液膜结晶废水蒸发器及应用系统

　　4、根据权利要求2所述的液膜结晶废水蒸发器，其特征在于：所述结晶腔内之 结晶部件包括若干竖直排列的纳米加热管，各加热管之间的间隙通过隔板间隔成围绕 于纳米加热管周边的蒸汽通道。

　　5、根据权利要求2所述的液膜结晶废水蒸发器，其特征在于：所述结晶腔内壁 设有一隔热层。

　　6、根据权利要求2所述的液膜结晶废水蒸发器，其特征在于：所述氧化腔内壁 设有二氧化钛膜层，所述光催化氧化部件包括至少一竖直置于氧化腔腔体内之紫外 灯，所述紫外灯外套设有可透明的玻璃套管。

　　7、根据权利要求2所述的液膜结晶废水蒸发器，其特征在于：所述膜渗透腔内 之膜组件包括置于膜渗透腔腔体内之膜骨架，通过一膜支架固定于腔体内，膜管置于 所述膜骨架上，其外壁设有有机膜或无机膜层。

　　8、根据权利要求7所述的液膜结晶废水蒸发器，其特征在于：所述有机膜或无 机膜层采用浸渗剂处理，其膜孔径为0.01μm-0.045μm。

　　9、一种液膜结晶废水蒸发系统，其特征在于：包括高压泵、液膜结晶废水蒸发 器、真空泵及冷凝器，所述液膜结晶废水蒸发器含有权利要求2-7所述的结构，所述 高压泵入口端与废水进水口连通，出口端接液膜结晶废水蒸发器液膜形成腔，所述真 空泵入口端接液膜结晶废水蒸发器膜渗透腔或氧化腔，出口端与冷凝器连接。

　　10、根据权利要求9所述的液膜结晶废水蒸发系统，其特征在于：还包括一可 将废水初步过滤之过滤器，设置于高压泵入口处。

　　11、根据权利要求9或10所述的液膜结晶废水蒸发系统，其特征在于：还包括 一螺杆膨胀动力发电机，设于真空泵和冷凝器连通的管路上。

　　说明书

　　可零排放废水的处理方法、液膜结晶废水蒸发器及应用系统

　　【技术领域】

　　本发明涉及废水净化领域，具体涉及一种可对难生化废水、电镀废水、纳滤或 RO膜产生浓液、印染废水等进行净化处理以达到零排放效果之液膜结晶废水蒸发装 置及其应用系统。

　　【背景技术】

　　我国是一个严重缺水的国家，水污染使水资源短缺雪上加霜。仅化工行业每年产 生的废水就达上百亿吨，其中染料、医药及中间体等生产废水，因其浓度高、毒性大、 难以降解而成为世界公认的难题。如何提高处理效率、降低投资对于高浓度、难降解 有机工业废水处理项目来说十分关键。针对高浓度有机废水治理亟待解决的瓶颈问 题，开发出高效处理技术、设备及组合工艺，建立起高浓度难降解废水处理过程智能 化和可控制化的有效方法一直是环保和水处理科技工作者关注的焦点。目前我国工业 生产中产生的高浓度有机废水，主要采用厌氧与好氧相结合的方法进行处理，由于厌 氧处理工艺的运行条件要求高，出水水质难以保证。随着污水处理工艺技术研究的不 断深入，水处理思路从多种工艺的组合逐渐转向单一工艺满足多种工艺功能的要求， 力图一种工艺能较好地降低COD、BOD并去除氮、磷等污染物。

　　目前，对于工业废水排放要求越来越高，为提高我国工业废水处理率，“九五” 以来，工业高浓度有机废水处理设备得到较快发展。运用蒸发浓缩的方法处理工业废 水，较早的有美国安普科技中心生产的Samsco废水蒸发器等，国内也有很多科研机 构和高等院校从事相关研究，包括美国等较多采用直接加热蒸发的方法，此方法最大 的问题就是处理成本高，通常每吨水达到30-100元，虽然发展到现在有很多改进， 如真空多级闪蒸，多效蒸发器等，但因为其处理成本高而令到我国很多用户难以接受， 高于20元每吨水的处理成本的废水蒸发器在我国很难推广，因此研究一套高效低耗 的废水蒸发器非常重要。

