CN212050614U - 一种含盐污水浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种含盐污水浓缩系统。将含盐污水进行浓缩能够有效提高污水处理量，降低处理元件损耗程度。针对现有技术中增湿减湿技术通常需要采用多级换热或蒸汽导出装置、增加先期投入的技术缺陷，本实用新型提供了一种含盐污水浓缩系统，所述污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔，该系统充分利用污水浓缩系统中增湿减湿过程中的热量交换，无需多级换热装置，浓缩系统中无有害成分的生产，并且该系统还能够应用于其他溶液的浓缩处理，具有良好的应用前景。

Description

一种含盐污水浓缩系统

技术领域

本实用新型属于含盐污水浓缩技术领域，具体涉及一种含盐污水浓缩系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

含盐污水主要来源于煤化工、电力及石油化工等企业的生产过程，由于这些废水中含盐量较高，直接排放会破坏周边土壤，同时含盐废水中包含较多油、有机重金属及放射性物质，具有一定的回收价值。

目前本领域针对含盐污水的处理方法大致分为两类物理化学法和生物处理法，物理化学法主要包括反渗透法除盐法、电渗析除盐法、离子交换除盐法、纳滤法除盐法和蒸发结晶法除盐法等。电渗析除盐法是在外加电场的作用下，使用阴阳离子交换膜达到处理含盐污水的目的；离子交换除盐法是将离子交换树脂与污水接触，通过离子交换法除去含盐污水中的盐；纳滤法除盐法也采用膜分离技术，但具有很强的选择性；蒸发结晶除盐法是采用热源通过蒸发将含盐污水中的水分蒸发出来，包括采用单效、双效和三效等方法将含盐污水高度浓缩。生物处理法主要是通过耐盐和嗜盐微生物来处理含盐污水。反渗透除盐法采用膜分离技术，依靠渗透压差来处理含盐污水的工艺，具有成本低廉、效益高和适应性强等优点，在工业领域得到广泛应用。对于含盐废水的主要处理思路为采用低成本的方式将盐和水进行分离，并分别回收利用。直接采用上述手段处理含盐污水虽然能够实现，但是能耗巨大。在分离之前将含盐污水进行浓缩的方式可以有效降低后续处理的工作量，降低元件损耗程度。

现有技术中具有以空气为载体蒸发浓缩含盐废水的方案，通过增湿减湿的方法，以流动的空气作为水蒸气的载体携带含盐水中的水份进入冷凝装置进行去除，能够低能耗、高效率的优点；但发明人认为上述方案中通常需要多级蒸汽导出或换热结构，先期投入和后期维护成本较高。

实用新型内容

针对上述研究背景，本实用新型提供了一种含盐污水浓缩系统，基于以空气为载体、通过增湿塔实现低浓度含盐污水浓缩的原理，合理配置系统中能量的转换，无需多级换热、导出装置，可适用于多种化工产业中溶液的浓缩。

基于上述技术效果，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型第一方面，提供一种接触换热式污水浓缩系统，所述污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔；所述加热装置设置于增湿塔进水管路上，用于加热进入增湿塔的低浓度污水；所述增湿塔进水口设置于增湿塔上方，所述增湿塔顶部具有管路与冷凝塔顶部连通、下方与风机连通使空气进入增湿塔；

所述冷凝塔下方具有管路与外界相通，内部冷凝水管路与冷却塔构成回路；所述预热器设置于冷凝塔流向冷却塔的管路上，并且与风机相连，将冷凝塔流出热水的热量供给风机以加热进入增湿塔的空气。

本实用新型提供的污水浓缩系统中，通过将低浓度含盐污水加热至80℃或更高温度，在进入增湿塔之后能够通过喷淋形成良好的雾化效果，风机从增湿塔下方逆向吹入空气，携带盐水蒸汽中的水蒸气部分进入冷凝塔中形成冷凝水。

冷凝塔采用盘管式冷凝设备，水蒸气流经盘管换热凝结成为水份落在接水盘中，在泵的作用下进入冷却塔中。另一方面，接受了水蒸气热量的冷凝水流经预热器将热量传递给风机，使进入增湿塔的空气温度升高至38℃及以上，空气温度升高更加利于空气在增湿塔内向上方流动，降低风机的能耗。

另外，该实用新型生产过程中产生的气体排放符合国家标准：VOC中苯、甲苯、甲醛排放量分别小于等于17mg/m³、60mg/m³、30mg/m³，颗粒物PM2.5的限值是35/75μg/m³(日均，一级/二级)、液滴小于等于75mg/Nm³等。经冷凝塔排放的空气经过盘管换热、温度显著降低后再排放至外界，能够降低生产过程的安全隐患，减少生产事故的发生概率。

