CN216997743U

CN216997743U - 一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置

Info

Publication number: CN216997743U
Application number: CN202220604261.4U
Authority: CN
Inventors: 苏乐恒; 凌瑞添; 柴晗磊; 张硕轩; 黎阳
Original assignee: Northeastern University Qinhuangdao Branch
Current assignee: Northeastern University Qinhuangdao Branch
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2032-03-21

Abstract

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体是一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置。其包括蒸馏舱和冷凝舱，所述蒸馏舱的侧壁上设置有工业废水排入口，所述蒸馏舱的顶部设置有与所述冷凝舱连通的气体顺流管道和气体回流管道，所述蒸馏舱的底部设置废料排出口；所述蒸馏舱内设置与闭式水系统连通的铜管集束，所述蒸馏舱上还设置舱内压力调节组件，所述冷凝舱内设置冷却组件，所述冷凝舱底部设置蒸馏水排出口。本实用新型无需高功率加热装置，并且具有占地面积小、处理效率高、使用场景广的效果。

Description

一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置。

背景技术

工业生产中会产生许多废弃物，工业废水就是常见的工业废弃物。而以火电厂为首的诸多传统企业由于污水处理方法陈旧，资源利用率较低，工厂内部资源循环能力差，导致工厂出现水资源紧缺、污水处理压力大等问题。因此在工业生产的可持续发展中，工业污水的专业化处理十分重要。

目前我国工业废水的处理方式主要有高速离心沉降、化学沉降过滤、离子交换这几种方法。其中，高速离心沉降是目前我国工业常用的污水处理方式。该设备通过加减速气体获得的巨大势能向扩压器中不断加压，以此产生高压气体进入回流器，将废水中污染物循环压缩沉降。高速离心沉降效果单一，对于废水中化学物质的处理效果差，且造价较高，而且此类设备对电能的消耗较大，维护成本较高且生产工艺复杂，周期较长，环保性处理效能差。化学沉降过滤效果单一，且会引入其他污染性杂质，目前正在逐渐被行业淡化淘汰。离子交换则主要用于体量较小，杂质或污染物单一，不适用于无机工业废水的处理。

现有的处理污水装置，往往只能准对某一特定领域所产生的废水进行统一的粗略处理，效果单一，且处理效果无保障。这也就意味着针对不同废水需要多种污水处理装置针对性进行处理，对能源造成了多次浪费，同时极大地增加了污水处理的成本。

当前市面上对工业废热的处理方式多为冷却塔处理法，即把工业生产所产生的热水泵入凉水塔的铜管中，用喷雾的方式将冷水喷在铜管上，利用水的蒸发带走热量，少部分水蒸气于塔内冷凝，注入循环水水池中，而大部分水蒸气则逸散到塔外，难以进行回收。这种处理方式不仅浪费了工业生产中的低品位热能，又造成了不必要的水资源浪费，是一种对资源和能量较为浪费的处理方式。

实用新型内容

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其解决了现有技术中污水处理造成的资源浪费及处理效率低的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，包括蒸馏舱和冷凝舱，所述蒸馏舱的侧壁上设置有工业废水排入口，所述蒸馏舱的顶部设置有与所述冷凝舱连通的气体顺流管道和气体回流管道，所述蒸馏舱的底部设置废料排出口；所述蒸馏舱内设置与闭式水系统连通的铜管集束，所述蒸馏舱上还设置舱内压力调节组件，所述冷凝舱内设置冷却组件，所述冷凝舱底部设置蒸馏水排出口。

进一步地，所述气体顺流管道和所述气体回流管道上均设置有促流扇。

进一步地，所述舱内压力调节组件包括与所述蒸馏舱连接的真空泵，以使所述蒸馏舱内的压力处于负压状态；以及设置在所述蒸馏舱上的进气孔，以使所述蒸馏舱内的压力恢复到常压状态。

进一步地，所述蒸馏舱内的压力通过所述真空泵调整为5000Pa。

进一步地，所述冷却组件包括制冷器和两组回型铜管，所述制冷器设置在所述冷凝舱的外部，两组所述回型铜管设置在所述冷凝舱的内部上方，两组所述回型铜管之间设置有一隔板。

进一步地，一组所述回型铜管对应的所述冷凝舱的顶部与所述气体顺流管道连通，另一组所述回型铜管对应的所述冷凝舱的顶部与所述气体回流管道连通。

进一步地，所述蒸馏舱内设置废水液位计和真空表。

进一步地，所述冷凝舱内设有蒸馏水液位计。

本实用新型的有益效果是：本实用新型基于“节能减排”理念，提供一种利用工业废热的低耗能、高效率、零排放的低温蒸馏污水处理装置。本实用新型充分利用传统工业所忽视的闭式水热量，将其用于工业废水处理环节中，实现工厂的废水自处理。本实用新型基于“低耗能、高速率、零排放”的理念，针对市场痛点，利用低温蒸馏、多效精馏和换热器等基本原理，研制出了该污水处理装置。本实用新型无需高功率加热装置，并且具有占地面积小、处理效率高、使用场景广的效果。