　　在废水处理领域中，难生化处理的废水一般包括石化、制药、印染、制漆、电镀、 皮革、垃圾渗滤液等各种废水。目前，国内外处理电镀废水方法比较多，如采用化学 法，虽然其工艺较为成熟，但流程复杂，其中铬废水需分流处理，六价铬投加还原剂 还原三价铬，表面活性剂化学破乳、除油等分类处理后再进行综合处理，操作环节多， 劳动强度大。因配制、投加药剂污泥量大，运行费用通常为10-15元/吨，且处理COD、 油、磷酸盐等有机污染物不易达标。

　　在垃圾渗滤液等各种难以生化的部分废水处理方面，垃圾渗滤液等高浓度有机废 水经厌氧滤池+SBR+MBR等传统工艺处理之后，通常将近有400～600mg/L的COD无 法用生物处理，目前利用纳滤或反渗透法处理高浓度、高盐份污水已得到广泛应用， 在城市生活垃圾填埋场渗滤液的处理中也已有成熟的运行经验，目前国内有公司尝试 引进德国技术运用于中国垃圾焚烧厂沥滤液处理。但焚烧厂垃圾沥滤液与填埋场渗滤 液不同，有机物、悬浮物含量要高的多，反渗透浓缩液量也要比填埋场渗滤液大的多。 一般来说二级RO系统处理填埋场渗滤液的浓缩比可达到10%，而运用于沥滤液处理 时，经实验证明浓缩比最高只有50%，反渗透膜也极易污染中毒，膜组件更换频繁， 而且预处理系统要复杂得多。反渗透法产生的浓缩液的处理是一个难点，填埋场渗滤 液的浓缩液可以采用回灌填埋区进行处理，利用已填埋的垃圾吸附降解浓缩液中的重 金属及有机物，而焚烧厂沥滤液用反渗透法处理产生的浓缩液还有50%以上，由于没 有填埋场回灌的便利条件，回喷焚烧炉水量又太大，因此用膜处理法处理沥滤液的前 提是必须解决浓缩液的处理问题。

　　在垃圾中转站所产生的渗滤液废水如何处理还没有找到解决方案。

　　例如：广州市目前有压缩转运站148座，深圳将建设垃圾转运站418座，目前已 完成垃圾转运站建设100多座，按每座垃圾转运站每天压宿垃圾50吨计算，每座垃 圾转运每天将产生垃圾渗滤液10-15吨(包括冲洗废水)，按深圳418座垃圾转运站 计算，将产生垃圾渗滤液6270吨。压缩垃圾封闭式大容量转运方式虽然解决了传统 的垃圾中转站超负荷运作，但存在污水易渗漏到地面上，散发出非常难闻的臭味，让 周围的居民抱怨不已等问题，同时也带出了垃圾渗滤液处理方式的转移问题，垃圾渗 滤液原来是由垃圾填埋场、垃圾发电厂等专业处理后达到三级排放标准才能排放的， 现在垃圾渗滤液大部分转移到垃圾转运站，垃圾转运站按现有的场地、资金和技术等 根本没有办法解决垃圾渗滤液处理达标排放的能力，除非有占地面积极小、处理效率 极高、运行费用极低的小型垃圾沥滤液处理装置或技术的出现。按照国家建设部和深 圳市垃圾转运站建设指引要求：各项污染指标达到相应环保要求，渗漏液要经沉砂池 处理后，再排入污水管网。以每座垃圾转运站每天将产生CODCr达40000mg/L的垃圾 渗滤液10吨排入污水管网，则相当于每座垃圾转运站每天向市政污水管网排入CODCr 达400mg/L的高浓度污水1000吨。如果将6000多吨垃圾沥滤液经简单的沉砂池处理 后排入污水管网，相当于垃圾转运站每天向市政污水管网排入CODCr达400mg/L的高 浓度污水600000吨，这样，必然会加重市政污水厂的负荷。如果全国1万多垃圾转 运站的垃圾沥滤液经简单的沉砂池处理后排入污水管网，相当于垃圾转运站每天向市 政污水管网排入CODCr达400mg/L的高浓度污水1亿吨，所以，研发和推广占地面积 极小、处理效率极高、运行费用极低的小型垃圾沥滤液处理一体化装置非常必要。

　　申请人针对现有技术上述问题做了一系列的研究，如：《一种废水净化方法及其 磁化混凝器集成设备》(专利号：200310117654.4，申请日：2003年12月31日)，《磁 化光催化集成污水再生利用装置》(专利号：200520056849.7，申请日2005年4月 12日)，《一种光电磁集成的废水高级氧化方法及装置》(专利申请号：2007100731666， 申请日2007年4月20日)，《可净化废水的铁碳管含有铁碳管的一体化磁电氧化生物 滤池》(专利申请号：200810065867，申请日2008年3月20日)，虽然上述专利文献 中涉及磁力混凝、电催化氧化、UF超滤、污泥自动脱水等工艺方法，但是不能解决 反冲洗浓液处理和电镀废水处理回用，使废水的处理受到一定的限制。另外，上述处 理装置具有一定的占地面积，在工作中要实现催化还原反应和沉淀、生物除磷脱氮、 过滤、排泥于一体化工作，多级工序无疑增加了工程制造和使用成本。

