水净化系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种水净化系统及工艺,其中，系统包括加热曝气蒸发室1，设置在加热曝气蒸发室1内的射流曝气机2；与加热曝气蒸发室1出风口连通的空气输送室3；与空气输送室3的出风口连通的冷凝换热室4，冷凝换热室4包括顺序连通的冷凝换热管41、汽水分离器42和热泵冷凝端43；与热泵冷凝端43连通的罗茨风机加压加热室5，罗茨风机加压加热室5的出风口直接连通加热曝气蒸发室1；与罗茨风机加压加热室5的热水出口连通的板式换热器7；与冷凝换热管41连通的蒸馏水水箱8；与冷凝换热管41进水口和板式换热器7的冷水进口c以及热水出口d连通的污水罐11。使用本发明专利技术提供的水净化处理系统及工艺能够降低水净化处理的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理
，更为具体地说，涉及一种水净化处理系统及工艺。
技术介绍
目前，环境问题日益严峻。其中，污水污染问题是众多环境问题中比较普遍的问题。处理污水污染的方式有很多种。在实现水固分离的水溶液处理领域工程应用中，蒸发方法使得溶解盐等溶解物质被干化，因而有其独到的优势，所以采用蒸发法对污水处理越来越受到人们的青睐。蒸发法处理污水的原理是：将污水加热蒸发，进而实现水与水中固体颗粒及溶解盐的分离。传统蒸发法是将水在常压下沸腾气化，这种方式耗能非常严重。负压蒸发方法使得污水气化的温度有所降低，如中国专利CN2128245Y所公开的方法，但在蒸发过程中仍然存在耗能较大的问题。再如蒸汽机械增压加热循环再蒸发技术，使用罗茨风机对低热蒸汽加压升温再用于对污水的蒸发。这种方式仍然使用饱和蒸发理念，节能效果虽好，但是仍无法满足污水处理的节能要求。另外，上述蒸发进行水固分离的方法中，设备的热传导件在高温(通常高于110℃)下对水进行加热以实现污水蒸发，而污水中的溶解盐会导致热传导件腐蚀严重。因此，热传导件必须要具有相当高的抗腐蚀能力，通常采用316L以上等级不锈钢、钛合金或纯镍材料制成，最终导致蒸发设备的造价较为昂贵。
技术实现思路
一方面，本专利技术实施例中提供了一种水净化系统，以解决目前的蒸发法对污水处理存在的耗能严重的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种水净化系统，包括：加热曝气蒸发室1，所述加热曝气蒸发室1内设置有加热器；转动地设置在所述加热曝气蒸发室1内，且位于所述加热曝气蒸发室1内液面之下的射流曝气机2；进风口与所述加热曝气蒸发室1的出风口连通的空气输送室3，所述空气输送室3内设置有变频轴流风机；与所述空气输送室3的出风口连通的冷凝换热室4，所述冷凝换热室4包括顺序连通的冷凝换热管41、汽水分离器42和热泵冷凝端43；通过转接风管19与所述冷凝换热室4的热泵冷凝端43连通的罗茨风机加压加热室5，所述罗茨风机加压加热室5的出风口通过管路直接连接加热曝气蒸发室1，并且罗茨风机加压加热室5内设置有罗茨风机；热水进口a通过第一阀门6与所述罗茨风机加压加热室5的热水出口连通的板式换热器7；通过管路与所述冷凝换热室4的冷凝换热管41连通的蒸馏水水箱8，所述蒸馏水水箱8通过泵Ⅰ9与所述罗茨风机加压加热室5的冷水进口连通；通过泵Ⅱ10与所述冷凝换热室4的冷凝换热管41进水口连通的污水罐11，所述污水罐11通过泵Ⅲ12与板式换热器7的冷水进口c连通，并且通过管路与板式换热器7的热水出口d连通。优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统还包括排气端口13，所述排气端口13通过第二阀门14与所述冷凝换热室4的热泵冷凝端43的出风口连通。优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统还包括冷却水箱15，所述冷却水箱15通过泵Ⅳ16和第三阀门17与板式换热器7的热水进口a连通，并且通过第四阀门18与板式换热器7的冷水出口b连通；其中，所述冷却水箱15内设置有热泵散热端151。优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统还包括止回阀22，所述止回阀22设置在连通罗茨风机加压加热室5与加热曝气蒸发室1的管路中，在设备不运转时防止加热曝气蒸发室1的水倒流入罗茨风机加压加热室5中。优选的，上述水净化系统中，所述冷凝换热室4与所述加热曝气蒸发室1在竖直面内上下分布，且通过空气输送室3和弧形转接风管19连通。优选的，上述水净化系统中，所述冷凝换热室4与所述加热曝气蒸发室1直接通过管路连通。优选的，上述水净化系统中，所述板式换热器7的冷水由冷水出口b通过第五阀门20直接排放。优选的，上述水净化系统中，所述水净化处理系统的各个腔室均为密封腔室；和/或，所述水净化系统的各个腔室外部均设置有保温层。优选的，上述水净化系统中，所述加热器为电磁加热器21，所述电磁加热器21包括设置在所述加热曝气蒸发室1底板外侧的电磁感应发生装置，和位于所述加热曝气蒸发室1内底部，用于导磁发热的高效电磁热感应金属板。另一方面，本专利技术提供一种水净化工艺，采用如上任一所述的水净化系统实施，所述水净化工艺包括以下步骤：(1)污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1加热，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，形成液-气界面层；(2)轴流风机将液-气界面层形成的高温水蒸汽吸走，吹向冷凝换热室4，高温水蒸汽与冷凝换热管中流动的污水进行换热，换热后的蒸汽通过汽水分离器进行汽、水分离，而冷凝管表面形成的蒸馏水通过管路收集到蒸馏水水箱8中；(3)干燥的蒸汽流向罗茨风机加压加热室5，罗茨风机进口的蒸汽温度低于40℃，经过罗茨风机加热加压后，罗茨风机出口的蒸汽温度达到110℃，然后，在加热曝气蒸发室1中形成曝气，循环进行上述步骤(1)和(2)；(4)蒸馏水水箱8中的蒸馏水经过罗茨风机加压加热室后与污水通过板式换热器7换热，污水变成温热状，通过管路流回污水罐，重复循环进行上述步骤(1)、(2)和(3)；(5)重复循环进行上述步骤(1)、(2)、(3)和(4)收集所述蒸馏水水箱8得到的蒸馏水，得到净化水。本专利技术提供的水净化系统的工作原理如下：利用界面过饱和蒸发理论实现水溶液的水固分离。污水经冷凝换热管41注入到加热曝气蒸发室1中加热(通常为80℃-95℃)，射流曝气器2在加热曝气蒸发室1的污水中曝气，气体和液体直接接触，在液体中形成无数气泡，气泡在液体中上升或者破裂形成液-气界面层，将液态水分子尽可能大的摊铺于更大面积内，则液态界面水分子，更容易溢出液态界面成为气态水分子。由于气态水分子的溢出，使得液态界面中液态水分子数减少，单位面积液态界面比表面能增加，进而限制更多的液态水分子向气态方向溢出，此时液-气界面层处于平衡状态。处于平衡状态的液-气界面层，在射流曝气器2曝气和变频轴流风机驱动空气的条件下，更多的气态水分子背离液态界面，液态界面由于较高能量的气态水分子的离开总能量降低，宏观表现为整体温度降低。背离液态界面的气态水分子成为饱和空气层。此时的饱和空气层的如果温度体积保持恒定，则仍以饱和状态移动。如果温度降低，则气态水分子液化凝聚成水滴，而单位体积的空气呈现过饱和状态。在液-气界面层，则蒸发量即为该温度下的空气饱和蒸发量。以常温空气吹离饱和空气层，空气吸热升温，界面饱和空气降温形成过饱和空气。界面层饱和状态蒸发获得高温度下的蒸发量，脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水净化系统，其特征在于，包括：加热曝气蒸发室(1)，所述加热曝气蒸发室(1)内设置有加热器；转动地设置在所述加热曝气蒸发室(1)内，且位于所述加热曝气蒸发室(1)内液面之下的射流曝气机(2)；进风口与所述加热曝气蒸发室(1)的出风口连通的空气输送室(3)，所述空气输送室(3)内设置有变频轴流风机；与所述空气输送室(3)的出风口连通的冷凝换热室(4)，所述冷凝换热室(4)包括顺序连通的冷凝换热管(41)，汽水分离器(42)和热泵冷凝端(43)；通过转接风管(19)与所述冷凝换热室(4)的热泵冷凝端(43)连通的罗茨风机加压加热室(5)，所述罗茨风机加压加热室(5)的出风口通过管路直接连通加热曝气蒸发室(1)，并且罗茨风机加压加热室(5)内设置有罗茨风机；热水进口a通过第一阀门(6)与所述罗茨风机加压加热室(5)的热水出口连通的板式换热器(7)；通过管路与所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)连通的蒸馏水水箱(8)，所述蒸馏水水箱(8)通过泵Ⅰ(9)与所述罗茨风机加压加热室(5)的冷水进口连通；通过泵Ⅱ(10)与所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)进水口连通的污水罐(11)，所述污水罐(11)通过泵Ⅲ(12)与板式换热器(7)的冷水进口c连通，并且通过管路与板式换热器(7)的热水出口d连通。...

【技术特征摘要】
1.一种水净化系统，其特征在于，包括：
加热曝气蒸发室(1)，所述加热曝气蒸发室(1)内设置有加热器；
转动地设置在所述加热曝气蒸发室(1)内，且位于所述加热曝气蒸发室(1)内液面之
下的射流曝气机(2)；
进风口与所述加热曝气蒸发室(1)的出风口连通的空气输送室(3)，所述空气输送室(3)
内设置有变频轴流风机；
与所述空气输送室(3)的出风口连通的冷凝换热室(4)，所述冷凝换热室(4)包括顺
序连通的冷凝换热管(41)，汽水分离器(42)和热泵冷凝端(43)；
通过转接风管(19)与所述冷凝换热室(4)的热泵冷凝端(43)连通的罗茨风机加压加
热室(5)，所述罗茨风机加压加热室(5)的出风口通过管路直接连通加热曝气蒸发室(1)，
并且罗茨风机加压加热室(5)内设置有罗茨风机；
热水进口a通过第一阀门(6)与所述罗茨风机加压加热室(5)的热水出口连通的板式
换热器(7)；
通过管路与所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)连通的蒸馏水水箱(8)，所述蒸馏
水水箱(8)通过泵Ⅰ(9)与所述罗茨风机加压加热室(5)的冷水进口连通；
通过泵Ⅱ(10)与所述冷凝换热室(4)的冷凝换热管(41)进水口连通的污水罐(11)，
所述污水罐(11)通过泵Ⅲ(12)与板式换热器(7)的冷水进口c连通，并且通过管路与板
式换热器(7)的热水出口d连通。
2.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统还包括排气端
口(13)，所述排气端口(13)通过第二阀门(14)与所述冷凝换热室(4)的热泵冷凝端(43)
的出风口连通。
3.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统还包括冷却水
箱(15)，所述冷却水箱(15)通过泵Ⅳ(16)和第三阀门(17)与板式换热器(7)的热水
进口a连通，并且通过第四阀门(18)与板式换热器(7)的冷水出口b连通；其中，所述冷
却水箱(15)内设置有热泵散热端(151)。
4.根据权利要求1所述的水净化系统，其特征在于，所述水净化处理系统还包括止回阀
(22)，所述止回阀(22)设置在连通罗茨风机加压加热室(5)与加热曝气蒸发室(1)的管

\t路中，在设备不运转时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎立，柏明锁，刘景涛，孙宝阳，
申请(专利权)人：北京科清环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11