申請日2015.08.25
公開(公告)日2015.11.11
IPC分類號C02F1/04
摘要
本發(fā)明公開一種對工業(yè)污水進(jìn)行無害化處理、并能充分利用處理過程中的熱能、并可對水資源和其它工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)利用的方法及裝置。本發(fā)明的這種污水處理方法是：首先將待處理的污水預(yù)熱到設(shè)定溫度后送入MVR蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，分別得到濃縮的液體和二次蒸汽，待MVR蒸發(fā)器中的濃縮液濃度達(dá)到預(yù)定值后得到被處理液，被處理液引入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行再蒸發(fā)濃縮處理。本發(fā)明的設(shè)備可實現(xiàn)本發(fā)明的方法，可實現(xiàn)有效且高效地處理廢水，可使設(shè)備的停機(jī)清洗時間大大縮短、并且設(shè)備的再清洗更簡單，能最大限度地降低設(shè)備成本。
權(quán)利要求書
1.一種污水處理方法，首先將待處理的污水預(yù)熱到設(shè)定溫度后送入MVR蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，分別得到濃縮的液體和二次蒸汽，待MVR蒸發(fā)器中的濃縮液濃度達(dá)到預(yù)定值后得到被處理液，被處理液引入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行再蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s液體進(jìn)一步濃縮后分別得到再濃縮的污水和二次蒸汽，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的二次蒸汽形成的輕污冷凝水送至輕污冷凝水槽直接回用，其特征在于：MVR經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)升溫加壓后的蒸汽在MVR蒸發(fā)器中形成輕污冷凝水，該輕污冷凝水從MVR蒸發(fā)器換熱元件中引出并用做加熱待處理污水的換熱熱源后直接返回使用，剩余汽體進(jìn)行蒸汽汽提，形成重污水與不凝氣的混合物，不凝氣的混合物經(jīng)再次冷凝后形成重污水待進(jìn)一步處理;被處理液至少進(jìn)行一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理，得到的工藝要求的最終濃縮液體，被處理液經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理產(chǎn)生的二次蒸汽作為動力介質(zhì)進(jìn)行液體汽提;經(jīng)液體汽提后排出的二次蒸汽經(jīng)蒸汽汽提得到重污凝水與蒸汽汽提形成重污水混合后進(jìn)入液體汽提。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于采用二效以上強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理，其中Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)熱源采用新鮮蒸汽，前一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理產(chǎn)生的二次蒸汽用作后一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)的蒸發(fā)熱源，最終一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理產(chǎn)生的二次蒸汽用作液體汽提的動力介質(zhì)。
3.權(quán)利要求1所述的污水處理方法使用的裝置，包括：依次相互用管路串聯(lián)連通的預(yù)熱器、MVR、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，與前述的各預(yù)熱器、蒸發(fā)器、加熱器、蒸發(fā)室分別用管路連通的冷凝水罐，MVR的蒸汽壓縮機(jī)，以及設(shè)置于MVR、各冷凝水罐、加熱室管路上的泵與閥門、控制系統(tǒng)，其特征在于：MVR蒸發(fā)器的二次蒸汽與蒸汽壓縮機(jī)的入口間用管路連通;蒸汽壓縮機(jī)的出口與蒸汽穩(wěn)壓罐的二次蒸汽入口間用管路連通;蒸汽穩(wěn)壓罐的新鮮蒸汽入口與新鮮蒸汽管網(wǎng)連通(提供啟動蒸汽)，蒸汽穩(wěn)壓罐與MVR加熱器之間用管線連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的不凝氣出口管與蒸發(fā)室連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的冷凝水出口管分別與清潔冷凝水罐連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的二次蒸汽出口管與液體汽提塔的蒸汽入口管間用管路連通;在MVR的蒸發(fā)器的換熱元件中設(shè)置一個汽提區(qū)將整個換熱區(qū)域分為上部的重污水區(qū)和下部的輕污水區(qū)，其中：重污水區(qū)