申请日2017.12.25
公开(公告)日2018.08.14
IPC分类号C02F9/10
摘要
本实用新型公布一种高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备，采用化学混凝‑物理过滤‑循环列管大气蒸发浓缩处理，特别采用的大气蒸发塔是通过干燥的较高焓值的空气在大功率轴流风机作用下进入塔内，气体在塔内将热量传递给废水，提供废水蒸发所需的部分热量，之后低焓值高湿度的空气在被风机抽出，以此提高循环废水的蒸发量，达到浓缩的目的。采用本设备可以在经济和技术上有效解决高盐废水处理的难题。
权利要求书
1.一种高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备，其特征在于，包括依次由管道连通的污水提升泵、混凝灌、过滤器、调节水箱、循环列管大气蒸发器、蒸汽锅炉、水箱，在管道上设置相应阀门和抽水泵，在蒸发器底部设自动补水阀和排水管;采用PAC加药机、碳酸钠加药机和氢氧化钠与安装在管路上的静态混合器相连，通过静态混合器向混凝灌加药;
所述循环列管大气蒸发器为方型或圆形塔状结构，蒸发器的塔内设置轴流式大功率风机、收水器、布水器、循环列管加热器、填料区和循环集水箱，塔外设置抽水泵;所述轴流式大功率风机设在蒸发器顶部出口处，风机的功率需保证蒸发器出口风速达到12-20m/s;布水器设在蒸发器上部，收水器安装在布水器与轴流式大功率风机之间;蒸发器中部为填料区，填充有蜂窝状结构的耐高温的防腐材料，循环列管加热器布置在填料区中，周围由填料包围，所述循环列管加热器与塔外热源联通，循环列管的长度及层数由所需换热量计算得到;蒸发器下部设置进风口，蒸发器底部设置循环集水箱。
2.如权利要求1所述的高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备，其特征在于：所述进风口处还连接有进风筒，进风筒中安装有空气干烧管，进风筒与蒸发器进风口密封连接且为可拆卸结构。
3.如权利要求1所述的高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备，其特征在于：蒸发器的进风口处和进风筒的进风口处设置有进风格栅。
4.如权利要求1所述的高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备，其特征在于：所述收水器为耐腐蚀材质，制作为波浪形。
5.如权利要求1所述的高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备，其特征在于：所述布水器为由呈树枝状布置的配水干管和支管及喷嘴组成，喷嘴采用大流量雾化喷嘴，喷嘴数量及布置方式由布水流量和单个喷嘴喷水流量确定。
6.如权利要求1所述的高盐废水 循环列管大气蒸发减量处理设备，其特征在于：所述循环列管加热器采用带翅片防腐且耐高温、高压不锈钢或紫铜管制作，采用外形为圆盘形或“U”型盘管结构。
说明书
一种高盐废水循环列管大气蒸发减量处理设备
技术领域
本实用新型涉及工业污废水处理、环境保护技术领域，特别涉及高盐废水减量处技术与设备。
背景技术
高盐废水指来源于生活污水和工业废水的总含盐量大于1%的排放废水，含有较高的如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等无机离子，也含有一些有机物如甘油、中低碳链化合物等。主要来源于直接利用海水的工业生产、生活用水和食品加工厂、化工厂及石油和天然气的采集加工等。这些高盐废水，若未经处理直接排放，势必会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生极大的危害。但由于其成分复杂多样，盐分高，因此该废水处理技术难度远比普通污水处理要大得多。