本实用新型还提供基于第一方面所述接触换热式污水浓缩系统的含盐污水浓缩工艺，低浓度含盐污水通过所述加热装置加热后进入增湿塔，通过增湿塔内部的喷嘴喷淋形成蒸气，开启风机将热空气通入增湿塔内部，之后从增湿塔底部收集高浓度含盐污水。

以上一个或多个技术方案的有益效果是：

本实用新型提供的污水浓缩系统中，各装置的配置方式更加合理，各司其职的同时又能够相得益彰，没有冗余装置，能够显著降低前期投入、降低运行维护成本，具有良好的推广意义。

附图说明

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

图1为实施例1中所述接触换热式污水浓缩系统结构示意图；

其中，1、热交换器；2、增湿塔；3、冷凝塔；4、冷却塔；5、预热器；6、风机；7、冷凝水水管；8、循环水水管。

具体实施方式

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

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种接触换热式含盐污水浓缩系统及工艺。

本实用新型第一方面，提供一种接触换热式污水浓缩系统，所述污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔；所述加热装置设置于增湿塔进水管路上，用于加热进入增湿塔的低浓度污水；所述增湿塔进水口设置于增湿塔上方，所述增湿塔顶部具有管路与冷凝塔顶部连通、下方与风机连通使空气进入增湿塔；

所述冷凝塔下方具有管路与外界相通，内部冷凝水管路与冷却塔构成回路；所述预热器设置于冷凝塔流向冷却塔的管路上，并且与风机相连，将冷凝塔流出热水的热量供给风机以加热进入增湿塔的空气。

优选的，所述加热装置为热交换器。

进一步优选的，所述热交换器的温度为≥85℃。

进一步优选的，所述热交换器的材质选自不锈钢、普通黄铜及工业纯铜等金属材料，或陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯及石墨等非金属材料。

优选的，所述进入增湿塔的低浓度污水温度≥80℃。

优选的，所述增湿塔为接触式换热增湿塔。

进一步优选的，所述接触式换热增湿塔内部具有喷嘴，具体的，为加压喷嘴。

进一步优选的，所述增湿塔内部具有内衬，所述内衬选自玻璃钢、碳钢、不锈钢或者钛材料。

优选的，增湿塔进水管路还具有泵，用于将低浓度污水泵送至增湿塔中。

优选的，所述增湿塔底部具有出水管路或收集装置，用于将浓缩后的污水运输至后续处理系统或对浓缩后的污水进行收集。

优选的，所述进入增湿塔的空气温度≥38℃。

优选的，所述冷凝水内部管路与冷却塔构成的回路上具有泵。

优选的，所述冷凝塔内部管路下方具有接水盘，用于盛接冷凝形成的水。

进一步优选的，所述接水盘通过管路与冷却塔连通。

优选的，所述冷却塔采用横流式冷却塔。

进一步优选的，所述冷却塔的进出口具有热敏电阻，通过自动控制系统实现对回路中冷凝水的降温效果。

优选的，提供一种基于所述接触换热式污水浓缩系统的含盐污水浓缩工艺，所述含盐污水浓缩工艺基于第一方面所述接触换热式污水浓缩系统进行，低浓度含盐污水通过所述加热装置加热后进入增湿塔，通过增湿塔内部的喷嘴喷淋形成蒸气，开启风机将热空气通入增湿塔内部，之后从增湿塔底部收集高浓度含盐污水。

进一步优选的，所述加热装置温度为≥85℃。

进一步优选的，所述进入增湿塔的低浓度污水温度≥80℃。

进一步优选的，所述进入增湿塔的热空气温度≥38℃。

进一步优选的，所述浓缩工艺还包括将部分或全部浓缩后的含盐污水通入未处理的低浓度含盐污水中。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例中，提供一种含盐污水浓缩系统，所述浓缩系统结构如附图1所示，包括热交换器1、增湿塔2、冷凝塔3、冷却塔4、预热器5、风机6。

所述热交换器1设置于增湿塔2的进水管路上，用于加热进入增湿塔的低浓度污水。所述热交换器1具体为高温热水热交换器，陶瓷材质，温度设置为90℃。流经热交换器1进入增湿塔的低浓度污水温度可以达到85℃。

所述增湿塔2顶部具有管路与冷凝塔3顶部连通、下方与风机连通使空气进入增湿塔2。增湿塔2为接触换热式增湿塔，进水管路的进水口设置于增湿塔2上方，高温废水进入增湿塔2后经塔内喷嘴喷淋形成蒸汽。下方风机将空气引入增湿塔2内部，空气与蒸气逆向流动，空气会带走蒸汽中的部分水蒸气，从而实现含盐污水的浓缩，浓缩后的高浓度污水落在增湿塔2底部，通过管路引出。