的上部與表面泠凝器的不凝氣入口管間用管路連通、重污水區(qū)的下部與液體汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐間分別用管路連通;重污冷凝水加熱器的重污水出口與液體汽提塔上部的重污水入口連通，液體汽提塔的輕污冷凝水出口管與重污冷凝水加熱器的輕污冷凝水入口管間用管路連通，重污冷凝水加熱器的重污水入口與重污冷凝水槽間用管路連通，待處理污水預(yù)熱器的輕污冷凝水出口與輕污冷凝水槽間用管路連通;表面冷凝器的溫水出口和冷卻水入口分別與為溫水收集管和清水供應(yīng)管連通，表面冷凝器的冷凝水出口與重污冷凝水罐用管路連通;待處理污水預(yù)熱器的料液進(jìn)口和料液出口分別與待處理污水供料管和MVR蒸發(fā)器循環(huán)泵相連通，待處理污水預(yù)熱器的冷凝水入口和冷凝水出口分別連通MVR的輕污冷凝水罐和輕污冷凝水槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理方法使用的裝置，包括：依次相互用管路串聯(lián)連通的預(yù)熱器、MVR、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，與前述的各預(yù)熱器、蒸發(fā)器、加熱器、蒸發(fā)室分別用管路連通的冷凝水罐，MVR的蒸汽壓縮機(jī)，以及設(shè)置于MVR、各冷凝水罐、加熱室管路上的泵與閥門、控制系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于：MVR蒸發(fā)器的二次蒸汽與蒸汽壓縮機(jī)的入口間用管路連通;蒸汽壓縮機(jī)的出口與蒸汽穩(wěn)壓罐的二次蒸汽入口間用管路連通;蒸汽穩(wěn)壓罐的新鮮蒸汽入口與新鮮蒸汽管網(wǎng)連通，蒸汽穩(wěn)壓罐與MVR加熱器之間用管線連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的不凝氣出口管與蒸發(fā)室連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的冷凝水出口管分別與清潔冷凝水罐連通;Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器與新鮮蒸汽管連通，前一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的二次蒸汽管與后一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)的蒸發(fā)器的加熱器相連，最終一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的二次蒸汽管與液體汽提塔的蒸汽入口管間用管路連通;在MVR的蒸發(fā)器的換熱元件中設(shè)置一個汽體汽提區(qū)將整個換熱區(qū)域分為上部的重污水區(qū)和下部的輕污水區(qū)，其中：重污水區(qū)的上部與表面泠凝器的不凝氣入口管間用管路連通、重污水區(qū)的下部與液體汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐間分別用管路連通;重污冷凝水加熱器的重污水出口與液體汽提塔上部的重污水入口連通，液體汽提塔的輕污冷凝水出口管與重污冷凝水加熱器的輕污冷凝水入口管間用管路連通，重污冷凝水加熱器的重污水入口與重污冷凝水槽間用管路連通，待處理污水預(yù)熱器的輕污冷凝水出口與輕污冷凝水槽間用管路連通;表面冷凝器的溫水出口和冷卻水入口分別與為溫水收集管和清水供應(yīng)管連通，表面冷凝器的冷凝水出口與重污冷凝水罐用管路連通;待處理污水預(yù)熱器的料液進(jìn)口和料液出口分別與待處理污水供料管和MVR蒸發(fā)器循環(huán)泵相連通，待處理污水預(yù)熱器的冷凝水入口和冷凝水出口分別連通MVR的輕污冷凝水罐(46)和輕污冷凝水槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器明采用兩個等面積的加熱器共用一臺蒸發(fā)室的結(jié)構(gòu)配備方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于MVR的蒸發(fā)器換熱元件的上部將蒸發(fā)區(qū)沿L形焊合形成一條汽提分割焊合線，使蒸發(fā)區(qū)被汽提分割焊合線分為位于上部的汽提區(qū)和位于下部的輕污冷凝水區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于MVR的蒸發(fā)器換熱元件的汽提區(qū)面積占蒸發(fā)區(qū)板片總面積的10-20%。
8.權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于裝置的各冷凝水罐的引入冷凝水的管路上設(shè)置有至少一個U形段，其U形的底部低于冷凝水罐的底部。
9.權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于各強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的加熱室水平設(shè)置。
說明書
