[發明專利]一種基于低品位熱源的廢水回收工藝及系統

在審

• 申請號: 202110635704.6
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113426257A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 劉昌豹;李棟;李春虎
• 申請（專利權）人: 威海金宏科技有限公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;B01D53/04;B01D47/06;C02F1/10;C02F1/16
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 郭瑩

一種基于低品位熱源的廢水回收工藝及系統，包括以下步驟：在增濕塔的內部和除濕塔的內部裝入高比表面積親水填料，將含鹽廢水換熱升溫后從最前一級增濕塔的頂部向增濕塔的內部噴淋；將熱煙氣從增濕塔的側面注入，熱煙氣與含鹽廢水及高比表面積親水填料在增濕塔內部十字錯流接觸增濕，進行等溫水蒸氣相變和冷卻回收熱煙氣中的水分，得到回收水；將回收水從所述除濕塔的頂部向除濕塔的內部噴淋，熱煙氣與回收水及高比表面積親水填料在除濕塔內部錯流接觸，進行降溫和除濕，得到回收水和降溫煙氣，解決傳統的廢水回收方法存在著因回收工藝復雜和回收能耗較高，從而導致回收效率較低的技術問題，可廣泛的應用于廢水回收再利用技術領域。

技術領域

本申請涉及廢水回收再利用技術領域，尤其涉及一種基于低品位熱源的廢水回收工藝及系統。

背景技術

水是地球上最重要的自然資源之一，是人們生活生產中不可或缺的一項重要資源，水資源是促進全社會經濟可持續發展、推動工業文明進步的重要要素，然而，很不幸可供人類直接利用的地下水和淡水尚不到其總量的0.36％，中國水資源總量為2.8萬億立方米，位列世界第6位，但人均水資源量僅為世界平均水平的25％，被聯合國列為世界上最貧水的13個國家之一，按照國際公認的標準，人均水資源低于3000立方米為輕度缺水；人均水資源低于2000立方米為中度缺水；人均水資源低于1000立方米為重度缺水；人均水資源低于500立方米為極度缺水。中國目前有16個省(區、市)人均水資源量(不包括過境水)低于嚴重缺水線，有6個省、區(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于500立方米，為極度缺水地區。我國城市水資源存在極其匱乏且涉及面廣的問題，全國城市每年缺水60億立方米，每年因缺水造成的經濟損失約2000-4000億元，涉及和影響的領域包括：工業、農業、建筑業、居民生活等，嚴重的缺水問題導致我國城鎮現代化建設進程、GDP的增長和居民生活水平的提高都受到了限制。

另一方面，隨著城市規模的不斷擴大和工業的飛速發展，排出的污水數量也不斷增多，水質發生惡化，水體遭受污染，從而影響水資源的可持續利用。城市區域和工業污染源的特點是排放點多、排放的污水種類雜、排放強度大，流動性強、極易污染其他水資源，即使是發生局部污染，也會因水的流動性而使污染范圍逐漸擴大。目前，我國工業、城市污水總的排放量中經過集中處理的占比不到一半，其余的大都直接排入江河，對于污水的排放約束力不大，導致了大量的水資源出現惡化現象。我國相關專家分析，中國2050年總需水量8000億，比現在至少增加2400億立方米才能保證國民經濟的可持續發展。為此，我們必須大幅度節水和提高廢水的回用水率。

且，海水淡化與海洋化工在沿海缺水城市和地區有得天獨厚的優勢，目前膜分離海水淡化技術仍是海水淡化的重要發展方向，但海水淡化的關鍵技術仍然需要突破，三個關鍵核心—能量回收、高壓泵和膜材料技術和裝備仍然受制于人，屬于“卡脖子”技術，這就導致我國以及山東省的海水淡化技術投資高、收益低、大規模推廣難，利用新型高比表面積親水材料增濕除濕的新型海水淡化技術，即，廢熱利用和高效氣液分離冷凝的海水淡化技術無需高壓泵與膜材料，可應用于島嶼，艦船，工廠等場合。

加濕-除濕型廢水回收技術被認為是具有發展前景的技術之一，目前，大多數加濕-除濕過程都是利用熱源使熱廢水與流動煙氣接觸從而加濕煙氣，然后通過冷卻水間接冷凝濕煙氣從而產生淡水，或熱煙氣與廢水在填料塔內接觸水煙氣變成飽和水蒸氣煙氣，然后通過冷卻水間接冷凝濕煙氣從而產生淡水，由于加濕-除濕過程的熱耗巨大，根據牛頓冷卻定理，Q＝KA(T-T₀),(Q為傳熱量；K為傳熱系數；A為傳熱面積；T-T₀為傳熱溫差)，為了提高傳質和傳熱的效率，填料塔內的填料面積越大越好，越具有親水性越好；填料塔的設計也極為重要，盡可能提高Re數和K；同時，回收煙氣中飽和水蒸氣的吸附材料也非常重要，為了提高系統的性能系數，多級多效回收熱能和飽和水蒸氣也是主要的手段，鑒于此，發明一種高比表面積親水填料與低品位熱源的增濕-除濕型含鹽廢水回收工藝，以進一步提高廢水回收效率，具有重要的現實意義和戰略意義。

發明內容