附图说明

图1为本实用新型一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置的主视结构示意图；

图3为图1的A-A剖视示意图。

图中：1、铜管集束顶部管道；2、蒸馏舱；3、铜管集束；4、真空泵；5、工业废水排入口；6、铜管集束底部管道；7、废料排出口；8、进气孔；9、气体回流管道；10、促流扇；11、气体顺流管道；12、回型铜管；13、冷凝舱；14、蒸馏水排出口；15、隔板；16、制冷器。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

实施例1：

参照图1-图3，本实用新型提供一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置。该装置包括蒸馏舱2和冷凝舱13，舱体上连有各种管道以实现物料和能量的交换。本实用新型采用闭式水中储藏的废弃热能作为热源对待处理的工业废水进行低温蒸馏。处理工业废水的能源来源为行业首创，可同时实现闭式水冷却和工业废水低温蒸馏的高效精量化处理。将闭式水的冷却与工业废水的处理巧妙结合。

其中，蒸馏舱2主要负责蒸馏工作。蒸馏舱2的侧壁上设置有工业废水排入口5，工业废水由此排入蒸馏舱2进行蒸馏处理。蒸馏舱2的顶部设置有与冷凝舱13连通的气体顺流管道11和气体回流管道9，冷凝舱13内的气体通过气体回流管道9回流至蒸馏舱2，蒸馏舱2内的蒸馏蒸汽通过气体顺流管道11流入冷凝舱13。气体顺流管道11和气体回流管道9上均设置有促流扇10，用于引导气体流动。气体顺流管道11和气体回流管道9的两端处均设置有阀门，便于检修及处理紧急情况。蒸馏舱2的底部设置废料排出口7，用于固体物料或黏稠液排出，在处理周期结束后排出固体物料并由专门部门回收。本实用新型排出蒸馏后的固体物料或黏稠液的方式多样，可以为漏斗排出，或污水泵排出等方式。蒸馏舱2内设置与闭式水系统连通的铜管集束3，铜管集束3与蒸馏舱2内腔相互独立。工业闭式水由铜管集束顶部管道1流入铜管集束3，并由铜管集束底部管道6流出，流经铜管集束3期间与工业废水交换热量，加热废水使其蒸馏。蒸馏舱2上还设置舱内压力调节组件。舱内压力调节组件包括与蒸馏舱2连接的真空泵4，以使蒸馏舱2内的压力处于负压状态。还包括设置在蒸馏舱2上的进气孔8，以使蒸馏舱2内的压力恢复到常压状态。蒸馏舱2的舱体中上部为用于连接真空泵4的真空泵气孔，通过真空泵4控制舱内气压。蒸馏舱2的舱体顶部为进气孔8，每次处理周期结束后进行一次进气，以进入下一次处理周期。蒸馏舱2内还设置废水液位计、温度计和真空压力表，且废水液位计、温度计和真空压力表采集的数据会传输至控制台监控并于显示屏显示，以进行实时监控和自动化运行。

其中，冷凝舱13主要负责冷凝水蒸气。冷凝舱13内设置冷却组件，冷却组件包括制冷器16和两组回型铜管12。回型铜管12内有冷却液，与高温水蒸气交换热量，使水蒸气冷凝。回型铜管12的回型结构利于水蒸气与铜管充分接触，大幅提高水蒸气的冷凝速率。回型铜管12外接制冷器16，制冷器16基于空调原理设计，用于保持回型铜管12内冷却液的低温状态。制冷器16设置在冷凝舱13的外部，两组回型铜管12设置在冷凝舱13的内部上方。两组回型铜管12之间设置有一隔板15，以实现水蒸气的二次冷凝。其中一组回型铜管12对应的冷凝舱13的顶部与气体顺流管道11连通，蒸馏舱2内的高温蒸汽由气体顺流管道11进入冷凝舱13进行冷凝。另一组回型铜管12对应的冷凝舱13的顶部与气体回流管道9连通，冷凝舱13内的气体经过充分冷凝后通过气体回流管道9回流到蒸馏舱2。冷凝舱13底部设置蒸馏水排出口14，在一个处理周期结束后通过该管道排出冷凝后的蒸馏水。冷凝舱13内还设有蒸馏水液位计，其采集的数据会传输至控制台后台处理并于显示屏显示，以进行实时监控和自动化运行。

