CN113443788B - 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理*** - Google Patents

一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理*** Download PDF

Info

Publication number
CN113443788B
CN113443788B CN202110793328.3A CN202110793328A CN113443788B CN 113443788 B CN113443788 B CN 113443788B CN 202110793328 A CN202110793328 A CN 202110793328A CN 113443788 B CN113443788 B CN 113443788B
Authority
CN
China
Prior art keywords
inlet
outlet
pipeline
evaporation
wastewater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110793328.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113443788A (zh
Inventor
吴东旭
张小松
高远志
戴照峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN202110793328.3A priority Critical patent/CN113443788B/zh
Publication of CN113443788A publication Critical patent/CN113443788A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113443788B publication Critical patent/CN113443788B/zh
Priority to PCT/CN2022/103279 priority patent/WO2023284566A1/zh
Priority to US18/264,047 priority patent/US20240083794A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/0011—Heating features
    • B01D1/0029—Use of radiation
    • B01D1/0035—Solar energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/007—Energy recuperation; Heat pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/006—Water distributors either inside a treatment tank or directing the water to several treatment tanks; Water treatment plants incorporating these distributors, with or without chemical or biological tanks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/40—Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/005—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in compression type systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/16—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using waste heat from other processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/005—Valves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/10—Energy recovery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，采用结合太阳能集热器以及耦合热泵的方式，可以做到低碳、高效的处理含盐废水，并且可以通过浓缩得到工业盐以及淡水。该***包括废水预处理***、废水加热***和废水蒸发浓缩处理***，废水预处理***和废水加热***连接，废水加热***和废水蒸发浓缩处理***连接。

Description

一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***
技术领域
本发明属于含盐废水处理领域，具体来说，涉及一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***。
背景技术