　　【发明内容】

　　本发明的目的在于提供一种可零排放废水的处理方法旨在解决现有废水处理技 术采用生物法、化学法或生物化学法等占地面积大，投资及运行费用高，对有机污染 物去除效率低，见效慢之缺陷。

　　本发明依据上述方法还提供了一种液膜结晶废水蒸发器及其应用系统。

　　本发明是这样实现的，一种可零排放废水的处理方法，其是将初步过滤的废水以 压差形式形成液膜，然后将形成的液膜采用高温爆破结晶方法对废水进行蒸发，得到 干粉和蒸汽，使杂质分离，再将分离后的蒸汽进行光催化氧化处理，使大部分挥发性 有机物氧化成二氧化碳和水，其余未被氧化的蒸汽再通过膜组件进行选择性渗透及冷 凝回收处理，最后得到干粉和蒸馏水，从而实现废水的零排放净化处理。

　　本发明还提供了一种液膜结晶废水蒸发器，包括可相互连通的液膜形成腔、结晶 腔、氧化腔及膜渗透腔，所述液膜形成腔内设置有一可将废水形成液膜之喷雾部件， 与进水管连通，所述液膜形成腔出口与结晶腔入口连通;所述结晶腔内设有可通过高 温爆破对废水进行蒸发且可使杂质形成结晶之结晶部件，其出口与氧化腔或膜渗透腔 入口连通;所述氧化腔内设有可对蒸汽进行净化处理之光催化氧化部件，所述膜渗透 腔内设有可对蒸汽进行选择性渗透之膜组件，所述氧化腔或膜渗透腔出口与冷凝器相 连。

　　进一步地，本发明液膜结晶废水蒸发器中：

　　所述液膜形成腔内之喷雾部件包括一喷射架，所述喷射架上设有一与待净化废水 连通的总进水管，该总进水管通过至少一分支管与喷射架体上均匀设置且相互连通的 若干喷嘴连通。

　　所述结晶腔内之结晶部件包括若干竖直排列的纳米加热管，各加热管之间的间隙 通过隔板间隔成围绕于纳米加热管周边的蒸汽通道，所述结晶腔内壁设有一隔热层。

　　所述氧化腔内壁设有二氧化钛膜层，所述光催化氧化部件包括至少一竖直置于氧 化腔腔体内之紫外灯，所述紫外灯外套设有可透明的玻璃套管。

　　所述膜渗透腔内之膜组件包括置于膜渗透腔体内之膜骨架，通过一膜支架固定于 腔体内，膜管置于所述膜骨架上，其外壁设有有机膜或无机膜层，所述有机膜或无机 膜层采用浸渗剂处理，其膜孔径为0.01μm-0.045μm。

　　本发明还提供了一种液膜结晶废水蒸发系统，包括高压泵、液膜结晶废水蒸发 器、真空泵及冷凝器，所述液膜结晶废水蒸发器含有权利要求2-7所述的结构，所述 高压泵入口端与废水进水口连通，出口端接液膜结晶废水蒸发器液膜形成腔，所述真 空泵入口端接液膜结晶废水蒸发器膜渗透腔或氧化腔，出口端与冷凝器连接。

　　本发明液膜结晶废水蒸发系统还包括一可将废水初步过滤之过滤器，设置于高 压泵入口处。

　　本发明液膜结晶废水蒸发系统还包括一螺杆膨胀动力发电机，设于真空泵和冷 凝器连通的管路上。

　　本发明的有益效果在于：

　　1)采用压差成膜、常温蒸发的处理方式，仅靠蒸发这单一步骤就可完成对污水 的处理和废物的分离，运行费用低于10元/立方，成本非常低廉;

　　2)占地少、操作稳定、清洗方便、效率高、易维护;

　　3)可同时处理多种高盐份或高色度废水，保证全天自动运转;

　　4)可减少废水排放量，降低废水排放费用，保护环境;

　　5)本发明干粉型可以自由转换成浓缩型设备，运行费用可节省1/3;

　　6)不必专人看守，可靠性很高。