一種高效節(jié)能的污水處理方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種對工業(yè)污水，特別是一種對生活或工業(yè)高鹽廢水以及造紙行業(yè)黑液廢水進(jìn)行無害化處理、并能充分利用處理過程中的熱能，并可對水資源和其它工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)利用的方法及裝置。本發(fā)明的方法采用了機(jī)械強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)的方法，在將待處理的污水預(yù)熱到設(shè)定溫度后送入MVR蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，分別得到濃縮的液體和二次蒸汽，待MVR蒸發(fā)器中的濃縮液濃度達(dá)到預(yù)定值后得到被處理液，被處理液引入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行再蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s液體進(jìn)一步濃縮后分別得到再濃縮的污水和二次蒸汽，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的二次蒸汽形成的輕污冷凝水送至輕污冷凝水槽直接回用。本發(fā)明的裝置中包括：依次相互用管路串聯(lián)連通的預(yù)熱器、MVR、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，與前述的各預(yù)熱器、蒸發(fā)器、加熱器、蒸發(fā)室分別用管路連通的冷凝水罐，MVR的蒸汽壓縮機(jī)，以及設(shè)置于MVR、各冷凝水罐、加熱室管路上的泵與閥門及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)
水是人類生存和發(fā)展不可缺少的自然資源，是生命起源的搖籃，是任何其他物質(zhì)所不可替代的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國是一個多干旱、缺水嚴(yán)重的國家，近年來隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對于水資源的需求量不斷加大，粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式又忽視了中國水資源短缺的事實，另外環(huán)境污染情況不僅沒有得到根本治理，反而有逐步加重的趨勢。因此水資源緊缺矛盾和環(huán)境污染壓力在未來一段時期內(nèi)將更加凸顯。將工業(yè)污水采取適當(dāng)措施治理后循環(huán)利用，是改善生存環(huán)境、解決用水困難的一種有效手段，可以采用的方法有很多，但就目前而言，投資和運(yùn)行成本最低、技術(shù)水平最高、治理效果最為顯著的方法還是采用蒸餾法。傳統(tǒng)治理污水的蒸餾法采用多級蒸發(fā)器串聯(lián)的方式，由于其具備操作方式簡單、運(yùn)行可靠平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中需要采用燃煤鍋爐提供大量動力蒸汽，煤炭在燃燒前要進(jìn)行脫硫處理，燃燒過程中造成粉塵二次污染，排放出數(shù)倍于燃煤量的二氧化碳，造成地球溫室氣體效應(yīng)。其中Ⅰ效蒸發(fā)器使用鍋爐產(chǎn)生的新鮮蒸汽作為加熱熱源，其后的各效蒸發(fā)器依次利用上一效蒸發(fā)器所產(chǎn)生的二次蒸汽作為加熱熱源，末效二次蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝成蒸餾水，完成整個蒸發(fā)過程。用于冷凝末效二次蒸汽的工業(yè)清水用量和配備設(shè)備數(shù)量很多，且將很大一部分熱量白白浪費(fèi)，不能得到有效循環(huán)利用，這樣就造成設(shè)備能耗較高，運(yùn)行成本加大和環(huán)境污染等問題。
同時，為了降低能耗，提高熱能利用效率，傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)大多數(shù)情況下都采用多效蒸發(fā)器的組合方式，這樣便使得整個系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量繁多、占用場地增加、控制系統(tǒng)復(fù)雜。而多效蒸發(fā)器系統(tǒng)當(dāng)蒸發(fā)器效數(shù)增加到一定程度時，由于有效溫差減小，溫度損失增多，蒸發(fā)強(qiáng)度下降，每增加一效蒸發(fā)器都要付出極大的設(shè)備投入，而節(jié)能效果卻不再有明顯的改善，所以目前基本上蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)器效數(shù)都在五至七效之間，在傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)上進(jìn)一步提高能源利用效率的目標(biāo)陷入技術(shù)瓶頸，在目前形勢下，節(jié)能降耗指標(biāo)無法完成。