随着国家对于环境治理越来越重视，含盐废水的处理也得到了越来越多的关注。含盐废水的处理一直以来都是污水处理的重点难题，因为高浓度盐分释放到环境中可以引起环境渗透压力的提高，从来破坏环境中的微生物，也同时会影响到水生生物以及污染土壤。因此，有必要对含盐废水进行有效的处理。目前来说，关于含盐废水的处理，主要的技术方案有多效闪蒸法以及电驱膜ED多级提纯技术。但是这些传统的技术都具有耗能大，投资高，能耗高等缺点，并且运行维护成本也比较高，所以传统的办法在处理含盐废水虽然效果比较好，但是成本较高，大面积推广具有一定的难度。
发明内容
技术问题：为了解决现有的技术对于含盐废水处理的弊端，本发明提供了一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，采用结合太阳能集热器以及耦合热泵的方式，可以做到低碳、高效的处理含盐废水，并且可以通过浓缩得到工业盐以及淡水。
技术方案：为了解决上述的问题，本发明实施例提供一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，包括废水预处理***、废水加热***和废水蒸发浓缩处理***，废水预处理***和废水加热***连接，废水加热***和废水蒸发浓缩处理***连接。
优选的，所述废水预处理***包括工业废水池、自然沉降池、活性炭过滤池、生物降解池和储盐水箱，含盐工业废水池的出口与自然沉降池的入口通过第一管路相连，自然沉降池的出口与活性炭过滤池的入口通过第二管路相连，活性炭过滤池的出口通过第一管组分别与生物降解池的入口和储盐水箱的入口相连，储盐水箱的出口通过第二管组分别与自然沉降池的入口和活性炭过滤池的入口相连。
优选的，所述第一管路中设有第一阀和第一水泵；所述第二管路中设有第二阀和第二水泵；第一管组包括第三管路和第四管路，第三管路连接活性炭过滤池的出口和生物降解池的入口；第四管路的一端和第三管路连通，另一端和储盐水箱的入口连通；第三管路中设有第三阀和第三水泵，第四管路中设有第四阀；第二管组包括第五管路和第六管路，第五管路连接储盐水箱的出口和自然沉降池的入口；第六管路的一端和第五管路连接，另一端和活性炭过滤池的入口连通；第五管路中设有第四水泵和第五阀，第六管路中设有第六阀。
优选的，所述活性炭过滤池中设有过滤网、阻隔网以及活性炭层，用于对含盐废水进行多重过滤。
优选的，所述废水加热***包括太阳能集热器和热泵***，所述热泵***包括冷凝器、节流阀、蒸发器和压缩机；压缩机的出口与冷凝器的入口相连，冷凝器的出口与节流阀的入口相连，节流阀的出口与蒸发器的入口相连，蒸发器的出口与压缩机的入口相连；生物降解池的出口通过第一三通阀分别与太阳能集热器的入口以及冷凝器的入口相连，太阳能集热器的出口通过第二三通阀分别与冷凝器的入口和废水蒸发浓缩处理***相连，冷凝器的出口和废水蒸发浓缩处理***相连。
优选的，所述生物降解池的出口和第一三通阀之间的管路上设有第十二阀和第五水泵。
优选的，所述废水蒸发浓缩***包括蒸发浓缩室、换热器、储水罐、储浓盐水罐、蒸发风屏、第一储盐罐和第二储盐罐，其中，所述太阳能集热器的出口通过第二三通阀分别与冷凝器的入口和蒸发浓缩室的第一入口相连，冷凝器的出口和蒸发浓缩室的第一入口相连；蒸发浓缩室的液体出口和储浓盐水罐的进口连接，储浓盐水罐的出口和蒸发风屏的入口连接，蒸发风屏的出口和第一储盐罐的进口连接；蒸发浓缩室的第一出口通过风机和换热器的第一入口连接；蒸发浓缩室的第二出口和第二储盐罐的入口连接；换热器的第一出口和储水罐连接，换热器的第二入口和外部连通，换热器的第二出口和蒸发浓缩室的第二入口连通。
优选的，所述蒸发浓缩室的第一入口位于蒸发浓缩室顶部，
优选的，所述蒸发浓缩室的第二入口位于蒸发浓缩室底部。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的***利用低品位能源，相比于传统含盐废水处理方式，具有更加节能的优点。充分利用太阳能以及热泵***冷凝器的余热，同时也考虑到环境的不稳定性，将太阳能***与热泵***有效的耦合。当太阳能量不足时，废水可以进入经过太阳能集热器初步加热接着进入热泵***进行进一步换热，提高温度。当太阳能量较高时，废水经过太阳能集热器就可以到达较高的温度，可以直接进入废水蒸发浓缩***，可以实现***的连续工作。
(2)本发明的***可以有效的利用资源，实现节能环保。相比于传统的含盐废水处理方式，该***在处理含盐废水时，充分利用工业废水中的资源，经过处理之后可以得到淡水以及工业盐，实现资源的有效回收及利用。
(3)本发明的***利用了溶液除湿的空气干燥技术，含盐废水首先经过预热进入蒸发浓缩室的废水经过雾化，从顶端喷而下，而经过换热器加热的外部空气从蒸发浓缩室的底部引入，此时高温雾化液滴与空气充分接触，可以实现快速的蒸发吸热，同时在蒸发的过程中会析出水滴中的盐分，属于一种新型的含盐废水处理办法。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中有：工业废水池1、第一阀2、第一水泵3、自然沉降池4、第七阀5、第二阀6、第二水泵7、活性炭吸附池8、第八阀9、第三阀10、第三水泵11、生物降解池12、第十二阀13、第五水泵14、第一三通阀15、太阳能集热器16、第二三通阀17、冷凝器18、节流阀19、蒸发器20、压缩机21、蒸发浓缩室22、风机23、换热器24、储水罐25、第九阀26、储浓盐水罐27、蒸发风屏28、第一储盐罐29、第十阀30、第四阀31、储盐水箱32、第四水泵33、第五阀34、第六阀35、第二储盐罐36、第十一阀37。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明实施例的一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，包括废水预处理***、废水加热***和废水蒸发浓缩处理***，废水预处理***和废水加热***连接，废水加热***和废水蒸发浓缩处理***连接。
