一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统，包括高温水源热泵机组、冷凝器、真空单元和蒸发浓缩装置，高温水源热泵机组上设有热水输出管、热水输入管、冷水输出管和冷水输入管，热水输出管与蒸发浓缩装置的进水口连接，热水输入管与蒸发浓缩装置的出水口连接，冷水输出管与冷凝器的进水口连接，冷水输入管与冷凝器的出水口连接，真空单元分别与冷凝器和蒸发浓缩装置连通。本发明专利技术采用高温水源热泵机组同时为系统提供蒸发所需的热量及冷凝所需的冷量，无需配套预热系统，系统简单，系统配套少，冷热联供，能效比高。

An Evaporation and Concentration Treatment System for Wastewater Containing Heavy Metals

The invention discloses an evaporation and concentration treatment system for wastewater containing heavy metals, including a high temperature water source heat pump unit, a condenser, a vacuum unit and an evaporation and concentration device. The high temperature water source heat pump unit is provided with a hot water output pipe, a hot water input pipe, a cold water output pipe and a cold water input pipe, a hot water output pipe and an evaporation and concentration device. The water inlet is connected, the hot water input pipe is connected with the water outlet of the evaporation and concentration device, the cold water output pipe is connected with the water inlet of the condenser, the cold water input pipe is connected with the water outlet of the condenser, and the vacuum unit is connected with the condenser and the evaporation and concentration device respectively. The invention adopts high temperature water source heat pump unit to provide the heat needed for evaporation and the cooling capacity needed for condensation for the system at the same time, and does not need a matching preheating system. The system is simple, the matching system is few, the cold and heat supply is combined, and the energy efficiency ratio is high.

