[發明專利]一種高溫污水處理與蒸餾水制備系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910063679.1
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109626466B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 沈九兵;陳育平;馮國增;蔣慶峰;李志超;劉遠濤
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C02F1/06
• 分類號: C02F1/06;C02F1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明提供一種高溫污水處理與蒸餾水制備系統及控制方法，包括閃蒸器、水蒸汽壓縮機、接觸式冷凝器、蒸餾水箱、風冷換熱器和電熱水箱，蒸汽壓縮機的蒸汽出口通過調節閥連接水蒸汽壓縮機入口，水蒸汽壓縮機出口連接接觸式冷凝器底部入口，接觸式冷凝器的冷凝水出口一路連接蒸餾水箱，另一路通過風冷換熱器連接電熱水箱，電熱水箱出口通過水泵連接接觸式冷凝器的噴淋管，高溫污水則連接閃蒸室的噴淋管。本發明通過直接閃蒸處理50℃以上的高溫污水，克服傳統蒸發式換熱器的腐蝕、結垢等問題，并引入機械蒸汽再壓縮原理，有效制備80℃以上的高溫蒸餾水，實現污水處理的同時還能滿足工業現場對生活用水的需求。

技術領域

本發明屬于機電、制冷、污水處理及余熱回收領域，尤其涉及一種污水處理與淡化系統及其控制方法。

背景技術

隨著人口的增長、經濟的發展以及環境污染問題的突出，水資源日益緊缺。雖然一些地區也存在江河、湖泊以及地下水等，但因水質問題以及人們對于用水標準的提高，無法直接作為生活用水使用，在主要城市鄉鎮都設有自來水廠，而在偏遠地區，自來水無法通達，以及一些干旱地區，需要采用單獨的水處理系統。

在化工、印染以及鋼鐵等工業領域，需消耗大量的水滿足其工藝過程的用水需求，如冷卻、沖洗等，相應的會產生50℃以上的高溫污水，直接排放不但會污染環境，也會浪費高溫污水自身的能量。工業節能減排一直是國家發展的重要戰略，如果能有技術回收這些高溫污水的熱量，同時實現污水處理，制備高溫蒸餾水，將對該類工業節能和降低環境污染有重要意義，同時還能節省自來水費用以及熱水制備能耗，進而降低工業成本。對于偏遠地區存在高溫污水的該類企業，該技術更是意義重大，即能實現水的循環利用，降低工業過程能耗，也能解決生活用水問題，降低地域對工業過程的限制。

污水處理過程類似海水淡化過程，常用的方法是多效蒸餾和多效閃蒸，雖然多效蒸餾的能效較多效閃蒸技術的能效高，其換熱管內走高溫蒸汽放熱冷凝成蒸餾水，用于蒸發換熱管外的噴淋污水，該技術最大的問題是對所處理的水質有一定的要求，要避免其換熱管路被腐蝕或結垢而降低設備水處理能力，不適用于重水或者具有一定腐蝕性的污水處理。相對而言，多效閃蒸技術是一種適應性更廣的污水處理技術，如何提高其水處理過程的能效是該類技術應用推廣的技術發展需求。機械蒸汽再壓縮是水處理領域內公認的一種能提高系統能效的有效辦法，即采用水蒸汽壓縮機壓縮蒸發得到的蒸汽，提升其溫度和壓力后再作為熱源使用，回到系統內放熱冷凝產生蒸餾水。

根據上述分析，如何利用多效閃蒸技術和機械蒸汽再壓縮技術實現高溫污水處理和蒸餾水制備，是回收工業高溫污水余熱、降低工業成本、減小地域限制和環境影響的重要技術需求。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提供一種高溫污水粗來系統及其控制方法，利用閃蒸器內的負壓，將高溫污水直接噴淋至閃蒸器內產生低溫水蒸汽，再利用機械水蒸汽壓縮機對蒸汽進行壓縮升溫升壓，引入接觸式冷凝器，通過可循環使用的噴淋水吸熱冷凝壓縮蒸汽產生溫度可達80℃以上的高溫蒸餾水，滿足工業過程的供熱供暖及工人的生活用水需求，進而實現污水處理和余熱回收利用，提升工業生產過程能效，降低成本，減小地域的限制。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種高溫污水處理與蒸餾水制備系統，該系統包括閃蒸器、水蒸汽壓縮機、接觸式冷凝器、蒸餾水泵、蒸餾水箱、風冷式換熱器、電熱水箱、污水噴淋泵、污水排水泵和噴淋水泵，所述閃蒸室內設噴淋管和濾網，所述接觸式冷凝器內設填料、噴淋管和濾網，所述閃蒸器蒸汽出口通過第一調節閥連接水蒸汽壓縮機入口，所述水蒸汽壓縮機出口通過第一閥門連接接觸式冷凝器底部入口，所述接觸式冷凝器的冷凝水出口通過第二調節閥門連接蒸餾水泵入口，所述蒸餾水泵出口一路通過第二閥門連接蒸餾水箱，另一路通過第三調節閥連接至風冷換熱器的入口，所述風冷換熱器出口接至電熱水箱，所述電熱水箱出水口通過第三閥門、噴淋水泵和第四閥門連接噴淋管，高溫污水通過污水噴淋泵和第五閥門連接噴淋管。

進一步，所述閃蒸器和接觸式冷凝器頂部出口分別通過第六閥門和第七閥門連接真空泵，用于系統的抽真空或閃蒸器及接觸式冷凝器內的真空度調節；