CN110723857B - 一种高盐水浓缩结晶处理***及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水排放技术领域，具体涉及一种高盐水浓缩结晶处理***及工艺。该处理***按照处理使用顺序依次包括污水收集池、前处理装置、絮凝沉淀装置、超滤装置、反渗透装置、MVR蒸发浓缩装置，MVR蒸发浓缩装置按照处理使用顺序依次包括板式换热器、第一沉淀结晶罐、第二沉淀结晶罐和料液循环泵，第一沉淀结晶罐的蒸汽出口端、第二沉淀结晶罐的蒸汽出口端均通过蒸汽压缩机与板式换热器连通；板式换热器设置有进料端，板式换热器的进料端通过进料管道与反渗透装置的输出端连通。本发明的高盐水浓缩结晶处理***结构新颖，操作简单，使高盐水的晶体基本在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体底部沉淀结晶及长大，保证了晶体的完整。

Description

一种高盐水浓缩结晶处理***及工艺

技术领域

本发明涉及污水排放技术领域，具体涉及一种高盐水浓缩结晶处理***及工艺。

背景技术

近年来，为节约浓缩成本，不少企业、MVR生产企业和多效浓缩企业都对污水零排放的浓缩结晶进行了研究及生产实验，在研究和生产实验的过程中，都得到同一个结果：混盐的结晶颗粒偏细，浓缩液为悬浊液，液固分离困难，生产过程管道及换热器堵塞严重，晶体脱水困难，使得零排放不能持续而良性地实施和运行。

由于反渗透浓水浓缩结晶晶体本身就具有结晶体颗粒不大、结晶晶体的机械强度差的缺陷，使得在MVR在生产过程中，料液靠强制循环泵强制循环，由于分离器没有促进晶体和溶液分离的装置或缺少有效分离装置，使得结晶体与溶液分离不彻底，再加上循环泵的进口设在分离器的底部，在循环的过程中，结晶体随着料液在循环管道里不断循环，晶体在循环的过程中不断受到循环泵叶轮的高速剪切，致使晶体不断破碎，造成结晶颗粒偏细或是形成悬浊的浓缩液，使得液固分离困难。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高盐水浓缩结晶处理***，该处理***结构新颖，操作简单，使高盐水的晶体基本在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体底部沉淀并结晶，避免了料液循环泵的叶轮对其剪切，保证了晶体的完整，并且结晶体还可以在沉淀室里继续成长成更大的结晶颗粒；同时通过蒸汽的循环和料液的循环，提高了原料的利用率。

本发明的目的在于提供一种高盐水浓缩结晶处理工艺，该处理工艺操作简单，能使得结晶体在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体底部形成并长大，避免了料液循环泵的叶轮对其剪切，保证了晶体的完整，可适用于大规模处理。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高盐水浓缩结晶处理***，按照处理使用顺序依次包括污水收集池、前处理装置、絮凝沉淀装置、超滤装置、反渗透装置、MVR蒸发浓缩装置，所述MVR蒸发浓缩装置按照处理使用顺序依次包括板式换热器、第一沉淀结晶罐、第二沉淀结晶罐和料液循环泵，所述第一沉淀结晶罐的蒸汽出口端、第二沉淀结晶罐的蒸汽出口端均通过蒸汽压缩机与板式换热器连通；所述板式换热器设置有进料端，板式换热器的进料端通过进料管道与反渗透装置的输出端连通。

本发明通过设置第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐对晶体进行沉淀结晶，且采用料液循环的方式，使得料液多次循环经过第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐，其中料液在第一沉淀结晶罐中溢流至第二沉淀结晶罐，分别在两个罐体的底部沉淀有混盐晶体，避免了晶体经过离心泵或循环泵时被叶轮所剪切而损坏晶体的完整性，使得晶体在罐体的底部长大，保证了晶体的完整度，进而实现料液中盐成分的易于分离。其中，所述的高盐水中包括有硫酸钠、碳酸钠、氯化钠等盐成分，通过本发明的二级沉淀分离方法，将高盐水中的盐成分沉淀并结晶于罐体底部形成混盐结晶体。

另一方面，每次循环中，部分料液在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐中蒸发，并通过罐体蒸汽出口端流通至蒸汽压缩机中进行压缩，经过压缩的料液蒸汽的热能增加，并再次流入至板式换热器中以提供热能，为料液在板式换热器中的预加热提供热能，减少外界对板式换热器提供热能的能耗，节约能耗。

