀物并用乙醇洗涤并烘干，得到油酸改性处理的四氧化三铁成核剂，能够有效地与矿井水中的有机物杂质进行吸附，提高絮凝效果；成核剂的加入量可以控制在400mg/L-500mg/L。

为了进一步提高混凝效果，可以在混凝反应之后，再加入絮凝剂，能够进一步地使混凝体长大，使其更容易沉降和分离。这里所用的絮凝剂可采用聚丙烯酰胺（PAM），其加入量可以控制在4-8mg/L。

在进行了混凝反应之后，可以通过固液分离的方式，使得絮凝体被过滤去除，这里的固液分离可以采用常规的微滤膜或者超滤膜，平均孔径范围是50-2000nm。

在进行了固液分离之后，需要对滤液进行第一次反渗透浓缩处理，第一次反渗透处理的目的是使得其中的无机盐离子的浓度得到提高，便于后续的加入沉淀剂进行的沉淀反应，进入一段反渗透膜系统时，需要加入阻垢剂，防止钙结垢。阻垢剂加入浓度为1mg/L-50mg/L。

接下来加入NaOH和Na₂CO₃的目的是使其中的硬度离子被大部分生成胶体沉淀，主要是钙镁离子以及其他的一些重金属离子，碳酸钠的加入浓度为4g/L-8g/L，氢氧化钠加入以pH计算，pH范围为10-12，在生成沉淀之后，通过后续的固液分离膜再次进行过滤，可以使生成的胶体沉淀物被得到过滤分离，这里的固液分离可以采用常规的微滤膜或者超滤膜，平均孔径范围是50-2000nm。

对于固液分离之后得到的滤液，通过第二次的反渗透膜对其进行浓缩处理，可以使其中的盐浓度进一步提高，另一方面也可以减少废水的水量。

由于在沉淀反应当中并不能够将全部的杂质金属离子去除，通过第二次的反渗透膜对其进行浓缩处理之后可以对浓缩液采用离子交换法，深度去除杂质金属离子，这里所使用的离子交换过程可以采用弱酸性阳离子交换树脂，能够将杂质金属离子交换为钠离子。

离子交换树脂处理得到的废水通过第三次反渗透膜对其进行浓缩处理，本步骤当中所使用的反渗透膜可以采用，碟管式反渗透（DTRO），可以进一步的减少废水量，再通过后续的蒸发浓缩结晶可以得到回收的Na₂SO₄，冷冻结晶温度为-5℃-5℃，结晶方式为分步结晶。

基于以上的方法，本实用新型还提供了一种高矿化度矿井水处理的装置，包括：

混凝反应池1，用于对矿井水进行混凝反应；

混凝剂加入罐2，连接于混凝反应池1，用于向混凝反应池1中加入混凝剂；

第一固液分离膜5，连接于混凝反应池1，用于对混凝反应池1中经过了混凝反应的废水进行固液分离处理；

第一反渗透膜6，连接于第一固液分离膜5的滤液侧，用于对第一固液分离膜5的滤液进行反渗透浓缩处理；

沉淀反应池7，连接于第一反渗透膜6的浓缩侧，用于对第一反渗透膜6的浓缩液进行沉淀反应除杂质阳离子处理；

NaOH加入罐8和Na₂CO₃加入罐9，分别连接于沉淀反应池7，分别用于向沉淀反应池7中加入NaOH和Na₂CO₃；

第二固液分离膜10，连接于沉淀反应池7，用于对沉淀反应池7中反应得到的废水进行固液分离处理；

第二反渗透膜11，连接于第二固液分离膜10的滤液侧，用于对第二固液分离膜10的渗透液进行浓缩处理；

离子交换树脂柱12，连接于第二反渗透膜11的浓缩侧，用于对第二反渗透膜11的浓缩液进行离子交换除杂质阳离子的处理；

第三反渗透膜13，连接于离子交换树脂柱12，用于对离子交换树脂柱12的产水进行浓缩处理；

蒸发结晶装置14，连接于第三反渗透膜13的浓缩侧，用于对第三反渗透膜13的浓缩液进行蒸发结晶处理，得到回收Na₂SO₄。

在一个实施方式中，还包括：成核剂加入罐3，连接于混凝反应池1，用于向混凝反应池1中加入混凝成核剂。

在一个实施方式中，还包括：絮凝剂加入罐4，连接于混凝反应池1，用于向混凝反应池1中加入絮凝剂。

在一个实施方式中，离子交换树脂柱12中装填的是弱酸性阳离子交换树脂。

在一个实施方式中，第三反渗透膜13是碟管式反渗透（DTRO）。

在一个实施方式中，蒸发结晶装置14由MVR蒸发器和冷冻结晶器组成。

以下过程所要处理的高矿化度矿井水的水质是：浊度45NTU，COD65ppm，TDS3300ppm，总氮 12ppm，总硬度1660 ppm，硫酸根1450ppm。

