CN108569734A - 一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，具体包括加湿器、减湿器和余热回收装置,待处理的一定温度的高盐高有机物废水经过滤预处理后，依次进入第一效加湿器、第二效加湿器和第三效加湿器进行浓缩，第一效加湿器产生的热湿空气经第一效减湿器降温除湿后返回第一效加湿器；第二效加湿器产生的热湿空气经余热回收装置降温除湿后返回第二效加湿器；第三效加湿器产生的热湿空气直接排至大气，底部产生的接近饱和状态的高盐高有机物废水进入结晶槽，在室温下降温，产生的结晶盐进入除盐处理工序。本***流程简洁、操作方便、不添加化学药剂、传质传热效率高、设备投资小、占地面积省，节能降耗、可长期稳定运行，应用范围。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种针对高盐高有机物废水的零排放处理***。
背景技术
石油化工、煤化工、冶金、制药、印染、造纸等行业在生产过程中排放的废水具有高盐、高有机物的特点，通常含盐量在3000mg/L以上，COD在2000mg/L以上，并且温度较高，含有大量芳香族化合物、杂环化合物、烃类化合物等有毒有害的有机物，即使经过处理以后排放到水体中仍然会对水环境造成安全隐患。因此许多地方政府要求这类企业必须做到零液体排放，简称零排放。
目前对高盐高有机物废水的零排放处理***通常包含换热降温处理、预处理、生化处理、高级氧化、砂滤、超滤、反渗透等一系列***单元，另外对***产生的浓水还要进行氧化、软化和浓缩，最后采用蒸发结晶***形成固体盐。现有零排放处理***存在流程冗长、操作复杂、稳定性差、能源药剂消耗高、占地面积大、运行成本高、固体盐因有机物含量高而难以处置等缺点，难以长期稳定运行，应用范围受到制约。
发明内容
本发明的目的在于设计一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，包括加湿器、减湿器和余热回收装置；加湿器数量为三个，分别为第一效加湿器、第二效加湿器和第三效加湿器，减湿器的数量为两个，分别为第一效减湿器和第二效减湿器。
待处理的具有一定温度的高盐高有机物废水经过滤预处理后与经换热器预热的所述第一效加湿器循环液混合，之后输送至所述第一效加湿器顶部，经分布器分散与从所述第一效加湿器底部进入的空气通过所述第一效加湿器内部的填料进行逆流接触；所述第一效加湿器顶部排出的饱和热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）增压输送至所述第一效减湿器，经降温除湿再返回所述第一效加湿器循环使用；热湿空气在所述第一效减湿器中冷凝产生的冷凝水经管线输送至界区；
所述第二效加湿器循环液经泵输送进入所述第一效减湿器与热湿空气进行热交换，所述第二效加湿器循环液温度升高，之后所述第二效加湿器循环液与所述第一效加湿器排出的浓缩后的高盐高有机物废水混合进入所述第二效加湿器顶部；
所述第二效加湿器顶部进入的混合液体经分布器分散与从所述第二效加湿器底部进入的空气通过所述第二效加湿器内部填料进行逆流接触，所述第二效加湿器顶部排出的饱和的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）增压进入余热回收装置；
所述余热回收装置主要包括所述第二效减湿器、热泵、空气加热器、换热器和散热部件，所述第二效加湿器排出的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）增压进入所述第二效减湿器降温除湿，之后通过所述空气加热器升温后返回至所述第二效加湿器循环使用；热湿空气在所述第二效减湿器中冷凝产生的冷凝水经管线输出至界外，产生的冷凝热通过热交换进入热泵冷水侧循环水中，所述热泵冷水侧循环水中冷凝热经所述热泵转移至热泵热水侧循环水中；所述热泵热水侧循环水中的冷凝热一方面通过所述换热器加热所述第一效加湿器循环液，一方面通过所述空气加热器加热所述第二效减湿器排出的空气，另一方面通过所述散热部件排出所述热泵热水侧循环水中的多余热量；
所述第二效加湿器排出的浓缩后的高盐高有机物废水，与所述第三效加湿器循环液混合后输送至所述第三效加湿器顶部，混合液体经分布器的分散与所述第三效加湿器底部进入的空气通过所述第三效加湿器内部填料进行逆流接触，所述第三效加湿器顶部排出的热湿空气直接输送至大气；