优选的，所述板式换热器还设置有循环料液进口端和循环料液出口端，所述第一沉淀结晶罐的中上部设置有第一进料端和第一料液出口端，所述第二沉淀结晶罐的中上部设置有第二进料端和第二料液出口端；

所述板式换热器的循环料液进口端通过供料管道与所述第一沉淀结晶罐的第一进料端连通，所述第二沉淀结晶罐的第二进料端通过连接管道与所述第一沉淀结晶罐的第一料液出口端连通，所述第二沉淀结晶罐的第二料液出口端通过第一循环管道与所述料液循环泵的进口端连通，所述料液循环泵的出口端通过第二循环管道与所述板式换热器的循环料液进口端连通。

本发明通过上述的部件，使得料液在板式换热器、第一沉淀结晶罐、第二沉淀结晶罐、料液循环泵之间实现循环，进而循环地经过第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐，使得料液中的盐成分在罐体的底部沉淀并结晶，经过多次循环，混盐结晶体在罐体的底部生成并长大，避免了晶体经过离心泵或循环泵时被叶轮所剪切而损坏晶体的完整性，使得晶体在罐体的底部长大，保证了晶体的完整度，并实现料液中盐成分的易于分离。其中，所述供料管道上设置有供料泵，以将板式换热器中的料液泵进第一沉淀结晶罐内。

优选的，所述板式换热器还设置有循环蒸汽进口端，所述第一沉淀结晶罐的上部设置有第一蒸汽出口端，所述第二沉淀结晶罐的上部设置有第二蒸汽出口端；

所述第一沉淀结晶罐的第一蒸汽出口端通过第一蒸汽管道与所述蒸汽压缩机的进口端连通，所述第二沉淀结晶罐的第二蒸汽出口端通过第二蒸汽管道与所述蒸汽压缩机的进口端连通，蒸汽压缩机的出口端通过循环蒸汽管道与所述板式换热器的循环蒸汽进口端连通。

本发明通过上述的部件，使得料液中的蒸汽通过第一蒸汽出口端、第一蒸汽管道、第二蒸汽出口端、第二蒸汽管道流通至蒸汽压缩机进行压缩，经过压缩的料液蒸汽的热能增加，并再次流入至板式换热器中以提供热能，为料液在板式换热器中的预加热提供热能，减少外界对板式换热器提供热能的能耗，节约能耗，实现了资源的循环利用。其中，第一蒸汽管道和第二蒸汽管道的末端连接有蒸汽汇流管道，将蒸汽汇流至蒸汽压缩机的进口端。

优选的，所述板式换热器还设置有冷凝水出口端，所述冷凝水出口端通过冷凝水管道连接有冷凝水储存罐，所述冷凝水管道上设置有第一阀门。

本发明经蒸汽压缩机压缩过的料液蒸汽的热能增加，并再次流入至板式换热器中以提供热能，而料液蒸汽提供热能后，自身热能降低，冷却并冷凝为冷凝水，通过冷凝水出口端、冷凝水管道流向并储存于冷凝水储存罐中，收集冷凝水并可再次用于蒸汽压缩机和料液循环泵的冷却，提高了***中的物料循环利用率，减少外界对蒸汽压缩机和料液循环泵进行冷却所消耗的能量，节约能耗，实现了资源的循环利用。

其中，设置的第一阀门，能便于控制冷凝水的流速。

优选的，所述供料管道上设置有供料泵，能将板式换热器中的料液泵至第一沉淀结晶罐中，提高料液循环过程的动力，避免混盐晶体在板式换热器中沉积,实用性高。

优选的，所述第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐内部均设置有螺旋导流叶片，将热量较高的料液导流至罐体的底部，使得结晶体在罐体的底部与母液及蒸汽分离，结晶体下沉至底部继续长大，蒸汽上升溢流至蒸汽压缩机进行压缩并再次利用。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种应用上述的高盐水浓缩结晶处理***的处理工艺，包括如下步骤：