上述实施例中，废水预处理***包括含盐工业废水池1、自然沉降池4、活性炭过滤池8、生物降解池12和储盐水箱32，含盐工业废水池1的出口与自然沉降池4的入口通过第一管路相连，自然沉降池4的出口与活性炭过滤池8的入口通过第二管路相连，活性炭过滤池8的出口通过第一管组分别与生物降解池12的入口和储盐水箱32的入口相连，储盐水箱32的出口通过第二管组分别与自然沉降池4的入口和活性炭过滤池8的入口相连。自然沉降池4的底部设有第七阀5，用于排放固体废弃物以及用于储盐水罐水清洗自然沉降池的废水出口。活性炭吸附池8的底部设有第八阀9，用于排放固体废弃物以及用于储盐水罐水清洗活性炭吸附池的废水出口。
优选的，第一管路中设有第一阀2和第一水泵3；所述第二管路中设有第二阀6和第二水泵7；第一管组包括第三管路和第四管路，第三管路连接活性炭过滤池8的出口和生物降解池12的入口；第四管路的一端和第三管路连通，另一端和储盐水箱32的入口连通；第三管路中设有第三阀10和第三水泵11，第四管路中设有第四阀31；第二管组包括第五管路和第六管路，第五管路连接储盐水箱32的出口和自然沉降池4的入口；第六管路的一端和第五管路连接，另一端和活性炭过滤池8的入口连通；第五管路中设有第四水泵33和第五阀34，第六管路中设有第六阀35。
上述废水预处理装置***的工作过程为：含盐工业废水首先在工业废水池1中经过第一水泵3引入自然沉降池4，通过重力首先过滤掉废水中的一部分杂质，然后利用第二水泵7将自然沉降池4中的上层液体引入活性炭吸附池8中。在活性炭吸附池8中，废水将经过过滤网，阻隔网以及活性炭等材料过滤，对含盐废水进行多重过滤，去除废水中的悬浮物。通过第三水泵11将活性炭吸附池8过滤后的废水引入生物降解池12中，进行厌氧以及富氧处理，去除废水中的微生物。同时，将活性炭吸附池8中的废水引入储盐水箱32中，通过第四阀31确保水箱中的水量，储盐水箱32中水是为了用来清洗自然过滤池4以及活性炭过滤池8。因为自然过滤池4以及活性炭过滤池8这两个水池中杂质较多，容易出现堵塞的情况。通过控制第四水泵33、第五阀34和第六阀35，实现对自然过滤池4以及活性炭过滤池8的清洁。
上述实施例中，所述活性炭过滤池8中设有过滤网、阻隔网以及活性炭层，用于对含盐废水进行多重过滤。过滤网、阻隔网以及活性炭层都可以对含盐废水进行过滤。
优选的，所述废水加热***包括太阳能集热器16和热泵***，所述热泵***包括冷凝器18、节流阀19、蒸发器20和压缩机21；压缩机21的出口与冷凝器18的入口相连，冷凝器18的出口与节流阀19的入口相连，节流阀19的出口与蒸发器20的入口相连，蒸发器20的出口与压缩机21的入口相连；生物降解池12的出口通过第一三通阀15分别与太阳能集热器16的入口以及冷凝器18的入口相连，太阳能集热器16的出口通过第二三通阀17分别与冷凝器18的入口和废水蒸发浓缩处理***相连，冷凝器18的出口和废水蒸发浓缩处理***相连。蒸发器20和冷凝器18发器均具有制冷剂入口和制冷剂出口；所述压缩机21的出口与冷凝器18的制冷剂入口连接，同时冷凝器18还具有废水入口和废水出口。
优选的，所述生物降解池12的出口和第一三通阀15之间的管路上设有第十二阀13和第五水泵14。通过设置第十二阀13和第五水泵14，控制管路通断。
上述废水加热装置***的工作过程是：经过废水预处理***处理的废水，经过太阳能耦合热泵***加热。当环境中的太阳能较充沛时，废水经过太阳能集热器16加热就可以达到一定的温度，此时不需要在经过热泵***的进一步加热，就可以直接送入废水蒸发浓缩***中；如果环境中太阳能不是很充沛，经过太阳能集热器加热的废水，再通过热泵***的冷凝器换热，到达相关的温度后，再送入废水蒸发浓缩***中，就可以实现快速的蒸发与浓缩。该装置耦合了太阳能以及热泵的低品位能源，充分考虑到太阳能的不确定性，可以实现***的持续运行。
热泵的循环过程由冷凝器18、节流阀19、蒸发器20、压缩机21完成。冷凝器18与蒸发器20均具有制冷剂入口与制冷剂出口。压缩机21的出口与冷凝器18的制冷剂入口连接，冷凝器18制冷剂出口与节流阀19的入口连接，节流阀19的出口与蒸发器20的制冷剂入口连接，蒸发器20的制冷剂出口与压缩机21的入口连接。冷凝器18由外壳和内部管道组成，冷凝器18内部管道的一端与第一三通阀15与第二三通阀17的出口连接，另一端与蒸发浓缩室的入口相连，冷凝器18外壳的制冷剂出口与节流阀19的入口相连，外壳的制冷剂入口与压缩机21出口相连。
当环境太阳辐射充足时，关闭第一三通阀15的左阀门，打开中阀门，此时从生物降解池12出口的废水进入太阳能集热器16，若太阳能集热器16出口的废水温度较高，不需要进一步加热，此时关闭第二三通阀17的中阀门，废水进入蒸发浓缩室22；若太阳能集热器16出口的废水温度还需进一步加热，此时关闭第二三通阀17的右阀门，废水进入热泵***的冷凝器18。当环境太阳辐射较弱或者没有时，关闭第一三通阀15的中阀门，此时从生物降解池12出口的废水进入热泵***的冷凝器18。
