[發明專利]一種高效節能的污水處理方法及裝置

有效

• 申請號: 201510525708.3
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105036223B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 張培洲;邵琿;張舒;蓋美萍;王勇;張銳
• 申請（專利權）人: 蘭州節能環保工程有限責任公司;九江九洲節能環保工程有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司62102
• 代理人: 張晉

技術領域

本發明涉及一種對工業污水，特別是一種對生活或工業高鹽廢水以及造紙行業黑液廢水進行無害化處理、并能充分利用處理過程中的熱能，并可對水資源和其它工業產品進行重復利用的方法及裝置。本發明的方法采用了機械強制循環蒸發的方法，在將待處理的污水預熱到設定溫度后送入MVR蒸發器中進行蒸發濃縮，分別得到濃縮的液體和二次蒸汽，待MVR蒸發器中的濃縮液濃度達到預定值后得到被處理液，被處理液引入強制循環蒸發器進行再蒸發濃縮，使濃縮液體進一步濃縮后分別得到再濃縮的污水和二次蒸汽，強制循環蒸發器中的二次蒸汽形成的輕污冷凝水送至輕污冷凝水槽直接回用。本發明的裝置中包括：依次相互用管路串聯連通的預熱器、MVR、強制循環蒸發器，與前述的各預熱器、蒸發器、加熱器、蒸發室分別用管路連通的冷凝水罐，MVR的蒸汽壓縮機，以及設置于MVR、各冷凝水罐、加熱室管路上的泵與閥門及控制系統。

背景技術

水是人類生存和發展不可缺少的自然資源，是生命起源的搖籃，是任何其他物質所不可替代的物質基礎。我國是一個多干旱、缺水嚴重的國家，近年來隨著工業生產的發展，對于水資源的需求量不斷加大，粗放型經濟發展模式又忽視了中國水資源短缺的事實，另外環境污染情況不僅沒有得到根本治理，反而有逐步加重的趨勢。因此水資源緊缺矛盾和環境污染壓力在未來一段時期內將更加凸顯。將工業污水采取適當措施治理后循環利用，是改善生存環境、解決用水困難的一種有效手段，可以采用的方法有很多，但就目前而言，投資和運行成本最低、技術水平最高、治理效果最為顯著的方法還是采用蒸餾法。傳統治理污水的蒸餾法采用多級蒸發器串聯的方式，由于其具備操作方式簡單、運行可靠平穩等諸多優點，因此得到了廣泛的應用。但是傳統蒸發系統運行過程當中需要采用燃煤鍋爐提供大量動力蒸汽，煤炭在燃燒前要進行脫硫處理，燃燒過程中造成粉塵二次污染，排放出數倍于燃煤量的二氧化碳，造成地球溫室氣體效應。其中Ⅰ效蒸發器使用鍋爐產生的新鮮蒸汽作為加熱熱源，其后的各效蒸發器依次利用上一效蒸發器所產生的二次蒸汽作為加熱熱源，末效二次蒸汽進入冷凝器冷凝成蒸餾水，完成整個蒸發過程。用于冷凝末效二次蒸汽的工業清水用量和配備設備數量很多，且將很大一部分熱量白白浪費，不能得到有效循環利用，這樣就造成設備能耗較高，運行成本加大和環境污染等問題。

同時，為了降低能耗，提高熱能利用效率，傳統蒸發系統大多數情況下都采用多效蒸發器的組合方式，這樣便使得整個系統設備數量繁多、占用場地增加、控制系統復雜。而多效蒸發器系統當蒸發器效數增加到一定程度時，由于有效溫差減小，溫度損失增多，蒸發強度下降，每增加一效蒸發器都要付出極大的設備投入，而節能效果卻不再有明顯的改善，所以目前基本上蒸發系統的蒸發器效數都在五至七效之間，在傳統蒸發系統上進一步提高能源利用效率的目標陷入技術瓶頸，在目前形勢下，節能降耗指標無法完成。

近年來MVR蒸發器作為一種新型的蒸發設備，由于其對傳統蒸發系統工藝、原理和方式進行了徹底的改變，充分減少了系統中的各種熱量損失、利用了各種有效熱能，采取機械做功而獲得高品質熱源，并且在正常運行中無需再使用燃煤鍋爐提供蒸汽，改變為使用電力等清潔能源，具有明顯的節能降耗效果、設備集成化程度高、占地面積大大減小、自動控制系統簡單、投資成本低等傳統蒸發設備所不具備的優勢，因此在不同行業得到了廣泛的應用。例如中國發明專利201410271604X公開的一種染料中間體對位酯生產廢水的處理方法、中國發明專利2011102333975公開的一種處理高鹽高濃工業廢水以廢治廢的方法、中國實用新型專利公開的一種廢水處理系統均采用了MVR蒸發設備。

但是在實際使用過程當中，其本身固有的一些缺點也凸顯出來，主要變現為：

一、MVR蒸發器只適合于低濃度、低粘度的溶液蒸發，當被蒸發溶液濃度達到一定程度時，由于其粘度增大、流動性變差，將會在換熱元件表面形成水垢，溶液中的固形物不斷附著其上，換熱效率急劇下降，阻斷了換熱，蒸發難以持續進行。因此，其應用領域一般為低濃度大蒸發水量的情況，對于較高濃度和粘度的溶液蒸發則無能為力。但是實際生產應用中，為了達到某種特定的工藝需要或實現某種特殊品質的物料條件，則需要將待處理溶液濃縮到具有高濃度的狀態，以實現既定的工藝目標，降低綜合應用成本。其實，在此條件和狀態之下，系統需要的能量消耗并不多，相反，所帶來的經濟效益和工藝條件十分可觀，但是，MVR蒸發系統無法進一步實現提濃目標。