(1)将工厂污水收集至污水收集池中，经由前处理装置进行除油除渣处理，然后经过絮凝沉淀装置、超滤装置、反渗透装置进行除杂处理；其中，所述絮凝沉淀装置是脱除污水中的悬浮物，超滤装置的过滤精度为10nm，过滤污水中的细小杂质，反渗透装置采用离子膜，过滤精度为0.1nm，能过滤掉90％以上的溶解盐，除去大量杂质，使得进入MVR蒸发浓缩装置的高盐水料液能沉积形成完整的晶体。

(2)将步骤(1)除杂处理后的料液通过板式换热器的进料端进入板式换热器中升温加热，再依次流入第一沉淀结晶罐、第二沉淀结晶罐进行沉淀分离，分离后的料液经过料液循环泵泵入至板式换热器进行再次升温加热，进行循环沉淀分离；

同时，升温加热的料液在第一沉淀结晶罐、第二沉淀结晶罐中蒸发，蒸发后的蒸汽经由蒸汽压缩机压缩处理后循环至板式换热器中对料液提供热能；

经过多次循环沉淀分离后，高盐水浓缩结晶于第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的底部，得到混盐结晶体。

优选的，所述步骤(2)中，料液在板式换热器中升温至85-100℃后进入至第一沉淀结晶罐、第二沉淀结晶罐进行循环沉淀分离。

现有的水处理工艺流程中，经反渗透处理的浓水中主要含钠、钾等可溶性盐及部分COD，随着液体水分的蒸发，浓液中的盐分因饱和析出，由于液体中的物质成分复杂，所产生的盐为混盐，混盐晶体的颗粒偏小，大概在60-80目，其结晶体机械强度一般，容易受外力作用破碎成小颗粒，因而目前在MVR处理工艺里，晶体在循环过程中不断受到循环泵叶轮的高速剪切，致使晶体不断破碎，形成细小颗粒的晶体，使得浓缩液形成悬浮液，难以进行固液分离，同时使得生产过程管道及换热器堵塞严重，晶体脱水困难。

因而本发明通过设置第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐，料液经由板式换热器升温加热后进入第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐进行沉淀分离，同时升温加热后的料液有部分蒸汽挥发，形成二次蒸汽，并经由蒸汽压缩机对二次蒸汽进行压缩，二次蒸汽的热能增加，并再次进入板式换热器中为板式换热器提供热能，利用二次蒸汽压缩后的热能对循环至板式换热器中的料液进行加热，提高了蒸汽热能的循环利用率。而蒸汽提供为料液的加热提供热能后，自身热能降低，冷却并冷凝为冷凝水，通过冷凝水出口端、冷凝水管道流向并储存于冷凝水储存罐中，收集冷凝水并可再次用于蒸汽压缩机和料液循环泵的冷却，提高了***中的物料循环利用率，减少外界对蒸汽压缩机和料液循环泵进行冷却所消耗的能量，节约能耗，实现了资源的循环利用。

而经由第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐沉淀结晶处理后，料液在罐体的底部沉淀分离，并形成高盐水结晶体，高盐水的晶体基本留在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体底部，避免了料液循环泵的叶轮对它的剪切，保证了晶体的完整，并且结晶体还可以在沉淀室里继续成长成更大的结晶颗粒。

其中，第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体内部设置螺旋导流叶片，能将新泵入的过热液体导流到室底部，随后晶体在第一沉淀结晶罐底部与母液及水蒸汽分离，晶体下沉至底部继续长大，母液上升至溢流口溢流至第二沉淀结晶罐，水蒸气则上升溢出水面再次被压缩机压缩再利用，提高了原料的利用率。

本发明的有益效果在于：本发明的高盐水浓缩结晶处理***结构新颖，操作简单，使高盐水的晶体基本在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体底部沉淀并结晶，避免了料液循环泵的叶轮对其剪切，保证了晶体的完整，并且结晶体还可以在沉淀室里继续成长成更大的结晶颗粒；同时通过蒸汽的循环和料液的循环，提高了原料的利用率。

本发明高盐水浓缩结晶处理工艺操作简单，能使得结晶体在第一沉淀结晶罐和第二沉淀结晶罐的罐体底部形成并长大，避免了料液循环泵的叶轮对其剪切，保证了晶体的完整，实现了污水的零排放及资源循环利用，处理过程不需添加任何沉淀助剂，即可得到结晶良好的结晶体，可适用于大规模处理。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明所述MVR蒸发浓缩装置的结构示意图；