所述第三效加湿器排出的接近饱和状态的高盐高有机物废水进入结晶槽中，在室温下降温，所述结晶槽中产生的结晶盐进入除盐处理工序，所述结晶槽中的冷却液经泵返回至所述第三效加湿器。
所述***流程可以分为n个加湿器（n≥2）和n-1个减湿器（n≥2），第n-1效加湿器和第n-1效减湿器组成第n-1效加湿-减湿单元（n≥2），其中空气为闭合循环方式进出加湿器和减湿器，也可以为开放方式（界区空气经风机直接进第n-1效加湿器，再通过第n-1效减湿器排气阀排出至界区）。
所述n-1效加湿-减湿单元为1个或多个重复单元组合，所述第n效加湿器为独立加湿单元。
所述余热回收装置用于第n-1效加湿-减湿单元的第n-1效湿器中热湿空气降温除湿回收冷凝热。
所述第n效加湿器中高盐高有机物废水从第n效加湿器顶部进入，通过分布器分布于填料表面与从第n加湿器底部进入的空气进行逆流传质传热。
所述第n效加湿器中填料为板波纹填料或网波纹填料或格栅填料。
空气通过风扇（或风机）增压从第n效加湿器底部进入。
待处理的高盐高有机物废水的一定温度为20-100℃或以上。
所述热泵为水源低温热泵或水源中温热泵或水源高温热泵。
所述散热部件为风冷式冷水机组或水冷式冷水机组或风扇。
本发明的有益效果可以总结如下：
1、本发明提供了一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，实现了高盐高有机物废水的零液体排放。
2、***中热湿空气冷凝产生的冷凝水，可作为生产***用水或循环冷却***补水，产水回收率可达80%以上。
3、全***只有加湿器、减湿器和余热回收装置三个主要部分，流程简洁、占地面积省、设备投资费用低、操作简便、可长期稳定运行。
4、***对高盐高有机物废水不需降温，利用原水的余热进行处理，设置余热回收装置，节能降耗。
5、运行时不添加化学药剂，无二次污染，运行成本低。
附图说明
图1为本发明的***流程图。
主要元件符号说明如下：
1、第一效加湿器 2、第二效加湿器
3、第三效加湿器 4、第一效减湿器
5、第二效减湿器 6、热泵
7、换热器 8、散热部件
9、空气加热器 10、过滤装置
11、风扇（或风机） 12、分布器
13、泵 14、结晶槽
21、高盐高有机物废水 22、冷凝水
23、界区空气 24、结晶盐
61、热泵冷水侧 62、热泵热水侧。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的一种热驱动高盐高有机物废水21零排放处理***的流程图，包括包括加湿器、减湿器和余热回收装置；加湿器数量为三个，分别为第一效加湿器1、第二效加湿器2和第三效加湿器3，减湿器的数量为两个，分别为第一效减湿器4和第二效减湿器5。
待处理的具有一定温度的高盐高有机物废水21经过滤预处理后与经换热器7预热的所述第一效加湿器1循环液混合，之后输送至所述第一效加湿器1顶部，经分布器12分散与从所述第一效加湿器1底部进入的空气通过所述第一效加湿器1内部的填料进行逆流接触；所述第一效加湿器1顶部排出的饱和热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）11增压输送至所述第一效减湿器4，经降温除湿再返回所述第一效加湿器1循环使用；热湿空气在所述第一效减湿器4中冷凝产生的冷凝水22经管线输送至界区；
所述第二效加湿器2循环液经泵13输送进入所述第一效减湿器4与热湿空气进行热交换，所述第二效加湿器2循环液温度升高，之后所述第二效加湿器2循环液与所述第一效加湿器1排出的浓缩后的高盐高有机物废水21混合进入所述第二效加湿器2顶部；
所述第二效加湿器2顶部进入的混合液体经分布器12分散与从所述第二效加湿器2底部进入的空气通过所述第二效加湿器2内部填料进行逆流接触，所述第二效加湿器2顶部排出的饱和的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）11增压进入余热回收装置；
所述余热回收装置主要包括所述第二效减湿器5、热泵6、空气加热器9、换热器7和散热部件8，所述第二效加湿器2排出的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）11增压进入所述第二效减湿器5降温除湿，之后通过所述空气加热器9升温后返回至所述第二效加湿器2循环使用；热湿空气在所述第二效减湿器5中冷凝产生的冷凝水22经管线输出至界外，产生的冷凝热通过热交换进入热泵冷水侧61循环水中，所述热泵冷水侧61循环水中冷凝热经所述热泵61转移至热泵热水侧62循环水中；所述热泵热水侧62循环水中的冷凝热一方面通过所述换热器7加热所述第一效加湿器1循环液，一方面通过所述空气加热器9加热所述第二效减湿器5排出的空气，另一方面通过所述散热部件8排出所述热泵热水侧62循环水中的多余热量；