近年來MVR蒸發(fā)器作為一種新型的蒸發(fā)設(shè)備，由于其對傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)工藝、原理和方式進(jìn)行了徹底的改變，充分減少了系統(tǒng)中的各種熱量損失、利用了各種有效熱能，采取機(jī)械做功而獲得高品質(zhì)熱源，并且在正常運(yùn)行中無需再使用燃煤鍋爐提供蒸汽，改變?yōu)槭褂秒娏Φ惹鍧嵞茉�，具有明顯的節(jié)能降耗效果、設(shè)備集成化程度高、占地面積大大減小、自動控制系統(tǒng)簡單、投資成本低等傳統(tǒng)蒸發(fā)設(shè)備所不具備的優(yōu)勢，因此在不同行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。例如中國發(fā)明專利201410271604X公開的一種染料中間體對位酯生產(chǎn)廢水的處理方法、中國發(fā)明專利2011102333975公開的一種處理高鹽高濃工業(yè)廢水以廢治廢的方法、中國實用新型專利公開的一種廢水處理系統(tǒng)均采用了MVR蒸發(fā)設(shè)備。
但是在實際使用過程當(dāng)中，其本身固有的一些缺點(diǎn)也凸顯出來，主要變現(xiàn)為：
一、MVR蒸發(fā)器只適合于低濃度、低粘度的溶液蒸發(fā)，當(dāng)被蒸發(fā)溶液濃度達(dá)到一定程度時，由于其粘度增大、流動性變差，將會在換熱元件表面形成水垢，溶液中的固形物不斷附著其上，換熱效率急劇下降，阻斷了換熱，蒸發(fā)難以持續(xù)進(jìn)行。因此，其應(yīng)用領(lǐng)域一般為低濃度大蒸發(fā)水量的情況，對于較高濃度和粘度的溶液蒸發(fā)則無能為力。但是實際生產(chǎn)應(yīng)用中，為了達(dá)到某種特定的工藝需要或?qū)崿F(xiàn)某種特殊品質(zhì)的物料條件，則需要將待處理溶液濃縮到具有高濃度的狀態(tài)，以實現(xiàn)既定的工藝目標(biāo)，降低綜合應(yīng)用成本。其實，在此條件和狀態(tài)之下，系統(tǒng)需要的能量消耗并不多，相反，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和工藝條件十分可觀，但是，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)無法進(jìn)一步實現(xiàn)提濃目標(biāo)。
二、盡管MVR蒸發(fā)器中可以設(shè)置自汽提裝置，將蒸發(fā)所獲得的二次蒸餾冷凝水以輕污冷凝水和重污冷凝水的形式分別排出，通常情況下輕污冷凝水罐COD含量在350mg/L以下，達(dá)到工業(yè)用水的使用標(biāo)準(zhǔn)，可以直接回流程使用;但是重污冷凝水COD含量一般都在4000mg/L甚至更高，達(dá)不到工業(yè)用水使用標(biāo)準(zhǔn)，依靠MVR自身蒸發(fā)系統(tǒng)無法對其進(jìn)行下一步處理，不能實現(xiàn)處理后全部回用和零排放要求。
因此，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)是一個蒸發(fā)單元，其所適應(yīng)的被蒸發(fā)溶液為低濃度、低粘度，在實際使用過程當(dāng)中工藝的適應(yīng)性不高，無法獨(dú)立完成工廠需要。
在傳統(tǒng)多效蒸發(fā)系統(tǒng)中，一般廣泛采用汽提塔來處理不合格的重污冷凝水，進(jìn)入汽提塔處理重污冷凝水的動力源為鍋爐新鮮蒸汽，經(jīng)過汽提塔的蒸汽被一些不凝性氣體和有機(jī)物污染，需要在某效蒸發(fā)器內(nèi)單獨(dú)設(shè)立一組換熱系統(tǒng)來應(yīng)用汽提塔的蒸汽并形成持續(xù)工作的系統(tǒng)動力。由于傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)備效數(shù)多，工藝延伸范圍廣，由汽提塔排出蒸汽的換熱元件系統(tǒng)可以利用系統(tǒng)本身的工藝條件得到處理和應(yīng)用。但是，目前MVR蒸發(fā)系統(tǒng)是一個單一的蒸發(fā)單元，不具備處理汽提塔排出蒸汽的工藝條件，使得MVR蒸發(fā)系統(tǒng)和汽提系統(tǒng)不能得到有機(jī)的組合。
同時，利用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器能達(dá)到抗鹽析、抗結(jié)垢的特點(diǎn)，可以將廢液濃縮成為可以分離或燃燒處理的狀態(tài)。但是，往往強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)自成多級蒸發(fā)系統(tǒng)，利用前后的層級關(guān)系和末端真空系統(tǒng)進(jìn)行工作，難以和MVR蒸發(fā)系統(tǒng)在溫度、壓力和能量平衡方面得到有機(jī)組合和匹配。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足，將汽提系統(tǒng)、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)和MVR系統(tǒng)有機(jī)組合，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)、采用蒸發(fā)處理方式進(jìn)行污水處理的方法及裝置。