实施例1

某煤矿采用本实用新型的处理装置及方法，矿井水经首先调节池缓冲流量和水质后。

调节池水输送到超导磁分离器，通过投加器投加400mg/L Fe₃O₄，40mg/L PAC进行混凝处理，再进行絮凝处理，加入4mg/L PAM；絮凝处理后，通过超导磁分离器将絮凝体分离去除，出水经过50nm孔径的陶瓷膜进行过滤，过滤压力0.3MPa，错流流速是2m/s，进一步澄清矿井水。

陶瓷膜滤液进入一段反渗透膜系统，分离矿井水中盐分和水，操作压力1.0Mpa，水回收率60%。

一段反渗透膜系统浓水加入碳酸钠和氢氧化钠软化，碳酸钠加入浓度为4g/L。加入氢氧化钠至pH10.然后经过0.2um的管式微滤膜处理，去除悬浮物。

管式微滤膜出水进入二段反渗透膜系统，进一步分离矿井水中盐分和水，膜系统采用常压反渗透和海水淡化膜组合使用，常压反渗透操作压力1.0Mpa，海水淡化膜操作压力为3.0Mpa。水回收率50%。

二段反渗透系统浓水经离子交换器去除剩余的钙镁离子，离子交换器中装有弱酸性阳离子交换树脂。

离子交换器出水进入三段提盐系统进行浓缩，此系统采用碟管式反渗透膜，操作压力为7.0Mpa。水回收率为30%。

三段反渗透膜系统浓水经MVR蒸发器提高浓度至150g/L，然后经冷冻结晶得到硫酸钠晶体，结晶温度为-5℃。硫酸钠晶体烘干。

实施例2

调节池水输送到超导磁分离器，通过投加器投加450mg/L Fe₃O₄，60mg/L PAC进行混凝处理，再进行絮凝处理，加入6mg/L PAM；絮凝处理后，通过超导磁分离器将絮凝体分离去除，出水经过50nm孔径的陶瓷膜进行过滤，过滤压力0.2MPa，错流流速是3m/s，进一步澄清矿井水。

陶瓷膜滤液进入一段纳滤膜系统，分离矿井水中盐分和水，操作压力1.5Mpa，水回收率70%。

一段反渗透膜系统浓水加入碳酸钠和氢氧化钠软化，碳酸钠加入浓度为5g/L。加入氢氧化钠至pH11.然后经过0.5um的管式微滤膜处理，去除悬浮物。

管式微滤膜出水进入二段纳滤膜系统，进一步分离矿井水中盐分和水，纳滤膜操作压力1.5Mpa，水回收率60%。

二段纳滤膜系统浓水经离子交换器去除剩余的钙镁离子，离子交换器中装有弱酸性阳离子交换树脂。

离子交换器出水进入三段提盐系统进行浓缩，此系统采用碟管式反渗透膜，操作压力为8.0Mpa。水回收率为40%。

三段反渗透膜系统浓水经MVR蒸发器提高浓度至150g/L，然后经冷冻结晶得到硫酸钠晶体，结晶温度为0℃。硫酸钠晶体烘干。

实施例3

与实施例2的区别是：混凝过程中未加入成核剂。

调节池水输送到超导磁分离器，通过投加器投加60mg/L PAC进行混凝处理，再进行絮凝处理，加入6mg/L PAM；絮凝处理后，出水50nm孔径的陶瓷膜进行过滤，过滤压力0.2MPa，错流流速是3m/s，进一步澄清矿井水。