优选的，所述废水蒸发浓缩***包括蒸发浓缩室22、换热器24、储水罐25、储浓盐水罐27、蒸发风屏28、第一储盐罐29和第二储盐罐36，其中，所述太阳能集热器16的出口通过第二三通阀17分别与冷凝器18的入口和蒸发浓缩室22的第一入口相连，冷凝器18的出口和蒸发浓缩室22的第一入口相连；蒸发浓缩室22的液体出口和储浓盐水罐27的进口连接，储浓盐水罐27的出口和蒸发风屏28的入口连接，蒸发风屏28的出口和储盐罐29的进口连接；蒸发浓缩室22的第一出口通过风机23和换热器24的第一入口连接，蒸发浓缩室22的第二出口和第二储盐罐36的入口连接；换热器24的第一出口和储水罐25连接，换热器24的第二入口和外部连通，换热器24的第二出口和蒸发浓缩室22的第二入口连通。
优选的，所述蒸发浓缩室22的第一入口位于蒸发浓缩室22顶部。所述蒸发浓缩室22的第二入口位于蒸发浓缩室22底部。含盐废水由第一入口喷淋而下，经过换热器24加热的空气由第二入口进入蒸发浓缩室22，喷雾状的液体可以与高温空气充分接触，从而加速其蒸发浓缩速度，并且可以更充分的实现水分蒸发，提高盐析出产量。
上述废水蒸发浓缩装置***的工作过程为：经过加热***处理的废水已经达到了一定的温度，首先经过雾化从蒸发浓缩室22顶部喷洒而下。由于此时的废水温度较高，且粒径较小，可以与空气实现快速的能量交换从而快速蒸发。达到盐类的饱和浓度就可以显示盐类的析出，经过蒸发浓缩室22底部的过滤网过滤，可以得到工业盐。工业盐通过管路和第二储盐罐36连通。第二储盐罐36用于收集工业盐。第二储盐罐36外设置第十一阀37，用于排放存储的工业盐。同时，蒸发浓缩室22的上方有温湿度较大的空气，通过风机23引出到换热器24中。外部空气进入换热器24中，与从蒸发浓缩室22排出的温湿度较大的空气进行换热，实现水的高效冷凝，而此时空气也会得到温升。升温后的空气通入蒸发浓缩室22的底部，吹入蒸发浓缩室22内，加速废水的蒸发与浓缩。换热器24由外壳和内部管道组成，风机23的出口与换热器24内部管道入口相连，此时蒸发浓缩室22高温高湿空气进入换热器24，外部空气走外壳入口，外部空气温度相对较低，与管道内部高温高湿空气进行换热，管道内部空气会因冷凝产生大量淡水，外部空气会被加热到一定温度送入蒸发浓缩室22。产生的淡水流入储水罐25中。储水罐25的外侧设有第九阀26。通过开启第九阀26，实现储水罐25中水的流出。蒸发浓缩室22底部也产生一些浓度较高的含盐废水，将其引入储浓盐水罐27中，再通入蒸发风屏28中。此时，外部空气通入蒸发风屏28中。在蒸发风屏28中，含盐废水大面积的与空气进行对流换热，实现水分的蒸发，此时盐类会大量的析出，从而得到大量的工业盐，存储到第一储盐罐29中。第一储盐罐29外壁设置第十阀30。控制第十阀30的开启，将第一储盐罐29中的工业盐排出。
本申请的***中，含盐废水首先经过自然沉降池4、活性炭吸附池8以及生物降解池12初步处理得到不含固体颗粒杂质以及细菌的含盐废水；接着含盐废水经过太阳能集热器以及热泵循环装置加热得到温度较高的含盐废水，再通过蒸发浓缩器喷淋蒸发得到淡水与工业盐。本发明办法有效的利用了低温热源(太阳能以及热泵***)，可以有效的升高废水的温度，使其在喷淋室(即蒸发浓缩室22)中水分可以快速蒸发。本发明实施例的***可以高效的利用低温热源处理含盐废水，得到淡水以及工业盐，不仅可以实现处理污水问题，也可以让水资源以及盐的有效回收与利用，具有很好的经济效益。
应理解上述所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，其特征在于，包括废水预处理***、废水加热***和废水蒸发浓缩处理***，废水预处理***和废水加热***连接，废水加热***和废水蒸发浓缩处理***连接；
所述废水预处理***包括工业废水池(1)、自然沉降池(4)、活性炭过滤池(8)、生物降解池(12)和储盐水箱(32)，工业废水池(1)的出口与自然沉降池(4)的入口通过第一管路相连，自然沉降池(4)的出口与活性炭过滤池(8)的入口通过第二管路相连，活性炭过滤池(8)的出口通过第一管组分别与生物降解池(12)的入口和储盐水箱(32)的入口相连，储盐水箱(32)的出口通过第二管组分别与自然沉降池(4)的入口和活性炭过滤池(8)的入口相连；
所述废水加热***包括太阳能集热器(16)和热泵***，所述热泵***包括冷凝器(18)、节流阀(19)、蒸发器(20)和压缩机(21)；压缩机(21)的出口与冷凝器(18)的入口相连，冷凝器(18)的出口与节流阀(19)的入口相连，节流阀(19)的出口与蒸发器(20)的入口相连，蒸发器(20)的出口与压缩机(21)的入口相连；生物降解池(12)的出口通过第一三通阀(15)分别与太阳能集热器(16)的入口以及冷凝器(18)的入口相连，太阳能集热器(16)的出口通过第二三通阀(17)分别与冷凝器(18)的入口和废水蒸发浓缩处理***相连，冷凝器(18)的出口和废水蒸发浓缩处理***相连；
所述废水蒸发浓缩***包括蒸发浓缩室(22)、换热器(24)、储水罐(25)、储浓盐水罐(27)、蒸发风屏(28)、第一储盐罐(29)和第二储盐罐(36)，其中，
所述太阳能集热器(16)的出口通过第二三通阀(17)分别与冷凝器(18)的入口和蒸发浓缩室(22)的第一入口相连，冷凝器(18)的出口和蒸发浓缩室(22)的第一入口相连；
蒸发浓缩室(22)的液体出口和储浓盐水罐(27)的进口连接，储浓盐水罐(27)的出口和蒸发风屏(28)的入口连接，蒸发风屏(28)的出口和第一储盐罐(29)的进口连接；蒸发浓缩室(22)的第一出口通过风机(23)和换热器(24)的第一入口连接；蒸发浓缩室(22)的第二出口和第二储盐罐(36)的入口连接；换热器(24)的第一出口和储水罐(25)连接，换热器(24)的第二入口和外部连通，换热器(24)的第二出口和蒸发浓缩室(22)的第二入口连通；所述蒸发浓缩室(22)的第一入口位于蒸发浓缩室(22)顶部，所述蒸发浓缩室(22)的第二入口位于蒸发浓缩室(22)底部。