附图标记为：1—污水收集池、2—前处理装置、3—絮凝沉淀装置、4—超滤装置、5—反渗透装置、6—MVR蒸发浓缩装置、61—板式换热器、611—进料管道、62—第一沉淀结晶罐、621—供料管道、6211—供料泵、622—连接管道、623—第一蒸汽管道、63—第二沉淀结晶罐、631—第一循环管道、632—第二蒸汽管道、633—蒸汽汇流管道、64—料液循环泵、641—第二循环管道、65—蒸汽压缩机、651—循环蒸汽管道、66—冷凝水管道、67—第一阀门、68—冷凝水储存罐、69—螺旋导流叶片。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

见附图1-2，一种高盐水浓缩结晶处理***，按照处理使用顺序依次包括污水收集池1、前处理装置2、絮凝沉淀装置3、超滤装置4、反渗透装置5、MVR蒸发浓缩装置6，所述MVR蒸发浓缩装置6按照处理使用顺序依次包括板式换热器61、第一沉淀结晶罐62、第二沉淀结晶罐63和料液循环泵64，所述第一沉淀结晶罐62的蒸汽出口端、第二沉淀结晶罐63的蒸汽出口端均通过蒸汽压缩机65与板式换热器61连通；所述板式换热器61设置有进料端，板式换热器61的进料端通过进料管道611与反渗透装置5的输出端连通。

所述板式换热器61还设置有循环料液进口端和循环料液出口端，所述第一沉淀结晶罐62的中上部设置有第一进料端和第一料液出口端，所述第二沉淀结晶罐63的中上部设置有第二进料端和第二料液出口端；

所述板式换热器61的循环料液进口端通过供料管道621与所述第一沉淀结晶罐62的第一进料端连通，所述第二沉淀结晶罐63的第二进料端通过连接管道622与所述第一沉淀结晶罐62的第一料液出口端连通，所述第二沉淀结晶罐63的第二料液出口端通过第一循环管道631与所述料液循环泵64的进口端连通，所述料液循环泵64的出口端通过第二循环管道641与所述板式换热器61的循环料液进口端连通。

所述板式换热器61还设置有循环蒸汽进口端，所述第一沉淀结晶罐62的上部设置有第一蒸汽出口端，所述第二沉淀结晶罐63的上部设置有第二蒸汽出口端；

所述第一沉淀结晶罐62的第一蒸汽出口端通过第一蒸汽管道623与所述蒸汽压缩机65的进口端连通，所述第二沉淀结晶罐63的第二蒸汽出口端通过第二蒸汽管道632与所述蒸汽压缩机65的进口端连通，蒸汽压缩机65的出口端通过循环蒸汽管道651与所述板式换热器61的循环蒸汽进口端连通。

所述板式换热器61还设置有冷凝水出口端，所述冷凝水出口端通过冷凝水管道66连接有冷凝水储存罐68，所述冷凝水管道66上设置有第一阀门67。

所述供料管道621上设置有供料泵6211。

所述第一沉淀结晶罐62和第二沉淀结晶罐63内部均设置有螺旋导流叶片69。

实施例2

一种应用上述的高盐水浓缩结晶处理***的处理工艺，包括如下步骤：

1将工厂污水收集至污水收集池1中，经由前处理装置2进行除油除渣处理，然后经过絮凝沉淀装置3、超滤装置4、反渗透装置5进行除杂处理；

2将步骤1除杂处理后的料液通过板式换热器61的进料端进入板式换热器61中升温加热，再依次流入第一沉淀结晶罐62、第二沉淀结晶罐63进行沉淀分离，分离后的料液经过料液循环泵64泵入至板式换热器61进行再次升温加热，进行循环沉淀分离；