本發(fā)明的這種污水處理方法是：首先將待處理的污水預(yù)熱到設(shè)定溫度后送入MVR蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，分別得到濃縮的液體和二次蒸汽，待MVR蒸發(fā)器中的濃縮液濃度達(dá)到預(yù)定值后得到被處理液，被處理液引入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行再蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s液體進(jìn)一步濃縮后分別得到再濃縮的污水和二次蒸汽，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中的二次蒸汽形成的輕污冷凝水送至輕污冷凝水槽直接回用，本發(fā)明中MVR經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)升溫加壓后的蒸汽在MVR蒸發(fā)器中形成輕污冷凝水，該輕污冷凝水從MVR蒸發(fā)器換熱元件中引出并用做加熱待處理污水的換熱熱源后直接返回使用，剩余汽體進(jìn)行蒸汽汽提，形成重污水與不凝氣的混合物，不凝氣的混合物經(jīng)再次冷凝后形成重污水待進(jìn)一步處理;被處理液至少進(jìn)行一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理，得到的工藝要求的最終濃縮液體，被處理液經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理產(chǎn)生的二次蒸汽作為動力介質(zhì)進(jìn)行液體汽提;經(jīng)液體汽提后排出的二次蒸汽經(jīng)蒸汽汽提得到重污凝水與蒸汽汽提形成重污水混合后進(jìn)入液體汽提。
本發(fā)明的污水處理方法中最好采用二效以上強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理，其中Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)熱源采用新鮮蒸汽，前一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理產(chǎn)生的二次蒸汽用作后一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)的蒸發(fā)熱源，最終一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)處理產(chǎn)生的二次蒸汽用作液體汽提的動力介質(zhì)。
本發(fā)明的污水處理裝置，包括：依次相互用管路串聯(lián)連通的預(yù)熱器、MVR、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，與前述的各預(yù)熱器、蒸發(fā)器、加熱器、蒸發(fā)室分別用管路連通的冷凝水罐，MVR的蒸汽壓縮機(jī)，以及設(shè)置于MVR、各冷凝水罐、加熱室管路上的泵與閥門、控制系統(tǒng)，等。在本發(fā)明中，MVR蒸發(fā)器的二次蒸汽與蒸汽壓縮機(jī)的入口間用管路連通;蒸汽壓縮機(jī)的出口與蒸汽穩(wěn)壓罐的二次蒸汽入口間用管路連通;蒸汽穩(wěn)壓罐的新鮮蒸汽入口與新鮮蒸汽管網(wǎng)連通(提供啟動蒸汽)，蒸汽穩(wěn)壓罐與MVR加熱器之間用管線連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的不凝氣出口管與蒸發(fā)室連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的冷凝水出口管分別與清潔冷凝水罐連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的二次蒸汽出口管與液體汽提塔的蒸汽入口管間用管路連通;在MVR的蒸發(fā)器的換熱元件中設(shè)置一個汽提區(qū)將整個換熱區(qū)域分為上部的重污水區(qū)和下部的輕污水區(qū)，其中：重污水區(qū)的上部與表面泠凝器的不凝氣入口管間用管路連通、重污水區(qū)的下部與液體汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐間分別用管路連通;重污冷凝水加熱器的重污水出口與液體汽提塔上部的重污水入口連通，液體汽提塔的輕污冷凝水出口管與重污冷凝水加熱器的輕污冷凝水入口管間用管路連通，重污冷凝水加熱器的重污水入口與重污冷凝水槽間用管路連通，待處理污水預(yù)熱器的輕污冷凝水出口與輕污冷凝水槽間用管路連通;表面冷凝器的溫水出口和冷卻水入口分別與為溫水收集管和清水供應(yīng)管連通，表面冷凝器的冷凝水出口與重污冷凝水罐用管路連通;待處理污水預(yù)熱器的料液進(jìn)口和料液出口分別與待處理污水供料管和MVR蒸發(fā)器循環(huán)泵相連通，待處理污水預(yù)熱器的冷凝水入口和冷凝水出口分別連通MVR的輕污冷凝水罐和輕污冷凝水槽。
