[發明專利]基于真空蒸發兼熱能利用的有機含鹽廢水處理系統及工藝

在審

• 申請號: 201710015501.0
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106698792A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 陳桂芳;馬春元;毛巖鵬;閆云濤;陳守燕;閆敏;洪永強;萬象明
• 申請（專利權）人: 山東大學;濟南祥豐能源技術有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F101/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本發明涉及能源與環境領域，尤其涉及一種基于真空蒸發兼顧熱能利用的有機含鹽廢水處理系統及工藝。

背景技術

高鹽高濃度有機廢水的處理已成為業內難題，探索行之有效的處理技術已成為廢水處理領域的研究熱點。在生產加工過程中，部分能量最終以熱傳遞的方式轉移到了污水當中去，同時，有機廢水中的高濃度有機物本身是一種能量，如不對這部分能量進行充分的回收與利用，勢必會造成能源的浪費，并且會對環境造成一定的影響。目前的工業廢水處理技術主要利用物理、化學和生物的方法來降低廢水中污染物濃度，達到可以排放的標準，并未關注工業廢水中蘊含的熱能。高鹽廢水中高濃度的無機鹽是微生物的抑制和毒害劑，也會造成水質的不達標。若能在保證廢水處理效果的同時，兼顧熱能利用，一方面有利于企業實現節能減排的目標，另一方面將會為高鹽高濃度有機廢水處理技術的發展提供新的思路。

有機廢水的氧化技術是利用氧化劑、電、光照、催化劑等，使難降解有機污染物開環、斷鍵、取代等，大分子難降解有機物轉化成易降解的小分子物質，甚至直接生成CO₂和H₂O。有機廢水氧化降解的同時，會產生大量熱量。所謂蒸發法是將含有不揮發性溶質的稀溶液加熱沸騰進行濃縮，使其中的揮發性溶劑部分汽化從而將溶液濃縮，以獲得固體產品或制取溶劑，實際上是不揮發性溶質與揮發性溶劑的分離過程，通過合理控制蒸發溫度、壓力等參數，實現廢水的凈化。真空蒸發過程中，由于壓力降低，使廢水中的部分顯熱轉化為氣化潛熱，產生蒸汽，這部分蒸汽的熱量可以合理利用。

針對有機含鹽廢水，利用氧化法將其中的有機物氧化、降解，并放出熱量。高溫廢水進入真空蒸發裝置蒸發，蒸汽冷凝換熱后加以利用。整個工藝過程中，充分利用廢水攜帶的熱量、有機物氧化產生的熱量及蒸發后蒸汽的汽化潛熱，同時蒸發法處理廢水不受廢水中鹽分的限制，在保證廢水處理效果的同時，充分利用廢水的熱量，為工業廢水處理技術的發展提供新的思路。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明提出一種以真空蒸發兼顧熱能利用的有機含鹽廢水處理系統及方法，針對不同的工況提出不同的技術方案。對于濃度不是很高的有機含鹽廢水，首先利用氧化法將廢水中的有機物氧化、降解，并放出熱量，氧化后的高溫廢水經過預熱后，進入真空蒸發系統，蒸發后的蒸汽進入機械蒸汽壓縮系統，蒸汽被升溫升壓后進入真空蒸發系統為廢水蒸發提供熱量，蒸汽冷凝為水，熱量可用于預熱氧化后的廢水，冷凝水可做供熱、工藝用水或其他。濃縮廢水可循環蒸發，達到一定濃度的含鹽廢水經過結晶后，排出鹽類固體。對于濃度比較高的有機含鹽廢水，氧化后的高溫廢水直接進入真空蒸發系統，省略預熱裝置，蒸汽冷凝后的冷凝水溫度較高，可用于供熱、工藝用水或其他。整個工藝過程中，充分利用廢水攜帶的熱量、有機物氧化產生的熱量及蒸發后蒸汽的汽化潛熱及顯熱，同時蒸發法處理廢水不受廢水中鹽分的限制，在保證廢水處理效果的同時，充分利用廢水的熱量，為工業廢水處理技術的發展提供新的思路。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種以真空蒸發兼顧熱能利用的有機含鹽廢水處理系統，包括廢水儲罐、氧化裝置、真空蒸發罐、真空泵、機械蒸汽壓縮泵、強制循環泵和結晶裝置；所述廢水儲罐出口與氧化裝置相連，氧化裝置出口與真空蒸發罐內換熱器廢水管路相連，真空蒸發罐上方設有蒸汽出口和抽真空出口，下方設有濃縮廢水出口和冷凝水出口；所述的蒸汽出口與機械蒸汽壓縮泵入口聯通，機械蒸汽壓縮泵出口的飽和蒸汽與真空蒸發罐內的換熱器蒸汽管路聯通；所述抽真空出口與真空泵相連，真空泵間歇運行；所述濃縮廢水出口與循環增壓泵入口及結晶裝置分別相連，濃縮廢水可循環蒸發，達到一定濃度后進入結晶裝置。

利用上述的系統對有機含鹽廢水處理的工藝：

高濃度有機含鹽廢水首先經過氧化裝置，有機物經過氧化后降解放熱，廢水溫度升高，進入真空蒸發罐內，進一步被機械蒸汽壓縮泵壓縮后的蒸汽加熱，同時，真空蒸發罐內壓力降低，廢水迅速蒸發產生蒸汽，蒸汽進入機械蒸汽壓縮泵提升品質后用于加熱真空蒸發罐內的廢水以實現蒸發，蒸汽本身冷凝為水，冷凝水可做工藝用水或其他；

蒸發后的濃縮廢水從真空蒸發罐底部排出，通過強制循環泵循環蒸發，達到一定濃度后進入結晶裝置產生鹽類固體，母液進一步循環蒸發。

所述的有機含鹽廢水處理的工藝，具體步驟如下：

(1)高濃度有機含鹽廢水進入氧化裝置，有機物氧化降解放熱，廢水溫度升高至80-95℃，進入真空蒸發罐，進一步被機械蒸汽壓縮泵壓縮后的蒸汽加熱；