目前研究和常用的高盐废水方法有电渗析法、膜分离法、蒸发法和生物法等。电渗析法在工业生产中应用很多，但是电渗析法对原水要求很高，一般来说油含量要低于2mg/L，对盐含量须限定在一定在浓度以下，否则生产成本迅速升高;膜分离法是一项先进的处理技术，在高盐废水处理技术中有一定潜力，目前的主要问题是设备昂贵，处理过程易堵、易污染，且高浓度含盐废液处理难;生物法处理设施庞大、处理工艺复杂、运行成本增加，是不容忽视的弊端;蒸发法如负压蒸发、机械加压蒸发，在进行处理时也有着能耗较大，投资较高等问题。
我国高盐废水产生数量在总废水中达5%，每年仍以2%的速率增长。因此，高盐废水处理在污水处理中有重要地位，是废水处理研究的重点，也是难点。随着国内日益严峻的环境问题及国家对环境控制的要求，对高盐废水进行高效、低成本处理成为工业发展的迫切需求。本方法旨在针对高盐废水本身具有成分复杂、多变性和分散性的特点，从经济和技术上可行来开发一种实用、有效和低成本的高盐废水大气蒸发技术及装置，实现废液的大幅减量化。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有高盐废水处理量大的问题，提供一种处理效果好、操作简便、便于移动、处理成本低、适用性广的高盐废水蒸发减量处理处理设备，重点是实现废水减量化，以解决高盐废水处理的难题。
本实用新型的技术方案如下：
本实用新型提供一种处理成本低的高盐废水蒸发减量处理设备，其包括依次由管道连通的污水提升泵、混凝灌、变隙式过滤器、调节水箱、循环列管大气蒸发器、循环水泵、蒸汽锅炉、水软化设备和软化水箱，在管道上设置相应阀门和抽水泵，在蒸发器底部设自动补水阀和排水管。同时分别采用PAC加药机、碳酸钠(Na2CO3)加药机和氢氧化钠(NaOH)与安装在管路上的静态混合器相连，通过静态混合器向混凝灌加药。
设备采用了特殊结构的循环列管大气蒸发器，其为方型或圆形塔状结构，蒸发器的塔内设置风机、收水器、布水器、循环列管加热器、填料区和循环集水箱，塔外设置抽水泵。
风机为轴流式大功率风机，设在蒸发器顶部出口处，风机型号及功率由所需蒸发风量确定，但风机的功率必须保证蒸发器出口风速达到12-20m/s。
布水器设在蒸发器上部，由呈树枝状布置的配水干管和支管及喷嘴组成，喷嘴采用大流量雾化喷嘴，补水管直径和喷嘴规格根据设计水量选用，喷嘴数量及布置方式由布水流量和单个喷嘴喷水流量确定。
收水器安装在布水器与风机之间，为耐腐蚀材质，制作为波浪形。
循环列管加热器安装在蒸发器中部的填料区中，采用带翅片防腐且耐高温、高压不锈钢或紫铜管制作，采用外形为圆盘形或“U”型盘管结构，确保大流量的流体强压循环，循环列管加热器与塔外热源联通，循环列管的长度及层数由所需换热量计算得到。
填料区的填料采用耐高温的防腐材料制成，蜂窝状结构，其充填于循环列管加热器盘管间，包围住循环列管加热器。
蒸发器下部设置进风口，底部设循环集水箱。
上述结构外部采用防腐材料封装，形成循环列管大气蒸发器机组外壳。
本实用新型与现有技术相比，具有以下特点：
1、本实用新型采用化学混凝-物理过滤组合技术作为循环列管大气蒸发浓缩前处理步骤。混凝预处理后出水直接经变隙式过滤器过滤后送入调节水箱，备蒸发浓缩用。此工艺流程简单，成本低，效率高。通过化学混凝和深度过滤处理能有效去除废水中的绝大多数悬浮固体和胶体，实现固液分离，能够有效提高废水的蒸发效率，减轻蒸发器结垢。
