CN111410251A - 基于低温传质浓缩技术的工业废水处理*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***采用封闭式设计，废液在装置内进行低温传质、载气萃取，传质单元可以利用溶液表面与循环的空气中的水蒸气分压力差，在低温传质动力驱使下，将废液里80%的水分迁移至空气中，析湿单元将饱和的湿空气在热泵的蒸发段析出冷凝水；将水分和废液进行浓缩分离，运行过程中除了分离出的废水浓缩液外不会产生任何的废物排放。

Description

基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***。

背景技术

目前各领域的工业生产会产生大量废水，如电镀废水、农药废水、酸碱废水、重金属废水以及印染废水等。近年来，随着我国环境保护意识的觉醒和提高，工业废水的处理与排放要求也日益严格。“十三五”规划将环境保护作为工作目标，江苏省“263”专项行动要求减少煤炭消费总量和减少落后化工业产能，工业废水排放问题也是重点之一。目前的废水处理相关技术包括生化处理法、反渗透膜分离法。电化学法、光催化技术、高级氧化技术、正渗透技术以及传统蒸发技术等。上述废水处理技术或处理范围小、或处理效果不稳定、或会产生其他污染、或经济成本高。近年来，综合各地对于企业提出零排放要求以及企业的废水处理经济负担，将工业废水进行浓缩分离处理以便于水回用是工业企业的最佳选择。综合废水处理量、经济成本以及处理范围，低温传质、载气萃取技术相比较而言成为优势最大的废水处理方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，包括溶液箱、水泵、冷凝器、传质单元、析湿单元、风机以及压缩机；所述溶液箱用以盛装废水原液，所述溶液箱的出口与所述水泵连接，所述水泵的出口连接至所述冷凝器，所述冷凝器与所述传质单元相连接，所述传质单元的出口连接至所述析湿单元，所述析湿单元包括冷凝水出口和循环空气出口，所述循环空气出口输送出的循环空气通过所述风机输送至所述传质单元，所述析湿单元通过压缩机和管路与所述冷凝器相连。

优选地，所述处理***利用热泵为驱动热源和冷源，所述析湿单元内设有蒸发器，所述蒸发器、所述压缩机与所述冷凝器共同组成热泵循环管路。

优选地，所述溶液箱、所述水泵、所述冷凝器以及所述传质单元共同组成废水溶液管路。

优选地，所述传质单元、所述析湿单元、所述风机共同组成循环空气管路。

优选地，所述循环空气管路中的密闭循环空气是萃取介质，所述传质单元利用废液表面与循环空气中的水蒸气分压力差，在低温传质动力驱动下，将废液里80%的水分迁移至空气中。

优选地，所述热泵循环管路中热泵的冷凝热对废液进行加热升温至50-60℃。

优选地，所述处理***为全自动控制***，包括人机交互、实时监控、紧急制动、***故障报警及诊断功能、远程监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***采用封闭式设计，废液在装置内进行低温传质、载气萃取，传质单元可以利用溶液表面与循环的空气中的水蒸气分压力差，在低温传质动力驱使下，将废液里80%的水分迁移至空气中，析湿单元将饱和的湿空气在热泵的蒸发段析出冷凝水；将水分和废液进行浓缩分离，运行过程中除了分离出的废水浓缩液外不会产生任何的废物排放。

本发明采用热泵为驱动热源和冷源，***装置内部冷热能量平衡，能源利用效率高，且成熟的热泵技术可以全自动运行，实现无人值守。

本发明节能环保，无废气排放，无二次污染，对环境友好，通过蒸馏获得的冷凝水可以直接回收利用。

本发明相较于其他废水处理技术，结构相对简单，在废水预处理步骤有较低或者没有水质软化要求，进水的硬度可以达到5000，对废水中的有机物无限制，可以满足更多种类的废水处理要求。

附图说明

图1为基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***原理结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参照图1，本发明提供了一种基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，包括溶液箱1、水泵2、冷凝器3、传质单元4、析湿单元5、风机6以及压缩机7；溶液箱1用以盛装废水原液，溶液箱1的出口与水泵2连接，水泵2的出口连接至冷凝器3，冷凝器3与传质单元4相连接，传质单元4的出口连接至析湿单元5，析湿单元5包括冷凝水出口51和循环空气出口52，循环空气出口52输送出的循环空气通过风机6输送至传质单元4，析湿单元5通过压缩机7和管路与冷凝器3相连。