本發(fā)明的污水處理裝置，還可以是在包括：依次相互用管路串聯(lián)連通的預(yù)熱器、MVR、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，與前述的各預(yù)熱器、蒸發(fā)器、加熱器、蒸發(fā)室分別用管路連通的冷凝水罐，MVR的蒸汽壓縮機(jī)，以及設(shè)置于MVR、各冷凝水罐、加熱室管路上的泵與閥門、控制系統(tǒng)等之外，其MVR蒸發(fā)器的二次蒸汽與蒸汽壓縮機(jī)的入口間用管路連通;蒸汽壓縮機(jī)的出口與蒸汽穩(wěn)壓罐的二次蒸汽入口間用管路連通;蒸汽穩(wěn)壓罐的新鮮蒸汽入口與新鮮蒸汽管網(wǎng)連通，提供系統(tǒng)啟動蒸汽，蒸汽穩(wěn)壓罐與MVR加熱器之間用管線連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的不凝氣出口管與蒸發(fā)室連通;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器加熱室的冷凝水出口管分別與清潔冷凝水罐連通;Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器與新鮮蒸汽管連通，前一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的二次蒸汽管與后一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)的蒸發(fā)器的加熱器相連，最終一效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的二次蒸汽管與液體汽提塔的蒸汽入口管間用管路連通;在MVR的蒸發(fā)器的換熱元件中設(shè)置一個汽體汽提區(qū)將整個換熱區(qū)域分為上部的重污水區(qū)和下部的輕污水區(qū)，其中：重污水區(qū)的上部與表面泠凝器的不凝氣入口管間用管路連通、重污水區(qū)的下部與液體汽提塔的蒸汽出口管和重污冷凝罐間分別用管路連通;重污冷凝水加熱器的重污水出口與液體汽提塔上部的重污水入口連通，液體汽提塔的輕污冷凝水出口管與重污冷凝水加熱器的輕污冷凝水入口管間用管路連通，重污冷凝水加熱器的重污水入口與重污冷凝水槽間用管路連通，待處理污水預(yù)熱器的輕污冷凝水出口與輕污冷凝水槽間用管路連通;表面冷凝器的溫水出口和冷卻水入口分別與為溫水收集管和清水供應(yīng)管連通，表面冷凝器的冷凝水出口與重污冷凝水罐用管路連通;待處理污水預(yù)熱器的料液進(jìn)口和料液出口分別與待處理污水供料管和MVR蒸發(fā)器循環(huán)泵相連通，待處理污水預(yù)熱器的冷凝水入口和冷凝水出口分別連通MVR的輕污冷凝水罐和輕污冷凝水槽。
作為本發(fā)明的裝置的實施例中，其強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器采用兩個等面積的加熱器共用一臺蒸發(fā)室的結(jié)構(gòu)配備方式。目前對于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的傳統(tǒng)配置及結(jié)構(gòu)方式為一臺強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器由單個的加熱器和蒸發(fā)室組成，即一對一的匹配方式，當(dāng)加熱器換熱管內(nèi)結(jié)垢比較嚴(yán)重影響使用時將整個蒸發(fā)系統(tǒng)停機(jī)，系統(tǒng)溫度恢復(fù)到較低的工作狀態(tài)后拆卸加熱器兩端的管箱，然后利用機(jī)械方式將換熱管逐根進(jìn)行機(jī)械清洗。這種結(jié)構(gòu)配置和清洗方式盡管能達(dá)到清洗效果，但是清洗勞動強(qiáng)度大、時間長，長時間系統(tǒng)停機(jī)造成的費(fèi)用和人力成本為企業(yè)增加了不少負(fù)擔(dān)，每次開機(jī)所消耗的蒸汽、電力等十分昂貴，增加了系統(tǒng)運(yùn)行成本，降低了設(shè)備的有效利用率。本發(fā)明采用兩個等面積的加熱器共用一臺蒸發(fā)室的結(jié)構(gòu)配備方式，即二對一的匹配方式，解決了結(jié)垢清洗需要系統(tǒng)停機(jī)的缺陷。在實際操作中，當(dāng)換熱管結(jié)垢嚴(yán)重影響換熱時，只需將其中一臺加熱器切換到清洗模式，利用系統(tǒng)內(nèi)的熱水在線循環(huán)清洗，而另一臺加熱器還是處于正常的工作狀態(tài)，此時系統(tǒng)運(yùn)行效率有所降低，但還能正常工作，滿足生產(chǎn)的基本需要，且清洗無需派遣人工去拆解設(shè)備，清洗時間較短、清洗方式簡單、狀態(tài)連續(xù)，相對于系統(tǒng)停機(jī)所造成的損失，幾乎可以不計。在線快捷清洗后切入到工作環(huán)境，即完成清洗過程。
在本發(fā)明中在MVR的蒸發(fā)器的換熱元件中設(shè)置的汽提區(qū)可以是在MVR的蒸發(fā)器換熱元件的上部將蒸發(fā)區(qū)沿L形焊合，形成一條汽提分割焊合線，利用這條汽提分割焊合線使蒸發(fā)區(qū)被分為位于上部的汽提區(qū)和位于下部的輕污冷凝水區(qū)。本發(fā)明最好是使汽提區(qū)的面積占蒸發(fā)區(qū)板片總面積的10-20%。
本發(fā)明的裝置在工作中會難免產(chǎn)生蒸汽介質(zhì)串流，特別是在冷凝水管路系統(tǒng)中產(chǎn)生蒸汽介質(zhì)串流，這會造成系統(tǒng)內(nèi)壓力的變化，致使影響整個裝置的正常工作。對這一問題通常的解決辦法是在在相應(yīng)的管路上加設(shè)穩(wěn)壓閥，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)更為簡單、成本低廉，且更為妥善、可靠的技術(shù)解決方案，即在本發(fā)明裝置的各冷凝水罐的引入冷凝水的管路上設(shè)置至少一個U形段，其U形的底部低于冷凝水罐的底部。通過這一措施可冷凝水在相應(yīng)區(qū)域滯留，形成一段滿管水柱的密封區(qū)域，防止蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽介質(zhì)串流而造成系統(tǒng)壓力的變化波動。
