CN219174370U - 一种膜浓水浓缩蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种膜浓水浓缩蒸发系统，包括预处理沉淀单元、连接预处理沉淀单元的多效板式蒸发单元、连接多效板式蒸发单元的母液干化单元、以及为母液干化单元提供热源和为多效板式蒸发单元提供生蒸汽的热泵单元；所述预处理沉淀单元包括用于去除氟离子的一级混凝沉淀模块和用于去除COD的二级混凝沉淀模块，所述多效板式蒸发单元包括用于回收蒸汽热能为预处理原液加热的蒸汽预热器和用于回收冷凝水热能为预处理原液加热的冷凝水预热器，所述母液干化单元包括干化机和连接干化机的干化冷凝水罐。本实用新型实现了通过沉淀预处理、热泵蒸发、母液干化结合的方式稳定、经济、有效的对膜浓水处理。

Description

一种膜浓水浓缩蒸发系统

技术领域

本实用新型属于废水技术领域，尤其涉及一种膜浓水浓缩蒸发系统。

背景技术

膜处理技术以其低能耗、工艺简单和出水水质好等优点，近年来已成为深度处理企业废水的有效技术。但膜处理是一个物理分离过程，经膜处理后的废水必然会产生高COD、高色度和高总溶解性固体(tds)的浓缩液。大多数膜工艺浓水是无法直接采用生化法处理的，必须先通过有效的处理手段降低浓水中的COD、盐度、生物毒性等，才可以进一步处理及回用。

现有膜浓水处理的普遍做法是经过简单的物化预处理或者不经过预处理直接与其他生产环节排放的低浓度废水混合，以降低浓水中的盐度等，再通过特定排放口直接排放到接受水体中。采用这种处理方式高效价廉，但反渗透浓水中的有害物质及离子并未直接去除；或者通过蒸发浓缩，将高盐废液中的盐分蒸发出来，而蒸发器的设备投资成本制约着大多数企业，传统蒸发器的直接热源蒸汽也限制了蒸发处理工艺的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种膜浓水浓缩蒸发系统，从而实现通过沉淀预处理、热泵蒸发、母液干化结合的方式稳定、经济、有效的对膜浓水处理。为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种膜浓水浓缩蒸发系统，包括预处理沉淀单元、连接预处理沉淀单元的多效板式蒸发单元、连接多效板式蒸发单元的母液干化单元、以及为母液干化单元提供热源和为多效板式蒸发单元提供生蒸汽的热泵单元；所述预处理沉淀单元包括用于去除氟离子的一级混凝沉淀模块和用于去除COD的二级混凝沉淀模块，所述多效板式蒸发单元包括用于回收蒸汽热能为预处理原液加热的蒸汽预热器和用于回收冷凝水热能为预处理原液加热的冷凝水预热器，所述母液干化单元包括干化机和连接干化机的干化冷凝水罐。

具体的，所述一级混凝沉淀模块连接有液碱加药泵、氯化钙加药泵、PAM加药泵、PAC加药泵、硫酸加药泵。

具体的，所述二级混凝沉淀模块连接有硫酸加药泵、硫酸亚铁加药泵、双氧水加药泵、液碱加药泵、PAM加药泵。

具体的，所述一级混凝沉淀模块和二级混凝沉淀模块的沉淀污泥分别连接至污泥浓缩池。

具体的，所述污泥浓缩池连接用于搅拌处理污泥的预处理污泥槽，所述预处理污泥槽连接板框压滤机。

具体的，所述多效板式蒸发单元包括三效蒸发模块、连接三效蒸发模块的二效蒸发模块、连接二效蒸发模块的一效蒸发模块。

具体的，所述预处理原液经过蒸汽预热器和冷凝水预热器连接三效蒸发模块。

具体的，所述三效蒸发模块包括三效加热器、连接三效加热器的三效分离器；所述二效蒸发模块包括二效加热器、连接二效加热器的二效分离器；所述一效蒸发模块包括一效加热器、连接一效加热器的一效分离器，所述三效加热器连接二效加热器，所述二效加热器连接一效加热器，所述一效加热器排出的浓缩液输送至母液干化单元。

