專利名稱：一種蒸發高濃度污水處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及污水處理的技術領域，具體地說是一種用蒸發工藝 來處理高濃度污水的系統。
背景技術：
在目前污水處理領域中,一般較易處理的污水，如居民生活污水、 食品、輕工、鋼鐵廢水等都得到了較為成熟與可靠的治理，形成了較 為成熟的處理方法和工藝流程。
然而,對于某些工業廢水，如高濃度有機廢水，含有高鹽、高油的 油田采油廢水及某些含有毒、有害物質，COD含量高達數十萬的特 殊廢水，對這類廢水用常規的水處理工藝已無濟于事。即使僥幸找到 處理的工藝，其高昂的土建費用，設備費用及運行費用也使業主難以 接受。如何另辟蹊徑，尋找一種行之有效辦法來對付此類廢水，成了 業內人士的努力方向。 一種古老而傳統的技術一蒸發工藝，再次得到 了廣泛的重視。
傳統蒸發工藝主要有多級閃蒸，多效降膜蒸發、多效升膜蒸發、 壓汽蒸餾等幾類。這些蒸發工藝，已逐漸在食品加工、制藥、制漿、 造紙、海水淡化和污水處理領域得到應用，處理效果也較為滿意。但 從整體方案來看，總是存在著設備體積龐大，價格昂貴等缺點。例如 壓汽蒸餾工藝，其中的蒸汽壓縮機價格，動輒數百萬上千萬。巨大的 投資和昂貴的運行費用阻礙了蒸發工藝這項技術在污水處理領域的進一步推廣應用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種改進的蒸發高濃度污水處理系統， 它可克服現有技術中工藝中投資大，運行費用高，運行不穩定，易造 成二次污染的一些不足。
為了實現上述目的，本發明運用射流噴射技術對蒸發工藝進行 改造，提出"噴射式蒸汽吸入"新工藝，意在大幅度降低設備成本， 使蒸發工藝能更好的為污水處理及其它領域服務。噴射式蒸汽吸入工
藝英文名(Jet Vapor Compression),簡稱JVC。本發明的技術方案
是 一種蒸發高濃度污水處理系統，其特征在于所述的污水處理系 統由第一、第二兩個蒸發單元連接而成，第一、第二蒸發單元的兩端 分別與進、出水箱相連，每個蒸發單元設有一降膜蒸發器，降膜蒸發 器與兩個循環泵和一噴射器組相連，上述各部件之間采用管道相連。 本發明的蒸發器在工作時，污水被熱源加熱成為蒸汽，熱源換熱 后成為冷凝水，循環泵提取冷凝水，在水力射流噴射器組的喉管處產 生負壓，抽吸蒸發器中的蒸汽，蒸汽進入冷凝水后，加熱冷凝水，使 之成為高溫水，同時自身也成為高溫水。此高溫水回入蒸發器的換熱 管，作為熱源繼續加熱污水，使污水成為蒸汽；高溫水換熱后成為冷 凝水，循環泵提取冷凝水又在射流噴射器組喉管產生負壓，再抽吸蒸 發器內蒸汽。如此周而復始的循環，使得(1)冷凝水越來越干凈， 達到排放標準；(2)因蒸汽不斷成為冷凝水使冷凝水越來越多，多出
的冷凝水可以外排至收集水箱進行回用或管道排放。被蒸發掉水分的 污水成為濃縮液，轉入后續處理。 本發明運行時，有如下特點
(1)讓蒸汽從汽態變為液態，通常采用間接冷凝法，其冷凝過程較長，產生的冷凝水收集也較困難；本發明采用直接冷凝法，讓氣態 的蒸汽直接進入液態的冷凝水，并伴有混合攪動，在極短時間內完成 冷凝過程。從氣態變為液態，還不需專門加以收集，具有較大的產水
(2) 因射流噴射器組吸入蒸汽而在蒸發器內部形成負壓，降低了 蒸發溫度，提高了蒸發器的效率；
(3) 吸入的蒸汽將冷凝水加熱后自身也變成高溫水，作為熱源重 新進入蒸發器進行換熱，提高了系統的熱能利用效率；
(4) 得到冷卻的冷凝水再次進入射流噴射器組后又可抽吸蒸汽， 變成較高溫度的高溫水。蒸發、冷凝、換熱、吸入蒸汽這一循環以低 能耗的狀態一直進行下去；
(5) 在整個循環過程中，除了提供動力的循環泵外，沒有其他機 械運動裝置，使系統運行穩定可靠，維修簡單。