所述冷凝塔3内部具有盘管式的冷凝水管路，通过冷却塔4对冷凝水进行降温。热空气携带水蒸气从增湿塔2顶部的管路进入冷凝塔3中，接触低温的冷凝管盘管后凝结成水落在下方的接水盘中；冷凝管下方具有与外界连通的管路，用于排放多余的气体。所述管路内部设置有除雾器及风机，从冷凝塔顶部流入的空气，经除雾器处理成空气，被风机抽出冷凝塔。

所述冷凝塔3内部盘管与冷却塔构成回路，包括附图1中所示冷凝水水管7、及循环水水管8。所述预热器5设置于冷凝水水管7上，并且与风机6相连，所述预热器5将冷凝塔中流出热水的热量供给风机以加热进入增湿塔的空气，使进入增湿塔的空气温度达到39℃。

所述冷却塔4为横流式冷却塔，所述冷凝塔4盘管中流出的冷凝水通过循环水管路8流入冷却塔4中，经冷却后经冷凝水管路7流回冷凝塔3中。另外，冷凝塔3中接水盘通过管路与冷却塔4连通，通过泵将接水盘中盛接的水份抽送至冷却塔进行降温。

实施例2

本实施例中，提供一种实施例1中所述含盐污水浓缩系统的替换方案：所述增湿塔的内部具有内衬，所述内衬选自玻璃钢、碳钢、不锈钢或者钛材料，用以降低污水中盐分对内壁的腐蚀作用，延长元件使用周期。

实施例3

本实施例中，提供一种实施例1中含盐污水浓缩系统的替换方案：所述冷却塔的进出口具有热敏电阻，通过自动感应管路中冷凝水的温度从而控制制冷设备的开启，进一步节约生产能源。

实施例4

本实施例中，提供一种通过实施例1中含盐污水浓缩系统进行含盐污水浓缩的工艺，所述工艺包括以下步骤：

低浓度含盐污水通过泵运送至增湿塔，经过热交换器加热后至温度达到85℃，进入增湿塔后，低浓度含盐污水经增湿塔内部的喷嘴雾化成为蒸汽，通过开启风机将热空气通入增湿塔内部，空气与蒸汽逆向流动将水蒸气携带至冷凝塔中。一段时间后，从增湿塔底部回收高浓度含盐污水。

实施例5

本实施例中，提供一种实施例4的替代方法，所述增湿塔底部的高浓度含盐污水通过管路部分通入未处理的低浓度含盐污水中，进一步提高浓缩程度的同时，还能够将部分热量传递至低浓度含盐废水，起到预热作用。

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

Claims (12)

1.一种含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述含盐污水浓缩系统包括加热装置、增湿塔、冷凝塔、风机、预热器及冷却塔；所述加热装置设置于增湿塔进水管路上，用于加热进入增湿塔的低浓度污水；所述增湿塔进水口设置于增湿塔上方，所述增湿塔顶部具有管路与冷凝塔顶部连通、下方与风机连通使空气进入增湿塔；

所述冷凝塔下方具有管路与外界相通，内部冷凝水管路与冷却塔构成回路；所述预热器设置于冷凝塔流向冷却塔的管路上，并且与风机相连，将冷凝塔流出热水的热量供给风机以加热进入增湿塔的空气。

2.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述加热装置为热交换器。

3.如权利要求2所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述热交换器的温度为≥85℃；

或所述热交换器的材质选自不锈钢、普通黄铜及工业纯铜等金属材料，或陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯及石墨等非金属材料；

或所述进入增湿塔的低浓度污水温度≥80℃。

4.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述增湿塔为接触式换热增湿塔。

5.如权利要求4所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述接触式换热增湿塔内部具有喷嘴，具体的，为加压喷嘴。

6.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述增湿塔内部具有内衬，所述内衬选自玻璃钢、碳钢、不锈钢或者钛材料。

7.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，增湿塔进水管路还具有泵，用于将低浓度污水泵送至增湿塔中；

或所述增湿塔底部具有出水管路或收集装置，用于将浓缩后的污水运输至后续处理系统或对浓缩后的污水进行收集；

或所述进入增湿塔的空气温度≥38℃。

8.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述冷凝水内部管路与冷却塔构成的回路上具有泵。

9.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述冷凝塔内部管路下方具有接水盘，用于盛接冷凝形成的水。

10.如权利要求9所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述接水盘通过管路与冷却塔连通。

11.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述冷却塔采用横流式冷却塔。

12.如权利要求1所述含盐污水浓缩系统，其特征在于，所述冷却塔的进出口具有热敏电阻，通过自动控制系统实现对回路中冷凝水的降温效果。

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