陶瓷膜滤液进入一段纳滤膜系统，分离矿井水中盐分和水，操作压力2Mpa，水回收率80%。

一段纳滤膜系统浓水加入碳酸钠和氢氧化钠软化，碳酸钠加入浓度为8g/L。加入氢氧化钠至pH12.然后经过1um的管式微滤膜处理，去除悬浮物。

管式微滤膜出水进入二段反渗透膜系统，进一步分离矿井水中盐分和水，膜系统采用常压反渗透膜，常压反渗透操作压力2.0Mpa。水回收率70%。

离子交换器出水进入三段提盐系统进行浓缩，此系统采用电渗析。

三段电渗析系统浓水经MVR蒸发器提高浓度至150g/L，然后经冷冻结晶得到硫酸钠晶体，结晶温度为5℃。硫酸钠晶体烘干。

实施例4

与实施例2的区别是：混凝成核剂采用的是经过表面油酸改性处理的Fe₃O₄。

以上过程中，运行结果如下表所示：

通过上表可以看出，通过本实用新型的方法可以将矿井水进行深度处理，并回收得到工业级的硫酸钠；絮凝过程可以使矿井水的浊度明显下降，通过实施例2和实施例3的对比可以看出，通过在混凝的过程中加入成核剂可以提高混凝过程对胶体的团聚作用，使混凝处理的效果提高，浊度的对比结果如图2所示；通过实施例4和实施例2的对比可以看出，采用表面油酸化处理的四氧化三铁作为混凝成核剂可以使表面的疏水基团吸附矿井水中的有机物，使混凝过程的效果更好，提高了浊度去除率，并且可以使后续采用陶瓷膜过滤处理时的膜稳定通量得到提高，通过图3的陶瓷膜的通量衰减曲线可以看出，实施例4中采用了油酸化处理的四氧化三铁作为混凝成核剂时，可以显著减缓陶瓷膜的通量减小的趋势。通过后续的除硬步骤处理，以及反渗透膜的浓缩处理后，可以回收得到的硫酸钠纯度在98%以上，白度在90%以上。

Claims

1.一种高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，包括：

混凝反应池（1），用于对矿井水进行混凝反应；

混凝剂加入罐（2），连接于混凝反应池（1），用于向混凝反应池（1）中加入混凝剂；

第一固液分离膜（5），连接于混凝反应池（1），用于对混凝反应池（1）中经过了混凝反应的废水进行固液分离处理；

第一反渗透膜（6），连接于第一固液分离膜（5）的滤液侧，用于对第一固液分离膜（5）的滤液进行反渗透浓缩处理；

沉淀反应池（7），连接于第一反渗透膜（6）的浓缩侧，用于对第一反渗透膜（6）的浓缩液进行沉淀反应除杂质阳离子处理；

NaOH加入罐（8）和Na₂CO₃加入罐（9），分别连接于沉淀反应池（7），分别用于向沉淀反应池（7）中加入NaOH和Na₂CO₃；

第二固液分离膜（10），连接于沉淀反应池（7），用于对沉淀反应池（7）中反应得到的废水进行固液分离处理；

第二反渗透膜（11），连接于第二固液分离膜（10）的滤液侧，用于对第二固液分离膜（10）的渗透液进行浓缩处理；

离子交换树脂柱（12），连接于第二反渗透膜（11）的浓缩侧，用于对第二反渗透膜（11）的浓缩液进行离子交换除杂质阳离子的处理；

第三反渗透膜（13），连接于离子交换树脂柱（12），用于对离子交换树脂柱（12）的产水进行浓缩处理；

蒸发结晶装置（14），连接于第三反渗透膜（13）的浓缩侧，用于对第三反渗透膜（13）的浓缩液进行蒸发结晶处理，得到回收Na₂SO₄。

2.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，还包括：成核剂加入罐（3），连接于混凝反应池（1），用于向混凝反应池（1）中加入混凝成核剂。

3.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，还包括：絮凝剂加入罐（4），连接于混凝反应池（1），用于向混凝反应池（1）中加入絮凝剂。

4.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，第一固液分离膜（5）和/或第二固液分离膜（10）的平均孔径范围是50-2000nm。

5.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，离子交换树脂柱（12）中装填的是弱酸性阳离子交换树脂。

6.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，第三反渗透膜（13）是碟管式反渗透。

7.根据权利要求1所述的高矿化度矿井水处理的装置，其特征在于，蒸发结晶装置（14）由MVR蒸发器和冷冻结晶器组成。