2.根据权利要求1所述的太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，其特征在于，所述第一管路中设有第一阀(2)和第一水泵(3)；所述第二管路中设有第二阀(6)和第二水泵(7)；第一管组包括第三管路和第四管路，第三管路连接活性炭过滤池(8)的出口和生物降解池(12)的入口；第四管路的一端和第三管路连通，另一端和储盐水箱(32)的入口连通；第三管路中设有第三阀(10)和第三水泵(11)，第四管路中设有第四阀(31)；第二管组包括第五管路和第六管路，第五管路连接储盐水箱(32)的出口和自然沉降池(4)的入口；第六管路的一端和第五管路连接，另一端和活性炭过滤池(8)的入口连通；第五管路中设有第四水泵(33)和第五阀(34)，第六管路中设有第六阀(35)。
3.根据权利要求1所述的太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，其特征在于，所述活性炭过滤池(8)中设有过滤网、阻隔网以及活性炭层，用于对含盐废水进行多重过滤。
4.根据权利要求1所述的太阳能耦合热泵的含盐废水处理***，其特征在于，所述生物降解池(12)的出口和第一三通阀(15)之间的管路上设有第十二阀(13)和第五水泵(14)。
CN202110793328.3A 2021-07-14 2021-07-14 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理*** Active CN113443788B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110793328.3A CN113443788B (zh) 2021-07-14 2021-07-14 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***
PCT/CN2022/103279 WO2023284566A1 (zh) 2021-07-14 2022-07-01 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***
US18/264,047 US20240083794A1 (en) 2021-07-14 2022-07-01 Saline wastewater treatment system using solar-assisted heat pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110793328.3A CN113443788B (zh) 2021-07-14 2021-07-14 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113443788A CN113443788A (zh) 2021-09-28
CN113443788B true CN113443788B (zh) 2022-04-12

Family

ID=77816110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110793328.3A Active CN113443788B (zh) 2021-07-14 2021-07-14 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240083794A1 (zh)
CN (1) CN113443788B (zh)
WO (1) WO2023284566A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113443788B (zh) * 2021-07-14 2022-04-12 东南大学 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***
CN114956225A (zh) * 2022-05-06 2022-08-30 南京工业大学 一种基于太阳能和自然蒸发的含盐废水处理***及方法
CN117553456B (zh) * 2024-01-12 2024-04-09 瑞纳智能设备股份有限公司 应用热泵的废水处理和余热回收***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103466736A (zh) * 2013-09-23 2013-12-25 凯姆德（北京）能源环境科技有限公司 一种高浓度含盐废水的循环处理***及工艺
CN104628063A (zh) * 2014-12-09 2015-05-20 何星明 一种回收电镀废水处理设备
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
CN108147608A (zh) * 2018-03-07 2018-06-12 华北电力大学（保定） 一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶***及方法
CN108870522A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 集美大学 太阳能热泵户式中央热水***