本發(fā)明的裝置還可將各強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的加熱室水平設(shè)置。由于采用了臥式安裝形式，可以方便地在管箱內(nèi)設(shè)置隔板而將被加熱的液體介質(zhì)在其內(nèi)的流動分為多程，大大降低了循環(huán)泵的流量，從而減少了運(yùn)行中的電力消耗。
在本發(fā)明中采用電力驅(qū)動10KV高壓電機(jī)，依次連接齒輪箱和蒸汽壓縮機(jī)，利用機(jī)械做功將二次蒸汽升溫、加壓后送入到MVR蒸發(fā)器內(nèi)用作蒸發(fā)熱源。采用10KV高壓電機(jī)是為了使用清潔能源、提高運(yùn)行效率、減小工作電流、降低材料和設(shè)備投資及運(yùn)行成本;采用齒輪箱是為了使高壓電機(jī)和蒸汽壓縮機(jī)之間的運(yùn)行轉(zhuǎn)速得到匹配并傳遞扭矩。在此結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，首先將低濃度的待處理廢液送入到MVR蒸發(fā)器，當(dāng)待處理蒸發(fā)液在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)流動時，先向蒸發(fā)器內(nèi)通入余熱蒸汽或新鮮蒸汽預(yù)熱，當(dāng)被蒸發(fā)液不斷參與換熱進(jìn)而到達(dá)沸點(diǎn)時，關(guān)閉蒸汽管道閥門，啟動高壓電機(jī)帶動蒸汽壓縮機(jī)工作。此時二次蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)以機(jī)械做功為補(bǔ)償，從周圍低溫環(huán)境中吸熱，獲得了較高壓力、溫度和焓值及高品質(zhì)、高能位的蒸汽，返回用于蒸發(fā)器的熱損失和補(bǔ)充進(jìn)出料熱焓，在蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生熱交換而發(fā)生相變，分別成為輕污冷凝水和重污冷凝水，其中輕污冷凝水在原液預(yù)熱器內(nèi)充分利用其余熱后儲存于輕污冷凝水槽中直接回用;重污冷凝水送入到重污冷凝水槽中待處理。而蒸發(fā)器內(nèi)的液體又被加熱沸騰，產(chǎn)生新的蒸汽，再經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)壓縮做功，往復(fù)循環(huán)，完成蒸發(fā)過程。在此后的正常運(yùn)行當(dāng)中，一般情況下蒸汽壓縮機(jī)工作時不再使用鍋爐提供的新蒸汽，MVR系統(tǒng)將自行循環(huán)，減少了鍋爐燃燒過程，避免了排煙、排污等污染，在節(jié)能降耗的同時還減少和降低了一次能源消耗過程中產(chǎn)生的污染排放和溫室氣體效應(yīng)，熱效率高，節(jié)能降耗效果明顯。
待處理廢液在MVR蒸發(fā)器內(nèi)被不斷濃縮，被蒸發(fā)分離為大量的冷凝水和少量的較高濃度廢液。這樣充分利用了MVR蒸發(fā)器運(yùn)行效率高、使用成本低的特點(diǎn)，將大部分廢液處理在MVR蒸發(fā)器完成。此時廢液總量已經(jīng)很小。
本發(fā)明利用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器被蒸發(fā)液的循環(huán)流動依靠循環(huán)泵外加動力的原理，使被蒸發(fā)液在加熱器換熱管內(nèi)以較高的速度強(qiáng)制流動，加熱器僅作為加熱過程，而蒸發(fā)分離過程在蒸發(fā)室內(nèi)進(jìn)行，從而達(dá)到抗鹽析、抗結(jié)垢的目的。此時再將少量的較高濃度廢液從MVR蒸發(fā)器內(nèi)送至Ⅱ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)，進(jìn)一步濃縮。濃縮到一定程度后再送入到Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器做最終濃縮處理。例如利用本發(fā)明的方法及裝置處理造紙廢水，此時廢液已經(jīng)被濃縮為可以分離或直接進(jìn)行燃燒處理的狀態(tài)。
本發(fā)明在傳統(tǒng)板式蒸發(fā)器的換熱元件汽提區(qū)內(nèi)設(shè)置單獨(dú)的蒸汽進(jìn)口，并將汽提塔的排出蒸汽通入其內(nèi)，在此區(qū)域內(nèi)換熱后形成重污冷凝水，汽提塔的排出蒸汽量和MVR損失能量及補(bǔ)充能量取得平衡關(guān)系，形成有機(jī)系統(tǒng)。同時，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器設(shè)置為兩效，其中Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器熱源使用余熱蒸汽或新鮮鍋爐蒸汽，Ⅱ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器熱源使用Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽，汽提塔使用Ⅱ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽。將Ⅰ、Ⅱ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器配置成為一個平衡和層級系統(tǒng)，即前后端形成能量的平衡和壓力溫度變化的層級關(guān)系，而Ⅱ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽的溫度、壓力和蒸汽量既要和系統(tǒng)前端的Ⅰ效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器取得平衡，又要滿足汽提塔的工作需要，滿足汽提塔所處理的重污冷凝水量和處理后的效果達(dá)到要求，滿足蒸汽排出汽提塔后MVR的溫度、壓力和量值平衡。
本發(fā)明利用MVR蒸發(fā)器在低濃度下高效節(jié)能的特點(diǎn)蒸發(fā)出大量水分，以蒸餾水的形態(tài)回工廠流程重復(fù)利用，然后將初步蒸發(fā)提濃后的溶液送入到兩級串聯(lián)布置的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，僅消耗少量能源，便可獲得高濃產(chǎn)物，在其內(nèi)完成最終蒸發(fā);設(shè)置特定的系統(tǒng)及配比參數(shù)后與汽提塔有機(jī)組合，利用汽提塔處理重污冷凝水，使其COD含量符合工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，從而實現(xiàn)零排放，提供一種可以解決現(xiàn)有技術(shù)不足的污水處理方法及裝置，高效節(jié)能。經(jīng)理論測算和實際應(yīng)用結(jié)果驗證，其運(yùn)行成本僅為傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)的50%，設(shè)備投資成本降低15%。
目前對于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的傳統(tǒng)配置方式及結(jié)構(gòu)為一臺強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器由單個的加熱器和蒸發(fā)室組成，即一對一的匹配方式。采用現(xiàn)有傳統(tǒng)配置方式時，當(dāng)加熱器換熱管內(nèi)結(jié)垢比較嚴(yán)重影響使用時將整個蒸發(fā)系統(tǒng)停機(jī)，系統(tǒng)溫度恢復(fù)到較低的工作狀態(tài)后拆卸加熱器兩端的管箱，然后利用機(jī)械方式將換熱管逐根進(jìn)行機(jī)械清洗。這種結(jié)構(gòu)配置和清洗方式盡管能達(dá)到清洗效果，但是清洗勞動強(qiáng)度大、時間長，長時間系統(tǒng)停機(jī)造成的費(fèi)用和人力成本為企業(yè)增加了不少負(fù)擔(dān)，每次開機(jī)所消耗的蒸汽、電力等十分昂貴，增加了系統(tǒng)運(yùn)行成本，降低了設(shè)備的有效利用率。本發(fā)明采用兩個等面積的加熱器共用一臺蒸發(fā)室的結(jié)構(gòu)配備方式，即二對一的匹配方式，解決了結(jié)垢清洗需要系統(tǒng)停機(jī)的缺陷。在實際操作中，當(dāng)換熱管結(jié)垢嚴(yán)重影響換熱時，只需將其中一臺加熱器切換到清洗模式，利用系統(tǒng)內(nèi)的熱水在線循環(huán)清洗，而另一臺加熱器還是處于正常的工作狀態(tài)，此時系統(tǒng)運(yùn)行效率有所降低，但還能正常工作，滿足生產(chǎn)的基本需要，且清洗無需派遣人工去拆解設(shè)備，清洗時間較短、清洗方式簡單、狀態(tài)連續(xù)，相對于系統(tǒng)停機(jī)所造成的損失，幾乎可以不計。在線快捷清洗后切入到工作環(huán)境，即完成清洗過程。
此外，在本發(fā)明中還可以從Ⅰ、Ⅱ效強(qiáng)制循環(huán)加熱器中任意切換出一臺做在線清洗。這樣將更為方便使用。
本發(fā)明由于將各強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的加熱室采用了臥式安裝形式，而且在加熱室內(nèi)加設(shè)的折流板自然形成自汽結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)設(shè)置有分程隔板，可將換熱管在長度方向按一定的面積比例分隔為多個區(qū)域，當(dāng)熱源蒸汽進(jìn)入到加熱室參與熱交換時，由于折流板的阻擋作用，將在加熱室內(nèi)沿軸線迂回曲折流動，由于飽和水蒸汽的沸點(diǎn)高于有機(jī)揮發(fā)物。
本發(fā)明的方法具有可高效低能耗地處理工業(yè)廢水的優(yōu)點(diǎn)，具有極高的熱效率，可以大大減小污染物的排放和溫室氣體效應(yīng)。
本發(fā)明的設(shè)備可實現(xiàn)本發(fā)明的方法，并具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1)可實現(xiàn)本發(fā)明的方法;
2)可實現(xiàn)有效且高效地處理廢水;
3)可使設(shè)備的停機(jī)清洗時間大大縮短、并且設(shè)備的再清洗更簡單;
4)能最大限度地降低設(shè)備成本。
