一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法
【專利摘要】一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,涉及廢水處理。包括以下步驟:1)高鹽廢水經過去除濁度調節pH值至7后進入原水調節池穩定水量和水質;2)將原水調節池的出水通過電磁反應器進行磁化處理;3)高效電磁反應器出水經過熱泵進行溫度提升;4)熱泵出水進噴霧結晶反應器,噴霧結晶反應器出水回用;5)噴霧結晶反應器內固體結晶殘渣定期刮除。在常溫常壓條件下進行,不需要添加化學藥劑,僅消耗少量電能,無二次污染,大幅度降低其處理成本。處理廢水時間短,效率高,處理設備投入少,占地面積小。可實現高鹽廢水零排放處理,實現不向環境中排放污染物質,保護生態環境,為高鹽廢水處理解決了關鍵性問題。
【專利說明】
一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法
技術領域
[0001]本發明涉及廢水處理,尤其是涉及一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法。
【背景技術】
[0002]在我國社會經濟發展和城市化進程中,水資源緊缺正在逐漸成為制約我國可持續發展戰略的主要因素之一。近年來,隨著我國工業規模的不斷增大,工業用水量激增。同時,產生廢水量也迅速增大,給當前的廢水處理與回收利用技術帶來了巨大的挑戰。工業廢水如直接排放,將對周圍土壤、水體環境產生嚴重的污染。廢水經處理合格達標后,如不回收利用,則造成水資源浪費,加劇水資源短缺。對于高鹽廢水,由于缺乏技術、經濟上的可行性與可靠性,大多數采取稀釋外排方法。這種方法不但不能真正減少污染物的排放總量,而且造成了淡水的浪費,特別是含鹽廢水的排放,勢必造成淡水水資源礦化和土壤堿化。(李柄緣,等.高鹽廢水形成及其處理技術進展[J].化工進展,2014,33(2):493-497)
[0003]熱栗技術是近年來倍受關注的全球能源使用技術,其核心思想是消耗少量的高品位能,以熱能充當搬運工,把低溫熱源的熱量“抽”到高位熱源。流動在熱栗系統中的制冷劑是由制冷循環形成的。在電力和其他能源的驅動作用下運輸被壓縮的制冷劑,制冷劑在蒸發器中吸收熱量在冷凝器中以完成熱交換,節流膨脹閥控制系統中制冷劑的流量。在各種類型的熱栗系統中,電力驅動的蒸汽壓縮熱栗壓技術是比較成熟的,其標準化程度高,體積小,效率高,性能穩定和維護成本低,比其他的熱栗優勢明顯并迅速成為市場的領導者(張劍.熱栗技術應用原理的研究[J].現代工業經濟和信息化,2015,88(4):9 — 20)。
[0004]近年來,噴霧技術在海水淡化領域的應用研究日益得到重視,并逐漸發展成為一類獨立的淡化技術。噴霧蒸發淡化技術是基于低溫相轉換過程的淡化方法,裝置規模靈活、設備投資適中,可方便地利用低位熱能(如太陽能、地熱、工廠廢熱等),因此應用潛力很大。噴霧蒸發淡化的原理是將海水通過噴頭呈霧狀噴入蒸發室內,同時蒸發室內有空氣流通;懸浮在氣流中的水滴體積很小,直徑一般在ΙΟΟμπι以內,比表面積很大,便于與周圍空氣進行熱量傳遞,海水中的水分迅速蒸發成為水蒸氣,海水由此被濃縮;蒸發過程結束以后,水蒸氣被空氣流帶出蒸發室,隨后再被冷凝為淡水并予以回收。噴霧蒸發淡化過程中海水的濃縮倍率很高,鹽分甚至可以結晶析出(程懷剛、高從堦.[J].現代化工,2008,28(6):19)。
[0005]以電磁場作用為基礎的水處理方法是近幾年才發展起來的一項新型水處理技術,其降解過程能耗低、成本低、易操作、無二次污染,是一項極具發展前景的技術。在高頻行波磁場作用下,水中正負離子受電磁場洛侖茲力的作用而作方向相反的螺旋圓周運動,相當于一方向相同的圓電流,一個小圓電流受磁場的作用可以用它的磁偶極矩(簡稱磁矩)來說明。磁矩的方向也會隨磁場的變化發生周期性偏轉,同時正負電荷重心會隨磁場的變化周期性振動。此外,