本实用新型的工作原理为：蒸馏舱2侧壁上接有工业废水排入口5，污水通过工业废水排入口5定量排入蒸馏舱2，随后关闭工业废水排入口5处的污水排水管阀门，此时蒸馏舱2底部的废料排出口7处的阀门与冷凝舱13底部的蒸馏水排出口14处的阀门均处于关闭状态，蒸馏舱2内为密闭空间。与蒸馏舱2连接的真空泵4开始抽气，调整蒸馏舱2内气压为5000Pa，使蒸馏舱2内形成负压，以降低工业废水的沸点至32℃左右。之后，将工业热水（即闭式水）通过铜管集束顶部管道1泵入铜管集束3中，工业热水与污水充分交换热量，工业废水沸腾，蒸出水蒸汽，通过气体顺流管道11中的正向的促流扇10通入冷凝舱13，流经一组回型铜管12时与其中的制冷剂充分交换热量，高温水蒸气冷凝为蒸馏水，于冷凝舱13收集。冷凝舱13内气体被气体回流管道9中的逆向的促流扇10带动，经过另一组回型铜管12二次冷凝后回流入蒸馏舱2。回型铜管12中的冷却液于外侧的制冷器16进行冷却，保持5℃恒温。工业废水经过蒸馏作用后分离为固体物料和蒸馏水，分别于蒸馏舱2和冷凝舱13收集。当废水内水分大部分蒸干，废水液面降低到一定程度时，则一个处理周期结束。进气孔8打开，恢复蒸馏舱2内气压至常压，随后打开蒸馏舱2底部的废料排出口7处的阀门与冷凝舱13底部的蒸馏水排出口14处的阀门，将固体物料与蒸馏水排出，完成一个循环。

本实用新型基于低温蒸馏技术，利用工业生产中产生的低品位热能对污水进行蒸馏处理，达到处理污水、回收物料资源和水资源的效果，具有“低耗能、高效率、零排放”的特点，促进企业内资源自循环，对“循环经济”的建设和“节能减排”战略具有推动作用。

本实用新型所利用的工业废热为40℃~50℃的低品位热能，可以利用的工业废热有：金属加工业、纺织业、化工厂、火电厂等企业所产生的需要冷却塔处理的工业废热，以及轮船汽轮机所产生的40℃~50℃的低品位废热等。

本实用新型的大小具有灵活性，蒸馏舱和冷凝舱的舱体结构具有模块化特点。蒸馏舱和冷凝舱的舱体大小均可随处理体量需求进行改变，舱体可作为单独模块改变放置位置，以适应厂房布局。

本实用新型可处理的污水种类多样：

（一）金属加工业中的：乳化液和脱脂溶液的浓缩回收、超声波清洗废液的浓缩、磷化液的浓缩回收、中和液的浓缩回收、电镀废液浓缩回收、压模铸造废液、冲洗液的资源回收、离子交换剂回收、其他稀释液浓缩回收。

（二）纺织业：漂白剂的浓缩回收、洗染清洗剂的浓缩回收、印染废液的回收、粘合剂清洗水的浓缩回收、脱脂液和磷化液的浓缩回收。

（三）火电厂：冲灰水的浓缩回收、除尘水的浓缩回收、工业污水的浓缩、废碱液的浓缩。

（四）轮船、生活用水所产生的灰水的浓缩和水资源回收。

Claims

1.一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：包括蒸馏舱和冷凝舱，所述蒸馏舱的侧壁上设置有工业废水排入口，所述蒸馏舱的顶部设置有与所述冷凝舱连通的气体顺流管道和气体回流管道，所述蒸馏舱的底部设置废料排出口；所述蒸馏舱内设置与闭式水系统连通的铜管集束，所述蒸馏舱上还设置舱内压力调节组件，所述冷凝舱内设置冷却组件，所述冷凝舱底部设置蒸馏水排出口。

2.根据权利要求1所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述气体顺流管道和所述气体回流管道上均设置有促流扇。

3.根据权利要求1所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述舱内压力调节组件包括与所述蒸馏舱连接的真空泵，以使所述蒸馏舱内的压力处于负压状态；以及设置在所述蒸馏舱上的进气孔，以使所述蒸馏舱内的压力恢复到常压状态。

4.根据权利要求3所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述蒸馏舱内的压力通过所述真空泵调整为5000Pa。

5.根据权利要求1所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述冷却组件包括制冷器和两组回型铜管，所述制冷器设置在所述冷凝舱的外部，两组所述回型铜管设置在所述冷凝舱的内部上方，两组所述回型铜管之间设置有一隔板。

6.根据权利要求5所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：一组所述回型铜管对应的所述冷凝舱的顶部与所述气体顺流管道连通，另一组所述回型铜管对应的所述冷凝舱的顶部与所述气体回流管道连通。

7.根据权利要求1所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述蒸馏舱内设置废水液位计和真空表。

8.根据权利要求1所述的一种利用低品位热能的低温蒸馏污水处理装置，其特征在于：所述冷凝舱内设有蒸馏水液位计。