所述第二效加湿器2排出的浓缩后的高盐高有机物废水21，与所述第三效加湿器3循环液混合后输送至所述第三效加湿器3顶部，混合液体经分布器12分散与所述第三效加湿器3底部进入的空气通过所述第三效加湿器3内部填料进行逆流接触，所述第三效加湿器3顶部排出的热湿空气直接输送至大气；
所述第三效加湿器3排出的接近饱和状态的高盐高有机物废水21进入结晶槽14中，在室温下降温，所述结晶槽14中产生的结晶盐24进入除盐处理工序，所述结晶槽14中的冷却液经泵13返回至所述第三效加湿器3。
在更优选的实施例中，所述***流程可以分为n个加湿器（n≥2）和n-1个减湿器（n≥2），第n-1效加湿器和第n-1效减湿器组成第n-1效加湿-减湿单元（n≥2），其中空气为闭合循环方式进出加湿器和减湿器，也可以为开放方式（界区空气23经风机直接进第n-1效加湿器，再通过第n-1效减湿器排气阀排出至界区）。
在更优选的实施例中，所述n-1效加湿-减湿单元为1个或多个重复单元组合，所述第n效加湿器为独立加湿单元。
在更优选的实施例中，所述余热回收装置用于第n-1效加湿-减湿单元的第n-1效湿器中热湿空气降温除湿回收冷凝热。
在更优选的实施例中，所述第n效加湿器中高盐高有机物废水21从第n效加湿器顶部进入，通过分布器分布于填料表面与从第n加湿器底部进入的空气进行逆流传质传热。
在更优选的实施例中，所述第n效加湿器中填料为板波纹填料或网波纹填料或格栅填料。
在更优选的实施例中，空气通过风扇（或风机）11增压从第n效加湿器底部进入。
在更优选的实施例中，待处理的高盐高有机物废水21的一定温度为20-100℃或以上。
在更优选的实施例中，所述热泵6为水源低温热泵或水源中温热泵或水源高温热泵。
在更优选的实施例中，所述散热部件8为风冷式冷水机组或水冷式冷水机组或风扇。
在具体的实施例中，为了更清楚地表述本发明，下面结合附图1对本发明作进一步地描述。
本发明的目的是充分利用高盐高有机物废水21的余热，形成热驱动零排放处理工艺。整个工艺流程主要包括加湿器、减湿器和余热回收装置三个设备部分，流程简洁、操作方便、不添加化学药剂、传质传热和热回收效率高、运行成本低、设备投资小、占地面积省，可长期稳定运行，应用范围广。
其中，加湿器分为第一效加湿器、第二效加湿器…第n效加湿器（n=1、2、3…）,具体加湿器个数依据业主废水温度确定，优选为n=1、2、3即为三台加湿器，也称为三效加湿。
减湿器分为第一效减湿器、第二效减湿器…第n-1效减湿器（n=2、3…）,具体减湿器个数依据加湿器个数确定，优选为n=2、3即为两台减湿器，也称为两效除湿。
工艺中加湿器与减湿器数量不固定，可以采用n效加湿器和n-1效减湿器（n=1、2、3、4…），第n-1效加湿器和第n-1效减湿器组成第n-1效加湿-减湿单元，其中空气为闭合循环方式进出加湿器和减湿器，也可以为开放方式，界区具有一定温度的空气经风机直接进加湿器进行升温加湿，再通过减湿器进行降温除湿，最后通过减湿器排气阀排出至界区。
余热回收装置放置于热驱动高盐高有机物废水21零排放处理***的最后一效热湿空气降温除湿回收冷凝热的位置。
本实施例中采用三效加湿和两效减湿，加湿器分别为第一效加湿器1、第二效加湿器2和第三效加湿器3，减湿器分别为第一效减湿器4和第二效减湿器5。
待处理的具有一定温度的高盐高有机物废水21经过滤装置10进行过滤预处理后与经换热器7预热的第一效加湿器1循环液混合，之后输送至第一效加湿器1顶部，经分布器12分散与从第一效加湿器1底部进入的空气通过第一效加湿器1内部的填料进行逆流接触，提高第一效加湿器1内的传质传热效率，第一效加湿器1顶部排出的饱和热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）11增压输送至第一效减湿器4，经降温除湿再返回第一效加湿器1循环使用。热湿空气在第一效减湿器4中冷凝产生的冷凝水22经管线输送至界区。
第二效加湿器2循环液经泵13输送进入第一效减湿器4与热湿空气进行热交换，第二效加湿器2循环液温度升高，之后第二效加湿器2循环液与第一效加湿器1排出的浓缩后的高盐高有机物废水21混合进入第二效加湿器2顶部。