[0006]載流線圈在非均勻強磁場中通常受到轉動力矩、平移力和導致形變的張力3種力作用,這些力的作用都是力圖使通過小圓電流線圈中的磁通量增加。雖然有離子熱運動的阻礙,但隨著外磁場越強,離子磁矩排列得越整齊;隨著形波磁場的移動,載流線圈在上述作用下移向磁場較強處。由于行波磁場是朝一個方向運動的,故正負離子螺旋環會隨著磁場的移動方向而向一個方向運動,從而使大量的離子能夠聚集到一起,起到除雜的作用(王東莉,等.電磁水處理技術研究進展[J].石油礦場機械,2007,36(I): 9-11)。
【發明內容】
[0007]本發明的目的旨在提供利用冷源蒸發技術,即高效電磁反應器、熱栗、噴霧結晶反應器聯用實現高鹽廢水零排放處理及回用的一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法。
[0008]本發明所涉及的主要處理設備是:
[0009]原水調節池、電磁反應器、熱栗、噴霧結晶反應器。
[0010]本發明包括以下步驟:
[0011]I)高鹽廢水經過去除濁度調節pH值至7后進入原水調節池穩定水量和水質;
[0012]2)將原水調節池的出水通過電磁反應器進行磁化處理;
[0013]3)高效電磁反應器出水經過熱栗進行溫度提升;
[0014]4)熱栗出水進噴霧結晶反應器,噴霧結晶反應器出水回用;
[0015]5)噴霧結晶反應器內固體結晶殘渣定期刮除。
[0016]所述高鹽廢水的水質如下:pH值為6.5?8,⑶Dcr為500?3000mg/L,B0D5S20?100mg/L,TDS為20000?35000mg/L,氟化物為 10 ?30mg/L,總氰化物0.0I ?lmg/L,總砷0.01?3.5mg/L,總萊0.05 ?100mg/L。
[0017]原水調節池的池體最好為PE防腐材料,在池體的進水口預設pH調節劑投加裝置,用于調節水質、水量和PH值。
[0018]高效電磁反應器內置石墨電極板,連接電源最好選用調頻高壓交流電源,(調頻高壓交流電源可采用型號為DMC-400,輸出功率為500?1000W,輸出電壓AC O?1KV可調,輸出頻率25?50KHZ可調,廠商為大連鼎通科技發展有限公司)。
[0019]噴霧結晶反應器噴嘴最好選用扇形噴嘴,(材質為碳化鎢合金嵌體,型號為I/4MEG,吹射角為45度,噴射流量0.5t/d,廠商為蘇州斯鉑潤流體科技有限公司)
[0020]熱栗最好采用空氣源熱栗,(型號為ZKFRS-10,溫度范圍10?40°C,內部管道材質為鈦合金,廠商為廣州科宇能源科技有限公司)
[0021]與傳統采用添加化學藥劑工藝的處理方法比較,本發明具有以下顯著優點和效果:
[0022]1、本發明在常溫常壓條件下進行,不需要添加化學藥劑,僅消耗少量電能,無二次污染,大幅度降低其處理成本。
[0023]2、本發明在常溫常壓運行,主體設備材質為PE等常規材質,無需鎳基合金或鈦合金等防腐材料,大幅度降低投資成本,具有顯著經濟效益。
[0024]3、處理廢水時間短,效率高,處理設備投入少,占地面積小。
[0025]4、本發明可實現高鹽廢水零排放處理,實現不向環境中排放污染物質,保護生態環境,為高鹽廢水處理解決了關鍵性問題。
【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例對本發明作進一步說明:
[0027]本發明所涉及的主要處理設備是:
[0028]原水調節池、高效電磁反應器、熱栗、噴霧結晶反應器。上述處理設備可根據相關要求選購,其中:
[0029]原水調節池的池體最好為PE防腐材料,在池體的進水口預設pH調節劑投加裝置,用于調節水質水量和PH值。
[0030]高效電磁反應器內置石墨電極板,連接電源最好選用調頻高壓交流電源,調頻高壓交流電源型號為DMC-400,輸出功率為500?1000W,輸出電壓AC O?1KV可調,輸出頻率25?50KHZ可調,廠商為大連鼎通科技發展有限公司。
[0031]噴霧結晶反應器噴嘴最好選用扇形噴嘴,材質為碳化鎢合金嵌體,型號為1/4MEG,吹射角為45度,噴射流量0.5t/d,廠商為蘇州斯鉑潤流體科技有限公司。
[0032]熱栗最好采用空氣源熱栗,型號為ZKFRS-10,溫度范圍10?40°C,內部管道材質為鈦合金,廠商為廣州科宇能源科技有限公司。
[0033]本發明包括以下步驟:
[0034]I)高鹽廢水經過去除濁度調節pH值至7后進入原水調節池穩定水量和水質;
[0035]2)將原水調節池的出水通過高效電磁反應器進行磁化處理;