优选地，溶液箱1、水泵2、冷凝器3以及传质单元4共同组成废水溶液管路10。废水原液输送至溶液箱1，溶液箱1中的废水原液被水泵2抽取输送至冷凝器3中，冷凝器3的冷凝热将废水溶液升温加热，废水从冷凝器3流出后进入传质单元4；废液在传质单元4中被分离，80%的水分被迁移至空气中并进入析湿单元5，剩下的浓缩液则被排出并专门处理。

优选地，处理***利用热泵为驱动热源和冷源，析湿单元5内设有蒸发器8，蒸发器8、压缩机7与冷凝器3共同组成热泵循环管路20。

优选地，传质单元4、析湿单元5、风机6共同组成循环空气管路30。传质单元4将废水中80%的水分迁移至空气中后进入析湿单元5，析湿单元5内在蒸发器8的作用下，饱和的湿空气在热泵的蒸发阶段析出冷凝水，冷凝水达到排放标准，可以直接排放，也可以回收使用。析出冷凝水后的空气从循环空气出口52排出并通过风机6进入传质单元4，完成空气的循环使用，使得整个循环空气管路30封闭循环。

优选地，循环空气管路30中的密闭循环空气是萃取介质，传质单元4利用废液表面与循环空气中的水蒸气分压力差，在低温传质动力驱动下，将废液里80%的水分迁移至空气中。

优选地，热泵循环管路20中热泵的冷凝热对废液进行加热升温至50-60℃。

优选地，处理***为全自动控制***，包括人机交互、实时监控、紧急制动、***故障报警及诊断功能、远程监控。

本发明将水分和废液进行浓缩分离，运行过程中除了分离出的废水浓缩液外不会产生任何的废物排放；采用热泵为驱动热源和冷源，***装置内部冷热能量平衡，能源利用效率高，且成熟的热泵技术可以全自动运行，实现无人值守；节能环保，无废气排放，无二次污染，对环境友好，通过蒸馏获得的冷凝水可以直接回收利用；相较于其他废水处理技术，结构相对简单，在废水预处理步骤有较低或者没有水质软化要求，进水的硬度可以达到5000，对废水中的有机物无限制，可以满足更多种类的废水处理要求。

此外，本发明采用低温传质载气萃取技术，气液传质和传热的蒸发发生在填料的表面，因此蒸发器表面结构并不影响蒸发的效率，由于结垢而产生的停机风险降低为普通蒸发器的十分之一，间接减少了运行成本。

本发明采用低温传质工艺，废水经过简单的预处理就可以直接进入主体设备进行蒸发，出水可以直接排放，节省了预处理的要求以及减少了药剂引入而增加的污泥量，工艺链更短，并且能耗更低，可以大幅降低整体运行成本。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于，包括溶液箱、水泵、冷凝器、传质单元、析湿单元、风机以及压缩机；所述溶液箱用以盛装废水原液，所述溶液箱的出口与所述水泵连接，所述水泵的出口连接至所述冷凝器，所述冷凝器与所述传质单元相连接，所述传质单元的出口连接至所述析湿单元，所述析湿单元包括冷凝水出口和循环空气出口，所述循环空气出口输送出的循环空气通过所述风机输送至所述传质单元，所述析湿单元通过压缩机和管路与所述冷凝器相连。

2.如权利要求1所述的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于：所述处理***利用热泵为驱动热源和冷源，所述析湿单元内设有蒸发器，所述蒸发器、所述压缩机与所述冷凝器共同组成热泵循环管路。

3.如权利要求2所述的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于：所述溶液箱、所述水泵、所述冷凝器以及所述传质单元共同组成废水溶液管路。

4.如权利要求3所述的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于：所述传质单元、所述析湿单元、所述风机共同组成循环空气管路。

5.如权利要求4所述的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于：所述循环空气管路中的密闭循环空气是萃取介质，所述传质单元利用废液表面与循环空气中的水蒸气分压力差，在低温传质动力驱动下，将废液里80%的水分迁移至空气中。

6.如权利要求2所述的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于：所述热泵循环管路中热泵的冷凝热对废液进行加热升温至50-60℃。

7.如权利要求1所述的基于低温传质浓缩技术的工业废水处理***，其特征在于：所述处理***为全自动控制***，包括人机交互、实时监控、紧急制动、***故障报警及诊断功能、远程监控。

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