第二效加湿器2顶部进入的混合液体经分布器12分散与从第二效加湿器2底部进入的空气通过第二效加湿器2内部填料进行逆流接触，提高第二效加湿器2内的传质传热效率，第二效加湿器2顶部排出的饱和的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）11增压进入余热回收装置。
余热回收装置主要包括第二效减湿器5、热泵6、空气加热器9、换热器7和散热部件8。第二效加湿器2排出的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）11增压进入第二效减湿器5降温除湿，之后通过空气加热器9升温后返回至第二效加湿器2循环使用；热湿空气在第二效减湿器5中冷凝产生的冷凝水22经管线输出至界外，产生的冷凝热通过热交换进入热泵冷水侧61循环水中，热泵冷水侧61循环水中冷凝热经热泵6转移至热泵热水侧62循环水中。热泵热水侧62循环水中的冷凝热一方面通过换热器7加热补充第一效加湿器1循环液所需热量；一方面通过空气加热器9加热第二效减湿器5出口空气；另一方面通过散热部件8排出热泵热水侧62循环水中的多余热量，以保证热泵6正常工作，维护余热回收工艺的稳定。
第二效加湿器2排出的降温浓缩后的高盐高有机物废水21，与第三效加湿器3循环液混合后输送至第三效加湿器3顶部，混合液体经分布器12的分散与第三效加湿器3底部进入的空气通过第三效加湿器3内部填料进行逆流接触，从第三效加湿器3顶部排出的热湿空气直接输送至大气。
第三效加湿器3排出的接近饱和的高盐高有机物废水21进入结晶槽14中，在室温下降温，结晶槽14中产生的结晶盐24进入除盐处理工序，结晶槽14中的冷却液经泵6返回至第三效加湿器3。
热泵6为水源低温热泵或水源中温热泵或水源高温热泵；散热部件8为风冷式冷水机组或水冷式冷水机组或其他能够用于散热的设备或机组；填料为板波纹填料或网波纹填料或格栅填料或其他利于气液传质传热的填料。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，包括加湿器、减湿器和余热回收装置；加湿器数量为三个，分别为第一效加湿器、第二效加湿器和第三效加湿器，减湿器的数量为两个，分别为第一效减湿器和第二效减湿器，其特征在于，包括如下***流程：
待处理的具有一定温度的高盐高有机物废水经过滤预处理后与经换热器预热的所述第一效加湿器循环液混合，之后输送至所述第一效加湿器顶部，经分布器分散与从所述第一效加湿器底部进入的空气通过所述第一效加湿器内部的填料进行逆流接触；所述第一效加湿器顶部排出的饱和热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）增压输送至所述第一效减湿器，经降温除湿再返回所述第一效加湿器循环使用；热湿空气在所述第一效减湿器中冷凝产生的冷凝水经管线输送至界区；
所述第二效加湿器循环液经泵输送进入所述第一效减湿器与热湿空气进行热交换，所述第二效加湿器循环液温度升高，之后所述第二效加湿器循环液与所述第一效加湿器排出的浓缩后的高盐高有机物废水混合进入所述第二效加湿器顶部；
所述第二效加湿器顶部进入的混合液体经分布器分散与从所述第二效加湿器底部进入的空气通过所述第二效加湿器内部填料进行逆流接触，所述第二效加湿器顶部排出的饱和的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）增压进入余热回收装置；
所述余热回收装置主要包括所述第二效减湿器、热泵、空气加热器、换热器和散热部件，所述第二效加湿器排出的热湿空气（相对湿度RH=100%）经风扇（或风机）增压进入所述第二效减湿器降温除湿，之后通过所述空气加热器升温后返回至所述第二效加湿器循环使用；热湿空气在所述第二效减湿器中冷凝产生的冷凝水经管线输出至界外，产生的冷凝热通过热交换进入热泵冷水侧循环水中，所述热泵冷水侧循环水中冷凝热经所述热泵转移至热泵热水侧循环水中；所述热泵热水侧循环水中的冷凝热一方面通过所述换热器加热所述第一效加湿器循环液，一方面通过所述空气加热器加热所述第二效减湿器排出的空气，另一方面通过所述散热部件排出所述热泵热水侧循环水中的多余热量；
所述第二效加湿器排出的浓缩后的高盐高有机物废水，与所述第三效加湿器循环液混合后输送至所述第三效加湿器顶部，混合液体经分布器的分散与所述第三效加湿器底部进入的空气通过所述第三效加湿器内部填料进行逆流接触，所述第三效加湿器顶部排出的热湿空气直接输送至大气；