[0036]3)高效電磁反應器出水經過熱栗進行溫度提升;
[0037]4)熱栗出水進噴霧結晶反應器,噴霧結晶反應器出水回用;
[0038]5)噴霧結晶反應器內固體結晶殘渣定期刮除。
[0039]實施例1
[0040]利用冷源蒸發器進行電廠脫硫高鹽廢水處理,水質如下:pH值為6.5,C0DCr為2250mg/L,氯化物為20000mg/L,BOD5為83.9mg/L,TDS為25000mg/L,氟化物為11.8mg/L,總氰化物0.63mg/L,總砷3.32mg/L,總汞0.05mg/L。實驗結果:運行24h后廢水零排放率為99.9%,⑶Dcr平均去除率99.9%,設備運行穩定。
[0041 ] 實施例2
[0042]利用冷源蒸發器進行反滲透濃縮高鹽廢水處理,水質如下:pH值為7.2,⑶Dcr為862mg/L,B0D5*33.8mg/L,TDS 為 35000mg/L,氯化物為 17500mg/L,氟化物為 22.2mg/L,總氰化物0.06mg/L,總砷0.13mg/L,總汞0.09mg/L。實驗結果:運行24h后廢水零排放率為99.8%,⑶Dcr平均去除率99.9%,設備運行穩定。
[0043]實施例3
[0044]利用冷源蒸發器進行化工高鹽廢水處理,水質如下:pH值為8.0,CODcr為564.6mg/L,B0D5*42.3mg/L,TDS為20600mgL,銅離子為29600mg/L,氟化物為12.8mg/L,總氰化物
0.92mg/L,總砷0.87mg/L,總汞97.lmg/L。實驗結果:運行24h后SS的平均去除率為99.3%,CODcr平均去除率98.9%,設備運行穩定。
【主權項】
1.一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于包括以下步驟: 1)高鹽廢水經過去除濁度調節PH值至7后進入原水調節池穩定水量和水質; 2)將原水調節池的出水通過電磁反應器進行磁化處理; 3)電磁反應器出水經過熱栗進行溫度提升; 4)熱栗出水進噴霧結晶反應器,噴霧結晶反應器出水回用; 5)噴霧結晶反應器內固體結晶殘渣定期刮除。2.如權利要求1所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于所述高鹽廢水的水質如下:PH值為6.5?8,COD&為500?3000mg/L,BOD5為20?100mg/L,TDS為20000?35000mg/L,氟化物為 10?30mg/L,總氰化物 0.01 ?lmg/L,總砷 0.01?3.5mg/L,S萊0.05?100mg/L。3.如權利要求1所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于原水調節池的池體為PE防腐材料,在池體的進水口預設pH調節劑投加裝置,用于調節水質、水量和pH值。4.如權利要求1所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于所述電磁反應器內置石墨電極板,連接電源選用調頻高壓交流電源。5.如權利要求4所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于所述調頻高壓交流電源采用輸出功率為500?1000W,輸出電壓AC O?1KV可調,輸出頻率25?50KHZ可調的調頻高壓交流電源。6.如權利要求1所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于所述噴霧結晶反應器噴嘴選用扇形噴嘴。7.如權利要求6所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于所述扇形噴嘴的材質為碳化鎢合金嵌體,吹射角為45度,噴射流量0.5t/d。8.如權利要求1所述一種高鹽廢水冷源蒸發零排放處理及回用的方法,其特征在于所述熱栗采用空氣源熱栗。
【文檔編號】C02F9/12GK105923884SQ201610431670
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】孔健
【申請人】廈門諾迪膜科技有限公司