(6)系統在二個工況點運行，將二種不同結構的蒸發器互補配 套，取長補短，既有較高的傳熱系數和較大的濃縮倍數，又有結垢緩 慢，有效工作壽命長等諸多優點。并且調試簡單，控制方便。
圖1為本發明一實施例的結構示意圖
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。 本發明所述的污水處理系統由第一、第二兩個蒸發單元連接而 成，第一、第二蒸發單元的兩端分別與進、出水箱相連，每個蒸發單 元設有一降膜蒸發器，降膜蒸發器與兩個循環泵和一噴射器組相連， 上述各部件之間采用管道相連。第一蒸發單元的降膜蒸發器3采用水 平管降膜噴淋蒸發器，第二蒸發單元的降膜蒸發器7采用垂直管降膜噴淋蒸發器。第一蒸發單元中，降膜蒸發器3的污水進水口連接有第 一預熱器l，降膜蒸發器3的污水出水口與第一循環泵2相連，降膜
蒸發器3的底部設有冷凝水出水口，冷凝水出水口分別與第二循環泵 4及出水箱12相連，第一循環泵2與降膜蒸發器3之間通過污水管 道連接形成閉合回路，第二循環泵4、第一噴射器組5與降膜蒸發器 3之間通過冷凝水管道串聯形成閉合回路。第二蒸發單元中，降膜蒸 發器7的進水口連接有第二預熱器6，降膜蒸發器7的污水出水口與 第三循環泵8相連，降膜蒸發器7的底部設有冷凝水出水口 ，冷凝水 出水口分別與第四循環泵10及出水箱12相連，第三循環泵8與降膜 蒸發器7之間通過污水管道連接形成閉合回路，第四循環泵10、第 二噴射器組9與降膜蒸發器7之間通過冷凝水管道串聯形成閉合回 路。噴射器組中的每一個噴射器均采用水力射流噴射器。
實施例1中，污水進入第一蒸發單元的第一預熱器1加熱，待 溫度上升到設定值后進入蒸發器3，該蒸發器為水平管降膜噴淋形式， 換熱管外溫度低于管內溫度。污水進入后被噴淋在水平換熱管外表 面，與管內的高溫水換熱，產生蒸汽；管內的高溫水換熱后溫度下降， 成為冷凝水，進入第二循環泵4，被提升至第一噴射器組5，第二循 環泵4提供的動力在第一噴射器組5將水流高速噴出，喉管處產生的 負壓抽吸蒸發器3內的蒸汽，蒸汽加熱冷凝水，使之成為高溫水，同 時自身也成為高溫水的一部分。高溫水回入蒸發器3的水平換熱管 內，作為熱源繼續將管外污水變為蒸汽，換熱后高溫水變為冷凝水， 又進入第二循環泵4開始第二個循環。經過若干個循環后，冷凝水變 得越來越干凈，最終達到排放標準，流入出水箱或排放管道。污水經 過蒸發后余下的濃縮液，經循環泵一部分重新進入蒸發器3反復濃 縮， 一部分進入第二蒸發單元繼續濃縮。
7濃縮液進入第二蒸發單元后，經第二預熱器6加熱到設定溫度 后進入蒸發器7，該蒸發器為垂直管降膜噴淋形式，換熱管外溫度高 于管內溫度。濃縮液進入垂直換熱管內表面，同管外的高溫水換熱， 產生蒸汽。高溫水換熱后成為冷凝水，進入第四循環泵10，被提升
至第二噴射器組9，第四循環泵10提供的動力在第二噴射器組9將 水流高速噴出，喉管處產生的負壓抽吸蒸發器7內的蒸汽，蒸汽加熱 冷凝水，使之成為高溫水，同時自身也成為高溫水的一部分。高溫水 回入蒸發器7的垂直換熱管外，作為熱源繼續將管內濃縮液變為蒸 汽，換熱后高溫水變為冷凝水，又進入第四循環泵10開始第二個循 環。經過若干個循環后，冷凝水變得越來越干凈，最終達到排放標準， 流入出水箱或排放管道。濃縮液經過蒸發后余下更濃的濃縮液，經第 三循環泵8， 一部分重新進入蒸發器7反復濃縮，其余外排或進入后 續處理。
實施例2中，設置二組蒸發單元(JVC)，每單元由一個降膜蒸發器、 二個循環泵、 一流噴射器組組成，二組蒸發單元之間用管道連接。第 一蒸發單元的蒸發器采用水平管降膜噴淋形式，該蒸發器的換熱管水 平分布，管外溫度低于管內溫度。具有液膜分布薄且均勻，傳熱系數 高及結構簡單等特點，適用于處理含固量不大，流動性較好的污水。 污水經預熱器預熱后進入第一蒸發單元的水平管降膜噴淋蒸發器，被 噴淋到水平換熱管外表面與管內的高溫水換熱，大部分污水變成蒸 汽，沒有變成蒸汽的污水經第一循環泵2回入蒸發器繼續濃縮，直至 達到設計要求后進入第二蒸發單元；