具体的，所述一效加热器连接有接收冷凝水的一效气液分离器，所述二效加热器连接有接收冷凝水的二效气液分离器，所述三效加热器连接有接收冷凝水的三效气液分离器，所述一效气液分离器、二效气液分离器、三效气液分离器串连接入冷凝水预热器。

具体的，所述三效分离器通过蒸汽管路连接至冷凝器，所述冷凝器连接至蒸汽预热器。

与现有技术相比，本实用新型一种膜浓水浓缩蒸发系统的有益效果主要体现在：

膜浓水经过预处理、蒸发处理、干化处理，能有效减少毒废排出，降低整体运行成本，组合式的工艺可以适合多种工况，面对复杂的膜浓水降低浓水中的COD、盐度、生物毒性，可以进一步处理及回用，可以应对膜浓水不同阶段的水质，做到稳定、经济、有效，保证出水水质长期稳定；多效板式蒸发单元利用冷凝水预热器和蒸汽预热器对预处理原液进行加热，有效利用回收能量，节约系统能源。

附图说明

图1为本实用新型实施例的预处理沉淀单元示意图；

图2为本实施例中污泥压滤结构示意图；

图3为本实施例中多效板式蒸发单元示意图；

图4为本实施例中母液干化单元示意图；

图5为本实施例中热泵单元示意图；

图中数字表示：

1预处理沉淀单元、11一级混凝沉淀模块、12二级混凝沉淀模块、13污泥浓缩池、14预处理污泥槽、15板框压滤机、16压榨水箱、17压滤液外排水池、2多效板式蒸发单元、21蒸汽预热器、22冷凝水预热器、23三效加热器、24三效分离器、25二效加热器、26二效分离器、27一效加热器、28一效分离器、3母液干化单元、31干化机、32干化冷凝水罐、4热泵单元、41蒸发器、42热泵机组、5一效气液分离器、51二效气液分离器、52三效气液分离器、6冷凝器、61不凝气气液分离器。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：

参照图1-5所示，本实施例为一种膜浓水浓缩蒸发系统，包括预处理沉淀单元1、连接预处理沉淀单元1的多效板式蒸发单元2、连接多效板式蒸发单元2的母液干化单元3、以及为母液干化单元3提供热源和为多效板式蒸发单元2提供生蒸汽的热泵单元4。

预处理沉淀单元1包括用于去除氟离子的一级混凝沉淀模块11和用于去除COD的二级混凝沉淀模块12。由于废水含有一定浓度的氟离子，首先调节废水的pH值呈9左右，随后加入Ca(OH)₂将废水中的氟离子转化为氟化钙沉淀，废水中的重金属离子生成沉淀。为避免后端多效板式蒸发单元堵塞，并通过混凝沉淀反应将废液中的悬浮物、重金属沉淀物以固体的形式排出体系外，污泥压滤后委外。上清液进入pH调节池内，回调废水的pH值呈中性，随后进入二级混凝沉淀模块12进一步处理。一级混凝沉淀模块11连接有液碱加药泵、氯化钙加药泵、PAM加药泵、PAC加药泵、硫酸加药泵。根据不同的加药泵选择不同的加药类型，进行浓水处理。

二级混凝沉淀模块12由芬顿氧化池、絮凝沉淀池、pH回调池、过滤池组成，当废液中有机物为低沸点时，通过深度处理去除废水中的有机物及降低其他无机污染因子浓度，保证多效板式蒸发单元出水达标，当生废液中有机物达标或有机物为高沸点时，芬顿氧化池可不加药，节约运行成本。上清液进入多效板式蒸发单元2进一步处理，污泥压滤后委外。二级混凝沉淀模块12连接有硫酸加药泵、硫酸亚铁加药泵、双氧水加药泵、液碱加药泵、PAM加药泵。根据不同的加药泵选择不同的加药类型，进行浓水处理。

