[發明專利]一種高含鹽廢水的冷卻結晶脫鹽系統

有效

• 申請號: 201210120140.3
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102642966A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 王樹眾;公彥猛;徐東海;譚璇;唐興穎;馬紅和;王玉珍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;蘇州市艾克沃環境能源技術有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及廢水處理技術，特別涉及一種與超臨界水氧化相結合的、利用液氧作為冷源的、高含鹽(含鹽量＞3.5wt％)廢水冷卻結晶脫鹽系統，尤其是那些含溶解度隨溫度下降而顯著下降的無機鹽(如硫酸鈉)廢水的處理。

背景技術

石油化工、農藥、制藥和染料等化工行業及肉類、海產品等加工行業在生產過程中會排放大量高含鹽、高濃度、難生化降解的有機廢水。實踐表明，常規的生物處理技術來處理高含鹽廢水時需對該類廢水進行稀釋，將進水的鹽含量控制在1％以下，但要實現上述目的，會造成水資源的極大浪費，處理設施龐大，從而造成系統的投資增大，運行成本增高。

目前市場上對高含鹽廢水的脫鹽處理裝置主要是采用多效蒸發脫鹽，而多效蒸發不但耗費大量能源，而且廢水中成份復雜，蒸發器往往面臨嚴重的腐蝕和結垢問題。另一方面蒸發濃縮后的廢水需要冷卻后進入結晶器，進行晶漿和母液的分離。廢水的冷卻同樣也要消耗冷能即能量。為此有必要開發一種高含鹽廢水的脫鹽系統，使之能有效脫出廢水的含鹽量，同時大大減少能量的消耗。

超臨界水氧化技術(Supercritical?Water?Oxidation，簡稱SCWO)是一種近年來受到廣泛關注的有機廢物/廢水的新型處理技術。超臨界水氧化中所用的氧化劑有液氧、氧氣、空氣、過氧化氫等，其中液氧在進入反應器之前需要被預熱至較高溫度。在利用超臨界水氧化技術處理高含鹽有機廢水時，-183℃的低溫液氧是一種很好的可供利用的冷能來源。利用液氧的冷能，冷卻高含鹽廢水，可實現廢水預脫鹽的目的。由于高含鹽廢水水質差異，超臨界水氧化技術處理高含鹽廢水工藝所提供的液氧的量會發生劇烈波動，如果單純用液氧作為冷源，高含鹽廢水的冷卻結晶系統就很難穩定連續運行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用液氧作為冷源，通過冷卻使廢水中的無機鹽結晶析出，再通過離心分離實現廢水脫鹽的新工藝，可有效解決高含鹽廢水現有脫鹽工藝在多效蒸發時的高能耗問題，以及對設備的腐蝕和結垢等問題。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種高含鹽廢水的冷卻結晶脫鹽系統，其特征在于，包括接納廢水的廢水儲槽，該廢水儲槽的出口連接廢水換熱器的管側入口，廢水換熱器的管側出口連接冷卻結晶器下部的入口，冷卻結晶器的出口有兩個，上部出口輸出母液至綜合廢水池；底部出口輸出晶漿至離心機，離心機的上部出口輸出濾液至綜合廢水池，離心機的底部出口輸出濾渣至鹽回收池；所述廢水換熱器的殼側入口連接液氧換熱器的外管出口；液氧換熱器的外管入口連接乙二醇溶液儲罐的出口，乙二醇溶液儲罐的入口連接廢水換熱器的殼側出口，液氧換熱器的內管入口通入液氧，液氧換熱器的內管出口連接超臨界水氧化系統。

上述方案中，所述廢水換熱器與冷卻結晶器之間增加冷凍機組換熱器，該冷凍機組換熱器的管側入口連接廢水換熱器的管側出口，冷凍機組換熱器的管側出口連接冷卻結晶器下部的入口，冷凍機組換熱器的殼側與冷凍機組連接。

所述廢水儲槽內部設有冷卻盤管，冷卻盤管的入口通過一個循環泵與冷卻塔的液體入口連接，冷卻盤管的出口與冷卻塔的液體出口連接。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、與高濃度有機廢水的超臨界水氧化工藝結合，有效利用超臨界水氧化工藝中液氧的冷能，使高含鹽廢水的溫度顯著下降，廢水中的無機鹽結晶析出，提高了能量的利用效率。同時高含鹽廢水溫度下降，減少了對設備的腐蝕；

2、利用乙二醇溶液作為中間換熱介質。乙二醇溶液首先與液氧進行換熱后溫度下降，溫度下降的乙二醇溶液再與高含鹽廢水進行換熱，冷卻高含鹽廢水。這有效避免了液氧與高含鹽廢水直接換熱時，換熱溫差過大(＞10℃)導致換熱器表面形成晶疤，解決了換熱惡化的問題，保證了了系統連續穩定運行。

3、可增加冷凍機組和冷凍機組換熱器。受廢水水質變化的影響，超臨界水氧化系統所需的液氧的總量經常發生變化，從而造成廢水冷卻溫度的波動。為避免出現上述情況，增加冷凍機組和冷凍機組換熱器，通過調節冷凍機組的功率，控制高含鹽廢水的最終冷卻溫度，保證廢水冷卻溫度穩定、冷卻結晶脫鹽工藝連續運行。

4、在廢水儲槽內部設置冷卻盤管，通入循環冷卻水，將高含鹽廢水冷卻至常溫；

附圖說明

下面結合附圖及具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明的工藝流程示意圖。