水平管降膜噴淋蒸發器產生的冷凝水經第二循環泵4和第一噴射 器組5回入水平管降膜噴淋蒸發器，射流噴射器組利用第二循環泵4 產生的高速水流所造成的負壓，抽吸蒸發器3內的蒸汽，使蒸氣在喉管中和冷凝水混合攪動，將水蒸氣由氣態轉變為液態，同時放出大量 的熱，使冷凝水的溫度升高。但是，冷凝水的溫度升高到一定程度后， 會不利于抽吸蒸汽及水蒸氣相變的轉化。為防止熱量在冷凝水中積 累，將升溫以后的冷凝水回入降膜噴淋蒸發器的換熱管內，作為熱源， 釋放熱量，繼續對污水進行蒸發濃縮。在換熱過程中冷凝水得到冷卻。 由于被吸走的蒸汽變成了冷凝水，新產生的冷凝水數量越來越多，可 使部分冷凝水直接外排，進入出水箱，部分再進入第二循環泵4和第 一噴射器組5重復運行。
第一蒸發單元產生的濃縮液進入第二蒸發單元，第二蒸發單元的 蒸發器7采用垂直管降膜噴淋形式，該蒸發器的換熱管垂直分布，濃 縮液從換熱管上頂部進入，管外溫度高于管內溫度。具有物料循環激 烈，流速快及濃縮倍數大的特點，適用于處理含固量大，流動性差的 濃縮液。
第二蒸發單元的基本原理和工作過程同第一蒸發單元。排出的濃 縮液含固量很高，進入后續的干燥或壓濾工序。
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權利要求
1、一種蒸發高濃度污水處理系統，其特征在于所述的污水處理系統由第一、第二兩個蒸發單元連接而成，第一、第二蒸發單元的兩端分別與進、出水箱相連，每個蒸發單元設有一降膜蒸發器，降膜蒸發器與兩個循環泵和一噴射器組相連，上述各部件之間采用管道相連。
2、 根據權利要求1所述的一種蒸發高濃度污水處理系統，其特 征在于第一蒸發單元的降膜蒸發器(3)采用水平管降膜噴淋蒸發 器，第二蒸發單元的降膜蒸發器(7)采用垂直管降膜噴淋蒸發器。
3、 根據權利要求1所述的一種蒸發高濃度污水處理系統，其特 征在于第一蒸發單元中，降膜蒸發器(3)的污水進水口連接有第一預熱器(1)，降膜蒸發器(3)的污水出水口與第一循環泵(2)相 連，降膜蒸發器(3)的底部設有冷凝水出水口，冷凝水出水口分別 與第二循環泵(4)及出水箱相連，第一循環泵(2)與降膜蒸發器(3) 之間通過污水管道連接形成閉合回路，第二循環泵(4)、第一噴射器 組(5)與降膜蒸發器(3)之間通過冷凝水管道串聯形成閉合回路。
4、 根據權利要求1所述的一種蒸發高濃度污水處理系統，其特 征在于第二蒸發單元中，降膜蒸發器(7)的進水口連接有第二預 熱器(6)，降膜蒸發器(7)的污水出水口與第三循環泵(8)相連， 降膜蒸發器(7)的底部設有冷凝水出水口，冷凝水出水口分別與第 四循環泵(10)及出水箱相連，第三循環泵(8)與降膜蒸發器(7) 之間通過污水管道連接形成閉合回路，第四循環泵(10)、第二噴射 器組(9)與降膜蒸發器(7)之間通過冷凝水管道串聯形成閉合回路。
5、根據權利要求1所述的一種蒸發高濃度污水處理系統，其特 征在于噴射器組中的每一個噴射器均采用水力射流噴射器。
全文摘要
本發明涉及一種蒸發高濃度污水處理系統，其特征在于所述的污水處理系統由第一、第二兩個蒸發單元連接而成，第一、第二蒸發單元的兩端分別與進、出水箱相連，每個蒸發單元設有一降膜蒸發器，降膜蒸發器與兩個循環泵和一噴射器組相連，上述各部件之間采用管道相連。本發明將二種不同的蒸發器互補配套，取長補短，既有較高的傳熱系數和較大的濃縮倍數，又有結垢緩慢，有效工作壽命長等諸多優點。并且調試簡單，控制方便。
文檔編號C02F1/04GK101497465SQ20081003346
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月2日 優先權日2008年2月2日
發明者勇 吳, 魏艷平, 黃永寬 申請人:上海達源環境科技工程有限公司