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6557266B2 (en) * 2001-09-17 2003-05-06 John Griffin Conditioning apparatus
US9005310B2 (en) * 2009-06-02 2015-04-14 Hudgens Holdings, Llc Subterranean well production saltwater evaporation station
US10202286B2 (en) * 2015-06-22 2019-02-12 Eureka Resources, Llc Method and system for treating wastewater
CN208916994U (zh) * 2018-03-07 2019-05-31 华北电力大学（保定） 一种处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶***
CN112520804A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 东北电力大学 一种耦合太阳能集热的高盐废水闪蒸浓缩***
CN113443788B (zh) * 2021-07-14 2022-04-12 东南大学 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***
CN114873745B (zh) * 2022-07-08 2022-09-16 金科环境股份有限公司 一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理***及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103466736A (zh) * 2013-09-23 2013-12-25 凯姆德（北京）能源环境科技有限公司 一种高浓度含盐废水的循环处理***及工艺
CN104628063A (zh) * 2014-12-09 2015-05-20 何星明 一种回收电镀废水处理设备
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
CN108147608A (zh) * 2018-03-07 2018-06-12 华北电力大学（保定） 一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶***及方法
CN108870522A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 集美大学 太阳能热泵户式中央热水***

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023284566A1 (zh) 2023-01-19
US20240083794A1 (en) 2024-03-14
CN113443788A (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113443788B (zh) 一种太阳能耦合热泵的含盐废水处理***
CN203715317U (zh) 一种高盐水低温循环蒸发结晶装置
CN104925883B (zh) 一种浓盐废水的节能浓缩处理装置
CN104118918B (zh) 一种利用太阳能的废水蒸发***
CN104828887B (zh) 采用太阳能组合加热使废水蒸发净化处理的方法及***
CN103553166A (zh) 利用循环水余热处理高含盐废水的装置及方法
CN109020031B (zh) 一种基于热力压缩的蒸发浓缩***
CN203591603U (zh) 一种六效蒸发装置
CN101318716A (zh) 一种膜蒸发浓缩液体处理***及处理方法
CN104628065A (zh) 一种化学制药废水处理***及方法
CN113735209A (zh) 一种全量化垃圾渗滤液处理装置及工艺
CN213771408U (zh) 一种间歇式电加热液体喷淋蒸发装置
CN203545717U (zh) 利用循环水余热处理高含盐废水的装置
CN113233528A (zh) 一种超声催化膜蒸馏医疗废水处理***
CN2883340Y (zh) 一种闭式太阳能或低温热源海水淡化装置
CN215905885U (zh) 一种全量化垃圾渗滤液处理装置
CN116282295A (zh) 一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效***及方法
CN113105052B (zh) 一种高盐废水浓缩结晶***和方法
CN210645170U (zh) 一种双效外循环蒸发器
CN204737747U (zh) 采用太阳能组合加热使废水蒸发净化处理的***
CN211078817U (zh) 一种水循环利用***
CN207726912U (zh) 一种高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备
CN202724969U (zh) 臭气处理装置
CN113149104A (zh) 一种高盐废水常温蒸发零排放处理***及处理方法
CN212644662U (zh) 一种具有模块化除盐功能的烟气再热装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant