一种废水处理工艺及系统技术方案

本发明专利技术提供一种废水处理工艺及系统，所述系统包括废水预热器、废水加热器、蒸发器、汽提塔、蒸汽压缩机、换热器、不凝气压缩机和凝结水收集器。本发明专利技术还提供一种利用上述系统的废水处理工艺，本发明专利技术所述的废水处理工艺和系统具有安全可靠、设备简单、操作费用低、节能效果明显等优点，可实现50%～95%的水资源回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种废水处理工艺及系统
本专利技术涉及环境保护及节能
，具体地说是浓缩处理含盐、含高分子有机物废水的方法和装置。
技术介绍
高含盐废水是指总含盐质量分数TDS≥1%的废水，一般属于难降解废水。常见的高盐度废水主要来源于海水代用排放的废水和工业生产废水等。高含盐废水的脱盐处理工艺主要有电渗析法、反渗透法、离子交换法和蒸发法。有机废水主要来源于化工、道路除冰、食品加工等领域，还包括印染废水、石油开采与加工废水、造纸废水和农药行业废水等。高盐有机废水的总量巨大且逐年增加。如果在排放之前不对其进行处理，废水中高浓度的可溶性无机盐和难降解的有毒有机物会造成严重的环境污染，对土壤及地表水、地下水造成破坏。因此，在水资源紧缺的今天，研究开发有效的高盐有机废水处理技术是十分必要的。近年来，国外提出了用机械蒸汽再压缩蒸发技术处理回收废水。机械蒸汽再压缩技术是一项减少对外界能源需求的先进节能技术。其节能原理在于：将系统中产生的二次蒸汽经过压缩机压缩，使其压力和温度上升、焓值增加，替代了原系统中必须采用的外部热源，且二次蒸汽的潜热得到了充分利用，从而达到工艺过程节能的目的。目前，机械蒸汽再压缩系统主要在含盐污水、油田回注水、制药废水等废水回收处理方面有应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种废水处理工艺及系统，本专利技术所述的废水处理工艺及系统具有安全可靠、设备简单、操作费用低、节能效果明显等优点。本专利技术提供了一种废水处理系统，所述废水处理系统包括废水预热器、废水加热器、蒸发器、汽提塔、蒸汽压缩机、换热器、不凝气压缩机和凝结水收集器；其中废水进料管线经废水预热器与废水加热器的废水入口连接，废水加热器的废水出口与蒸发器的废水入口连接，废水加热器的气体出口经不凝气压缩机与换热器的不凝气入口相连，蒸发器的蒸汽出口与蒸汽压缩机的入口相连，蒸汽压缩机的出口分两路，一路与蒸发器的热源蒸汽入口连接，另一路和换热器的热源蒸汽入口连接，蒸发器底部的浓缩液排放口经管线与汽提塔的废水入口连接，换热器的不凝气出口与汽提塔的气相入口连接，汽提塔的气相出口与废水加热器的热源气体入口连接，汽提塔底部的浓缩液排放口经管线与废水预热器连接，蒸发器的凝结水出口、换热器的凝结水出口和废水加热器的凝结水排放口分别经管线与凝结水收集器的凝结水入口连接，凝结水收集器的排放口与废水预热器连接。本专利技术所述废水处理系统中，所述蒸发器的蒸汽出口与蒸汽压缩机的入口连接管线上设置蒸汽补充管线。本专利技术所述废水处理系统中，所述废水加热器的气体出口与不凝气压缩机的入口连接管线上设置不凝气补充管线。本专利技术所述废水处理系统中，所述的不凝气压缩机可以为容积型压缩机、透平型压缩机或热力型压缩机。本专利技术所述废水处理系统中，所述废水预热器、换热器可以采用管壳式换热器、热管式换热器、板式换热器或板壳式换热器，优选采用板式换热器。本专利技术所述废水处理系统中，所述废水加热器可以采用管壳式换热器或板壳式换热器，优选采用板壳式换热器。所述废水加热器设置气水分离包，实现加热器内冷凝水与不凝气之间的分离。本专利技术所述废水处理系统中，所述的汽提塔可采用填料塔和喷淋塔，优选喷淋塔。本专利技术所述废水处理系统中，所述的蒸发器可采用升膜蒸发器、降膜蒸发器、水平管蒸发器和板式蒸发器中的任一种。本专利技术所述废水处理系统中，所述的蒸发器采用降膜蒸发器，所述降膜蒸发器包括：壳体、管板、蒸发管、液体供给装置，所述管板设置在所述壳体的上部；所述蒸发管为多个，多个所述蒸发管竖直排列在所述壳体中，且所述蒸发管的上端穿过所述管板；所述蒸发管的上端设有导流装置；所述液体供给装置包括进液槽和分进料管，所述进液槽竖直设置在所述壳体的外壁上部，且环绕整个所述壳体，所述进液槽均匀设有多个分进料口，所述分进料口设置在所述进液槽的上侧壁，所述分进料管的下端竖直穿过所述分进料口伸入所述进液槽中，且所述分进料管的下端靠近所述进液槽的底部；所述壳体设有多个与所述进液槽连通的溢流通道。其中，所述分进料管可拆卸地安装在所述进液槽上。其中，所述进液槽中设有多个防冲板，多个所述防冲板均匀排列在所述进液槽的底部。其中，所述防冲板上设有导通孔。其中，所述防冲板的高度与所述进液槽的深度比为1/3～3/5。其中，所述壳体的内壁设有一个溢流挡板，所述溢流挡板固定在所述壳体的内壁，所述溢流挡板与所述壳体内壁及管板形成布液通道。其中，所述溢流挡板为圆筒，且截面呈类倒“L”字型。其中，所述蒸发管均匀排列在所述壳体中。本专利技术所述废水处理系统中，所述的蒸汽压缩机可以采用离心式压缩机、螺杆式压缩机、往复式压缩机以及高压离心风机；所述压缩机的压缩比一选择1.3～2.0，优选1.4～1.7。本专利技术还提供一种废水处理工艺，采用上述废水处理系统，所述工艺包括如下内容：使用废水预热器，其用于处理原料废水、凝结水和汽提塔浓缩液，原料废水、凝结水和汽提塔浓缩液在废水预热器中进行换热，得到经预热后的原料废水、冷却的凝结水和冷却的浓缩液；使用废水加热器，其用于处理预热后的原料废水和汽提塔塔顶的汽提气，预热后的原料废水和汽提塔塔顶的汽提气在废水加热器中进行换热，得到加热后的原料废水、凝结水和不凝气；使用蒸发器，其用于处理来自经废水加热器加热后的原料废水，处理后得到气相的第1料流、液相的第2料流和凝结水；使用蒸汽压缩机，其用于处理来自蒸发器的第1料流，处理后得到气相的第3料流，所述第3料流分为第31子料流和第32子料流，其中第31子料流返回蒸发器；使用不凝气压缩机，其用于处理来自废水加热器的不凝气，得到气相的第4料流；使用换热器，其用于处理来自蒸汽压缩机的第32子料流和来自不凝气压缩机的第4料流，处理后得到的气相的第5料流和凝结水；使用汽提塔，其用于处理来自蒸发器的第2料流和换热器的第5料流，处理后得到汽提塔塔顶气体和汽提塔浓缩液，所述汽提塔塔顶气体作为热源进入废水加热器；使用凝结水收集器，其用于接收来自蒸发器的凝结水、废水加热器的凝结水和来自换热器的凝结水。本专利技术处理工艺中，原料废水在废水预热器中通过与凝结水、汽提塔浓缩液换热至接近于饱和温度后，进入废水加热器与汽提塔汽提气换热达到饱和温度进入蒸发器中，在蒸发器内进行蒸发，得到的蒸汽经蒸汽压缩机压缩后，蒸汽的潜热提高，再用压缩蒸汽分别作为蒸发器和换热器的热源，蒸发器底部的浓缩液进入汽提塔中进行汽提蒸发，以加热后的不凝气作为载气进入汽提塔中汽提蒸发浓缩废水，汽提塔中引入不凝气提高了汽提塔的传质传热效率，可有效避免废水在汽提塔内的结垢堵塞。汽提塔中汽提蒸发的蒸汽和引入的不凝气混合进入废水加热器中，作为废水加热器的加热热源，蒸汽被冷凝为凝结水，不凝气由加热器的不凝气出口进入不凝气压缩机进行压缩，压缩后的不凝气经加热循环进入汽提塔中。汽提塔底部的浓缩液进入废水预热器中与废水进行换热回收热量。本专利技术处理工艺中，原料废水在废水预热器中通过与凝结水、汽提塔浓缩液换热至80℃～98℃，优选85℃～95℃后进入废水加热器中，再在废水加热器中与汽提塔塔顶的汽提气换热至85℃～100℃，优选90℃～100℃后进入蒸发器中。本专利技术处理工艺中，所述蒸发器内蒸汽与废水之间的对数换热温差为3℃～10℃，优选4℃～8℃，同时，所述蒸发器中废水蒸发的汽化率为5%～50%，优选10%～4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废水处理系统，所述废水处理系统包括废水预热器、废水加热器、蒸发器、汽提塔、蒸汽压缩机、换热器、不凝气压缩机和凝结水收集器；其中废水进料管线经废水预热器与废水加热器的废水入口连接，废水加热器的废水出口与蒸发器的废水入口连接，废水加热器的气体出口经不凝气压缩机与换热器的不凝气入口相连，蒸发器的蒸汽出口与蒸汽压缩机的入口相连，蒸汽压缩机的出口分两路，一路与蒸发器的热源蒸汽入口连接，另一路和换热器的热源蒸汽入口连接，蒸发器底部的浓缩液排放口经管线与汽提塔的废水入口连接，换热器的不凝气出口与汽提塔的气相入口连接，汽提塔的气相出口与废水加热器的热源气体入口连接，汽提塔底部的浓缩液排放口经管线与废水预热器连接，蒸发器的凝结水出口、换热器的凝结水出口和废水加热器的凝结水排放口分别经管线与凝结水收集器的凝结水入口连接，凝结水收集器的排放口与废水预热器连接。

【技术特征摘要】
1.一种废水处理系统，所述废水处理系统包括废水预热器、废水加热器、蒸发器、汽提塔、蒸汽压缩机、换热器、不凝气压缩机和凝结水收集器；其中废水进料管线经废水预热器与废水加热器的废水入口连接，废水加热器的废水出口与蒸发器的废水入口连接，废水加热器的气体出口经不凝气压缩机与换热器的不凝气入口相连，蒸发器的蒸汽出口与蒸汽压缩机的入口相连，蒸汽压缩机的出口分两路，一路与蒸发器的热源蒸汽入口连接，另一路和换热器的热源蒸汽入口连接，蒸发器底部的浓缩液排放口经管线与汽提塔的废水入口连接，换热器的不凝气出口与汽提塔的气相入口连接，汽提塔的气相出口与废水加热器的热源气体入口连接，汽提塔底部的浓缩液排放口经管线与废水预热器连接，蒸发器的凝结水出口、换热器的凝结水出口和废水加热器的凝结水排放口分别经管线与凝结水收集器的凝结水入口连接，凝结水收集器的排放口与废水预热器连接。2.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述蒸发器的蒸汽出口与蒸汽压缩机的入口连接管线上设置蒸汽补充管线。3.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述废水加热器的气体出口与不凝气压缩机的入口连接管线上设置不凝气补充管线。4.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述的不凝气压缩机为容积型压缩机、透平型压缩机或热力型压缩机。5.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述废水预热器、换热器采用管壳式换热器、热管式换热器、板式换热器或板壳式换热器，优选采用板式换热器。6.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述废水加热器可以采用管壳式换热器或板壳式换热器，优选采用板壳式换热器。7.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述的汽提塔采用填料塔和喷淋塔，优选喷淋塔。8.按照权利要求1所述废水处理系统，其特征在于：所述的蒸发器采用升膜蒸发器、降膜蒸发器、水平管蒸发器和板式蒸发器中的任一种。9.按照权利要求8所述的系统，其特征在于：所述的降膜蒸发器包括：壳体、管板、蒸发管、液体供给装置，所述管板设置在所述壳体的上部；所述蒸发管为多个，多个所述蒸发管竖直排列在所述壳体中，且所述蒸发管的上端穿过所述管板；所述蒸发管的上端设有导流装置；所述液体供给装置包括进液槽和分进料管，所述进液槽竖直设置在所述壳体的外壁上部，且环绕整个所述壳体，所述进液槽均匀设有多个分进料口，所述分进料口设置在所述进液槽的上侧壁，所述分进料管的下端竖直穿过所述分进料口伸入所述进液槽中，且所述分进料管的下端靠近所述进液槽的底部；所述壳体设有多个与所述进液槽连通的溢流通道。10.按照权利要求9所述的系统，其特征在于：所述分进料管可拆卸地安装在所述进液槽上。11.按照权利要求9所述的系统，其特征在于：所述进液槽中设有多个防冲板，多个所述防冲板均匀排列在所述进液槽的底部。12.按照权利要求11所述的系统，其特征在于：所述防冲板上设有导通孔。13.按照权利要求12所述的系统，其特征在于：所述防冲板的高度与所述进液槽的深度比为1/3～3/5。14.按照权利要求9所述的系统，其特征在于：所述壳体的内壁设有一个溢流挡板，所述溢流挡板固定在所述壳体的内壁，所述溢流挡板与所述壳体内壁及管板形成布液通道。15.按照权利要求14所述的系统，其特征在于：所述溢流挡板为圆筒，且截面呈类倒“L”字型。16.按照权利要求9所述的系统，其特征在于：所述蒸发管均匀排列在所述壳体中。17.按照权利要求9所述的系统，其特征在于：所述的蒸汽压缩机采用离心式压缩机、螺杆式压缩机、往复式压缩机以及高压离心风机；所述压缩机的压缩比选择1.3～2.0，优选1.4～1.7。18.一种废水处理工艺，采用权利要求1-17中任一权利要求所述废水处理系统，所述工艺包括如下内容：使用废水预热器，其用于处理原料废水、凝结水和汽提塔浓缩液，原料废水、凝结水和汽提塔浓缩液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，廖昌建，王海波，赵利民，朴勇，李经伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21