所述第三效加湿器排出的接近饱和状态的高盐高有机物废水进入结晶槽中，在室温下降温，所述结晶槽中产生的结晶盐进入除盐处理工序，所述结晶槽中的冷却液经泵返回至所述第三效加湿器。
2.根据权利要求1所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述***流程可以分为n个加湿器（n≥2）和n-1个减湿器（n≥2），第n-1效加湿器和第n-1效减湿器组成第n-1效加湿-减湿单元（n≥2），其中空气为闭合循环方式进出加湿器和减湿器，也可以为开放方式（界区空气经风机直接进第n-1效加湿器，再通过第n-1效减湿器排气阀排出至界区）。
3.根据权利要求2所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述n-1效加湿-减湿单元为1个或多个重复单元组合，所述第n效加湿器为独立加湿单元。
4.根据权利要求2所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述余热回收装置用于第n-1效加湿-减湿单元的第n-1效湿器中热湿空气降温除湿回收冷凝热。
5.根据权利要求2所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述第n效加湿器中高盐高有机物废水从第n效加湿器顶部进入，通过分布器分布于填料表面与从第n加湿器底部进入的空气进行逆流传质传热。
6.根据权利要求2所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述第n效加湿器中填料为板波纹填料或网波纹填料或格栅填料。
7.根据权利要求2所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：空气通过风扇（或风机）增压从第n效加湿器底部进入。
8.根据权利要求1所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：待处理的高盐高有机物废水的一定温度为20-100℃或以上。
9.根据权利要求1所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述热泵为水源低温热泵或水源中温热泵或水源高温热泵。
10.根据权利要求1所述一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理***，其特征在于：所述散热部件为风冷式冷水机组或水冷式冷水机组或风扇。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20220243931A1 (en) * | 2018-12-27 | 2022-08-04 | Coway Co., Ltd. | Multifunctional storage system having separate cleaning flow passage |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104925883A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-09-23 | 同济大学 | 一种浓盐废水的节能浓缩处理装置 |
| WO2017021884A1 (en) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Nereid Sa | Water distillation system |
| CN208394812U (zh) * | 2018-05-17 | 2019-01-18 | 北京今大禹环境技术股份有限公司 | 一种热驱动高盐高有机物废水零排放处理*** |
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2018
- 2018-05-17 CN CN201810473686.4A patent/CN108569734A/zh not_active Withdrawn
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