2、本实用新型特别采用了含循环列管蒸发器的大气蒸发器作为蒸发浓缩设备，对物化处理后废水进行低温蒸发浓缩，大幅度减少废水外运量，能有效降低处理成本。本实用新型的大气蒸发器与现有技术常使用的蒸发器或冷却塔在结构上不同，在原理上也有本质区别。通常的蒸发器或冷却塔是通过低晗值的空气进入塔内，与温度较高的处理水流进行热交换后，高晗值的热风从顶部抽出，达到降温处理水水温的目的;而本实用新型的循环列管大气蒸发器是通过干燥的较高焓值的空气在大功率轴流风机作用下进入塔内，气体在塔内将热量传递给废水，提供废水蒸发所需的部分热量，之后低焓值高湿度的空气在被风机抽出，以此提高循环废水的蒸发量，达到浓缩的目的。本大气蒸发器具有几个明显的结构创新，具体分析如下：
(1)本蒸发器必须要采用大功率风机，即要保证蒸发器出口风速达到12-20m/s，这是因为本蒸发器要达到的目的是：废水蒸发所需要的能量不是全部由加热列管提供，而是设计加热列管仅提供一部分蒸发所需热量，另一部分由大功率风机抽入的大量焓值较高的空气提供。即在大气蒸发器中，废液蒸发的所需的热量一部分由空气传热提供，一部分由循环列管加热提供。由于液体蒸发速度与液体表面空气流速有关，水膜液面空气的流动速度越大，越有利于加快蒸发速率，因此通过大功率风机，利用其风速高、气体通量大的优势，加强空气流通，提高水面空气的流动速度，使逸出的水蒸气分子迅速扩散，维持蒸发扩散动力为常数，不使其降低，可提高蒸发器内气体流量与气体流速，从而提高蒸发效率，这样能节省加热能耗，总能耗较全由加热列管加热提供废水蒸发所需热量的能耗大幅降低，这实质是本蒸发器原理上的创新。
(2)为了提高大功率风机抽入的空气的焓值，蒸发器的进风先会经过蒸发器一侧设置的进风筒，进风筒内设置有空气干烧管，对进入蒸发器内的空气进行加热，进一步提高空气的焓值且使进风保持干燥，从而有利于蒸发器内部的蒸发效率提高。
(3)本蒸发器的循环列管布置在填料区中，而不是分开布置，当废水淋入填料区时会获得一个较长的滞留时间，这个时间能同时被循环加热列管利用，加长对废水的加热时间，同时填料区表面积大，废水形成水膜后传热面积增大，能提高加热效率。
(4)本蒸发器对通过循环水泵提升循环喷淋的废水，不先进行额外加热来提高蒸发效率，是因为如果废水先被加热，废水温度会比空气温度高很多，水的热量会传递给温度较低的空气，造成热量损失，而废水蒸发过程是一个吸热过程，这种情况出现会不利于废水的蒸发，本蒸发器的废水循环是采用循环泵自然循环，同时将蒸汽加热列管放入填料区中，不会造成空气与废水之间的温差，从而减少不必要的热损失。另外，大气蒸发器设置有带有空气干烧管的进风筒，能对进入蒸发器的空气先一步进行加热，提高进入蒸发器空气的焓值，进入的空气将热量传递给废水会更有利于废水蒸发吸热。
(5)本大气蒸发器内采用了蜂窝状结构且耐高温防腐材料的填料，使用寿命长，蜂窝状结构填料比表面积大，一方面能有效增加废水与空气间的接触面积，使水分子逸出机会增多，另一方面，增大了换热面积，加快了蒸发速度。
3、本实用新型运行效率高，洁净的水分直接挥发到大气中，处理过程无二次污染物产生。
4、本实用新型结构紧凑，采用撬装式平台，拆卸组装方便，实现流动作业，作业效率较高。
5、本实用新型运行维护成本低，设备简单，流程短，维护方便，使用寿命长，整套工艺流程可以实现自动化控制，大大减少人员配置。
本实用新型是一种采用化学混凝-物理过滤-高效蒸发浓缩技术来处理高盐废水的物理化学组合处理设备，采用本设备可以在经济和技术上有效解决高盐废水处理的难题。