一级混凝沉淀模块11和二级混凝沉淀模块12的沉淀污泥分别连接至污泥浓缩池13，污泥浓缩池13连接预处理污泥槽14，预处理污泥槽14对污泥进行搅拌处理，预处理污泥槽14连接板框压滤机15，预处理污泥槽14连接板框压滤机15的管路上设置有板框进料泵，同时该管路上还设置有PAM加药泵。板框压滤机15连接用于进水的压榨水箱16，板框压滤机15连接有用于排水的压滤液外排水池17。

多效板式蒸发单元2包括三效蒸发模块、连接三效蒸发模块的二效蒸发模块、连接二效蒸发模块的一效蒸发模块；预处理原液经过蒸汽预热器21进行初步加热，有效利用三效加热器的余热；预处理原液从蒸汽预热器21排出经过冷凝水预热器22进行再次加热，有效利用冷凝水的余热，冷凝水从冷凝水预热器22排出。

冷凝水预热器22连接三效蒸发模块，三效蒸发模块包括三效加热器23、连接三效加热器23的三效分离器24；二效蒸发模块包括二效加热器25、连接二效加热器25的二效分离器26；一效蒸发模块包括一效加热器27、连接一效加热器27的一效分离器28。三效加热器23连接二效加热器25，二效加热器25连接一效加热器27。生蒸汽依序进入一效加热器27、一效分离器28、二效加热器25、二效分离器26、三效加热器23、三效分离器24，一效加热器27连接有接收冷凝水的一效气液分离器5，二效加热器25连接有接收冷凝水的二效气液分离器51，三效加热器23连接有接收冷凝水的三效气液分离器52，一效气液分离器5、二效气液分离器51、三效气液分离器52串连接入冷凝水预热器22，从各个加热器排出的冷凝水为预处理原液进行加热。

三效分离器24通过蒸汽管路连接至冷凝器6，冷凝器6连接至蒸汽预热器21，从三效分离器24出来的废蒸汽经过冷凝器6降温，仍然存有余温，可对预处理原液进行加热，有效回收利用能源。冷凝器6还连接有不凝气气液分离器61，生蒸汽中含有一些不凝气，不凝气从不凝气气液分离器61排出，部分冷凝水从不凝气气液分离器61排出。

一效加热器27排出的浓缩液，输送至母液干化单元3。预处理原液进入三效蒸发单元，在其中产生二次蒸汽，达到蒸发部分水分，提升浓度目的；三效蒸发单元排出的预处理原液运送至二效蒸发单元，再次蒸发浓缩，同理，预处理原液再次运送至一效蒸发单元，再次蒸发浓缩，一效蒸发单元排出蒸发母液至母液干化单元3，部分母液外排处置。

母液干化单元3包括干化机31和连接干化机31的干化冷凝水罐32。浓缩液经过泵进入干化机31，干化机31接入热泵单元4的生蒸汽，干化机31连接有干化冷凝水罐32，干化冷凝水罐32的冷凝水外排处理。干化机31用流量计计量，按设定流量一次完成进料；搅拌开启，蒸汽阀打开，持续加热浓缩液；由于筒内为真空(约－0.09MPa)，污水约40-50℃左右就开始沸腾，蒸发干燥产生的二次蒸汽经过除沫器净化后在冷凝器内通过间接换热冷凝流至干化冷凝水罐32。由于蒸发温度不高，出水有机物含量很低，尾气也较少，冷凝液通过泵自动排出装置。冷凝水可做中水回用或二次处理后排放；废水不停在蒸发，浓度逐渐升高，逐渐接近于固态；当筒内废水被干化至固态，蒸汽阀关闭，设备停止供热，系统放空，出料；固体进行收集打包，完成后关闭出料阀，进新料开始下一个蒸发循环。