同时，升温加热的料液在第一沉淀结晶罐62、第二沉淀结晶罐63中蒸发，蒸发后的蒸汽经由蒸汽压缩机65压缩处理后循环至板式换热器61中对料液提供热能；

经过多次循环沉淀分离后，高盐水浓缩结晶于第一沉淀结晶罐62和第二沉淀结晶罐63的底部，得到混盐结晶体。

优选的，所述步骤2中，料液在板式换热器61中升温至85-100℃后进入至第一沉淀结晶罐62、第二沉淀结晶罐63进行循环沉淀分离；具体地，所述升温温度为85℃、90℃、95℃或100℃。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高盐水浓缩结晶处理***，其特征在于：按照处理使用顺序依次包括污水收集池（1）、前处理装置（2）、絮凝沉淀装置（3）、超滤装置（4）、反渗透装置（5）、MVR蒸发浓缩装置（6），所述MVR蒸发浓缩装置（6）按照处理使用顺序依次包括板式换热器（61）、第一沉淀结晶罐（62）、第二沉淀结晶罐（63）和料液循环泵（64），所述第一沉淀结晶罐（62）的蒸汽出口端、第二沉淀结晶罐（63）的蒸汽出口端均通过蒸汽压缩机（65）与板式换热器（61）连通；所述板式换热器（61）设置有进料端，板式换热器（61）的进料端通过进料管道（611）与反渗透装置（5）的输出端连通；

所述第一沉淀结晶罐（62）和第二沉淀结晶罐（63）内部均设置有螺旋导流叶片（69）；

所述板式换热器（61）还设置有循环料液进口端和循环料液出口端，所述第一沉淀结晶罐（62）的中上部设置有第一进料端和第一料液出口端，所述第二沉淀结晶罐（63）的中上部设置有第二进料端和第二料液出口端；

所述板式换热器（61）的循环料液进口端通过供料管道（621）与所述第一沉淀结晶罐（62）的第一进料端连通，所述第二沉淀结晶罐（63）的第二进料端通过连接管道（622）与所述第一沉淀结晶罐（62）的第一料液出口端连通，所述第二沉淀结晶罐（63）的第二料液出口端通过第一循环管道（631）与所述料液循环泵（64）的进口端连通，所述料液循环泵（64）的出口端通过第二循环管道（641）与所述板式换热器（61）的循环料液进口端连通。

2.根据权利要求1所述的一种高盐水浓缩结晶处理***，其特征在于：所述板式换热器（61）还设置有循环蒸汽进口端，所述第一沉淀结晶罐（62）的上部设置有第一蒸汽出口端，所述第二沉淀结晶罐（63）的上部设置有第二蒸汽出口端；

所述第一沉淀结晶罐（62）的第一蒸汽出口端通过第一蒸汽管道（623）与所述蒸汽压缩机（65）的进口端连通，所述第二沉淀结晶罐（63）的第二蒸汽出口端通过第二蒸汽管道（632）与所述蒸汽压缩机（65）的进口端连通，蒸汽压缩机（65）的出口端通过循环蒸汽管道（651）与所述板式换热器（61）的循环蒸汽进口端连通。

3.根据权利要求1所述的一种高盐水浓缩结晶处理***，其特征在于：所述板式换热器（61）还设置有冷凝水出口端，所述冷凝水出口端通过冷凝水管道（66）连接有冷凝水储存罐（68），所述冷凝水管道（66）上设置有第一阀门（67）。

4.根据权利要求1所述的一种高盐水浓缩结晶处理***，其特征在于：所述供料管道（621）上设置有供料泵。

5.一种应用权利要求1-4任一项所述的高盐水浓缩结晶处理***的处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将工厂污水收集至污水收集池（1）中，经由前处理装置（2）进行除油除渣处理，然后经过絮凝沉淀装置（3）、超滤装置（4）、反渗透装置（5）进行除杂处理；

（2）将步骤（1）除杂处理后的料液通过板式换热器（61）的进料端进入板式换热器（61）中升温加热，再依次流入第一沉淀结晶罐（62）、第二沉淀结晶罐（63）进行沉淀分离，分离后的料液经过料液循环泵（64）泵入至板式换热器（61）进行再次升温加热，进行循环沉淀分离；

同时，升温加热的料液在第一沉淀结晶罐（62）、第二沉淀结晶罐（63）中蒸发，蒸发后的蒸汽经由蒸汽压缩机（65）压缩处理后循环至板式换热器（61）中对料液提供热能；

经过多次循环沉淀分离后，高盐水浓缩结晶于第一沉淀结晶罐（62）和第二沉淀结晶罐（63）的底部，得到混盐结晶体。

6.根据权利要求5所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，料液在板式换热器（61）中升温至85-100℃后进入至第一沉淀结晶罐（62）、第二沉淀结晶罐（63）进行循环沉淀分离。

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