热泵单元4的热源由高温热泵提供，高温热泵型蒸汽发生机组利用压缩式制冷循环原理，通过在蒸发器41侧提取外部热源，消耗一定电能压缩机组中循环流动的制冷剂，在冷凝器侧对外输出热量。热泵机组42使用侧高温高压的热水进入末端设备闪蒸器节流闪蒸输出饱和蒸汽，同时闪蒸器底部余下的大量饱和水再经过高温泵循环回到机组冷凝器进一步加热。机组外接水源进行实时补水。单台机组制取105℃、0.6t/h的蒸汽，根据计算所得，要求单台机组的制热量约为406kW。选用超高温热泵机组，其设计状况下(蒸发器进出水温度60/57.5℃，冷凝器进出水温度105/110℃)，机组制热量为464kW，功率为144kW，cop为3.22。机组出水110℃，经过闪蒸罐，制取105℃的蒸汽。单台机组，制取115℃的蒸汽时，其蒸汽量为0.64t/h。

应用本实施例时，膜浓水经过预处理、蒸发处理、干化处理，能有效减少毒废排出，降低整体运行成本，组合式的工艺可以适合多种工况，面对复杂的膜浓水降低浓水中的COD、盐度、生物毒性，可以进一步处理及回用，可以应对膜浓水不同阶段的水质，做到稳定、经济、有效，保证出水水质长期稳定；多效板式蒸发单元利用冷凝水预热器和蒸汽预热器对预处理原液进行加热，有效利用回收能量，节约系统能源。

在本实用新型的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：包括预处理沉淀单元、连接预处理沉淀单元的多效板式蒸发单元、连接多效板式蒸发单元的母液干化单元、以及为母液干化单元提供热源和为多效板式蒸发单元提供生蒸汽的热泵单元；所述预处理沉淀单元包括用于去除氟离子的一级混凝沉淀模块和用于去除COD的二级混凝沉淀模块，所述多效板式蒸发单元包括用于回收蒸汽热能为预处理原液加热的蒸汽预热器和用于回收冷凝水热能为预处理原液加热的冷凝水预热器，所述母液干化单元包括干化机和连接干化机的干化冷凝水罐。

2.根据权利要求1所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述一级混凝沉淀模块连接有液碱加药泵、氯化钙加药泵、PAM加药泵、PAC加药泵、硫酸加药泵。

3.根据权利要求1所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述二级混凝沉淀模块连接有硫酸加药泵、硫酸亚铁加药泵、双氧水加药泵、液碱加药泵、PAM加药泵。

4.根据权利要求1所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述一级混凝沉淀模块和二级混凝沉淀模块的沉淀污泥分别连接至污泥浓缩池。

5.根据权利要求4所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述污泥浓缩池连接用于搅拌处理污泥的预处理污泥槽，所述预处理污泥槽连接板框压滤机。

6.根据权利要求1所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述多效板式蒸发单元包括三效蒸发模块、连接三效蒸发模块的二效蒸发模块、连接二效蒸发模块的一效蒸发模块。

7.根据权利要求6所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述预处理原液经过蒸汽预热器和冷凝水预热器连接三效蒸发模块。

8.根据权利要求6所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述三效蒸发模块包括三效加热器、连接三效加热器的三效分离器；所述二效蒸发模块包括二效加热器、连接二效加热器的二效分离器；所述一效蒸发模块包括一效加热器、连接一效加热器的一效分离器，所述三效加热器连接二效加热器，所述二效加热器连接一效加热器，所述一效加热器排出的浓缩液输送至母液干化单元。

9.根据权利要求8所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述一效加热器连接有接收冷凝水的一效气液分离器，所述二效加热器连接有接收冷凝水的二效气液分离器，所述三效加热器连接有接收冷凝水的三效气液分离器，所述一效气液分离器、二效气液分离器、三效气液分离器串连接入冷凝水预热器。

10.根据权利要求9所述的一种膜浓水浓缩蒸发系统，其特征在于：所述三效气液分离器通过蒸汽管路连接至冷凝器，所述冷凝器连接至蒸汽预热器。

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