【技术实现步骤摘要】
一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统
本专利技术涉及含重金属废水处理
，尤其是一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统。
技术介绍
含重金属废水，特别是PCB行业、电镀行业所产生的废水量相当大，主要污染成份以COD及重金属为主。过去通常采用重金属化学混凝沉淀法，以碱剂使废水中金属离子形成氢氧化物絮体后，再以沉淀分离方式去除，去除重金属离子后废水再进生化处理。但这种处理方法，药剂耗用量大，处理成本高，工作量大，处理效果不稳定，不能达标排放。目前较为常见的高浓度含重金属废水的处理工艺技术有化学还原法、电解法、离子交换法及膜分离处理法。化学还原法：通过在含重金属废水中投入相关的药剂进行化学反应，各金属离子和药剂反应生成合成物进行沉淀分离去除，这种方法受进水浓度和加药控制变化不可控等因素，无法做到稳定达标排放，处理后的废水也无法实现回用至生产制程。电解法：电解的方法是通过电场、电荷电位对含重金属废水中的金属离子进行迁移附着的处理技术。这种处理技术一般只适用于水量较少，不含其它杂质金属离子的高浓度废水，对废水中的离子最终以金属薄片进行回收。但是对一般低浓度，浓度只有几十或者几百ppm，水量大，低浓度及浓度变化较大含重金属废水，电解的方法很难实现对废水中的金属离子进行有效迁移。而且，电解后的废水其盐分会有较大的增加，很难做到稳定排放及回用。离子交换法：离子交换法一般是通过离子交换树脂对废水中的金属离子进行吸附。废水中的金属离子被树脂吸附，一段时间后树脂饱和失效，需要耗费大量的酸或碱进行洗脱和再生。再生过程需要大量的自来水进行洗脱和清洗，这大量的清洗水也含有残留金属离子，也需要进行处理后才能排放。离子交换树脂经过反复使用后，一段时间就会失效，失效后需要整体全部更换，造成高昂的处理成本。而采用膜处理，能很好的处理废水，膜产水也能稳定达标排放。但膜的浓缩有一定的极限，即当废水浓缩到一定程度后，随着浓度的升高，电导率上升、金属离子浓度上升、COD等溶质均相应上升，以致膜产水通量下降，浓缩倍数受阻。通过膜系统处理后的浓缩液难以处理，既达不到结晶分离效果、又达不到回用浓度；另外有些重金属废水不适合进膜系统，对膜有损害，影响膜寿命；而有些废水电导率过高，也不适合进膜系统，会导致膜系统无产水。采用反参透处理，对低浓度，金属离子含量在≤500mg/L的废水，处理出水可继续使用于镀件漂洗，不影响漂洗效果，但是对于金属离子500mg/L以上浓度较高的浓液含重金属废水，处理后产水不能稳定达标，超过排放标准值范围。同时不能直接返回镀槽，会影响镀件质量。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统，该系统药剂耗用量小、处理成本低、处理效果稳定，符合废水排放标准。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统，包括高温水源热泵机组、冷凝器、真空单元和蒸发浓缩装置，所述高温水源热泵机组上设有热水输出管、热水输入管、冷水输出管和冷水输入管，所述热水输出管与所述蒸发浓缩装置的进水口连接，所述热水输入管与所述蒸发浓缩装置的出水口连接，所述冷水输出管与所述冷凝器的进水口连接，所述冷水输入管与所述冷凝器的出水口连接，所述真空单元分别与所述冷凝器和蒸发浓缩装置连通。优选地，所述系统还包括进料罐，所述蒸发浓缩装置包括蒸发加热器和气液分离器，所述热水输出管与所述蒸发加热器的第一进液口连通，所述热水输入管与所述蒸发加热器的出液口连通，所述真空单元与所述冷凝器连通，所述进料罐与所述气液分离器的进料口连通，所述冷凝器的上部与所述气液分离器的顶部连通，所述蒸发加热器的顶部与所述气液分离器的上部连通。其中，蒸发加热器的主要作用在于将所需蒸发的物料(含重金属的废水)进行加热；气液分离器的主要作用在于将加热至蒸发温度后的物料进行气液分离；冷凝器的主要作用在于将闪蒸汽体冷凝成水；真空单元的主要作用在于维持整个系统负压真空，实现负压低温蒸发；冷凝器的上部与所述气液分离器的顶部连通，所述蒸发加热器的顶部与所述气液分离器的上部连通，使得真空泵同时实现了冷凝器、气液分离器和蒸发加热器的负压真空环境。优选地，所述系统还包括循环泵，所述气液分离器的底部设有排液口，所述蒸发加热器底部设有第二进液口，所述气液分离器底部的排液口与所述循环泵的进液口连通，所述循环泵的出液口与所述蒸发加热器底部的第二进液口连通。由此，可以将气液分离器中分离后所得的物料液体经循环泵转入蒸发加热器中，再次加热形成气体，然后由蒸发加热器顶部重新进入气液分离器继续进行分离，循环往复地加热、分离、再加热、再分离，可以将物料中的水份或其它溶剂尽可能多地分离出来。优选地，所述系统还包括混合出料泵，所述气液分离器的底部设有第一出料口，所述蒸发加热器底部设有第二出料口，所述第一出料口、第二出料口分别与所述混合出料泵连通。由此，气液分离器和蒸发加热器的底部排出的高度浓缩的物料溶液经由混合出料泵转移至其它收集装置中，进行回收利用。优选地，所述系统还包括热水罐和热水泵，所述热水罐与所述蒸发加热器的出水口连通，所述热水罐的出水口与所述热水泵连通，所述热水泵的出水口与所述热水输入管连通。由此，热水罐和热水泵可以保证高温热水的持续供给。优选地，所述热水罐还与所述冷凝器连通。由此，通过真空单元即可同时实现冷凝器、气液分离器、蒸发加热器和热水罐的负压真空环境。优选地，所述系统还包括冷水罐和冷水泵，所述冷凝器的出液口与所述冷水罐连通，所述冷水罐的出水口与所述冷水泵的进水口连通，所述冷水泵的出水口与所述冷水输入管连通。由此，冷水罐和冷水泵可以保证低温冷水持续供给。优选地，所述系统还包括集水罐和排水泵，所述集水罐的进水口与所述冷凝器的出水口连通，所述集水罐上设有排气口，所述排气口与所述真空泵连通，所述集水罐的出水口与所述排水泵连通。由此，可以实现自动排放不凝性气体和冷凝水。优选地，所述系统还包括转子流量计、出料管、第一进料管和第二进料管，所述出料管的进液口与所述进料罐连通，所述出料管的出液口同时与第一进料管和第二进料管的进液口连通，所述第一进料管的出液口与所述气液分离器的中部连通，所述第二进料管的出液口与所述气液分离器的下部连通，所述第一进料管上设有所述转子流量计和机械自动进料阀，所述第二进料管上设有快速进料阀。由此，系统刚开始进料时，系统启动快速进料模式，打开快速进料阀，物料通过快速进料阀直接进入气液分离器中下部；当气液分离器中的液位检测器检测到物料达到一定量时，系统启动正常进料模式，机械自动进料阀打开，由机械自动进料阀及瞬时蒸发量控制阀(即转子流量计)自动控制进料量；需要说明的是，第一进料管的出液口的高度高于第二进料管的出液口的高度即可。综上所述，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用高温水源热泵机组同时为废水蒸发浓缩处理系统提供蒸发所需的热量及冷凝所需的冷量，无需配套预热系统，系统简单，系统配套少，冷热联供，能效比高；本专利技术相比原锅炉或电加热等方式，耗能量大大降低，且充分利用了热泵冷热两端产生的能量，高效节能；本专利技术的整套系统操作简单，可实现一键启停，自动化控制，使用寿命长，故障率少。附图说明图1为本专利技术的蒸发浓缩系统的原理示意图；图2为本专利技术的蒸发浓缩系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统，其特征在于，包括高温水源热泵机组、冷凝器、真空单元和蒸发浓缩装置，所述高温水源热泵机组上设有热水输出管、热水输入管、冷水输出管和冷水输入管，所述热水输出管与所述蒸发浓缩装置的进水口连接，所述热水输入管与所述蒸发浓缩装置的出水口连接，所述冷水输出管与所述冷凝器的进水口连接，所述冷水输入管与所述冷凝器的出水口连接，所述真空单元分别与所述冷凝器和蒸发浓缩装置连通。

【技术特征摘要】
1.一种含重金属废水的蒸发浓缩处理系统，其特征在于，包括高温水源热泵机组、冷凝器、真空单元和蒸发浓缩装置，所述高温水源热泵机组上设有热水输出管、热水输入管、冷水输出管和冷水输入管，所述热水输出管与所述蒸发浓缩装置的进水口连接，所述热水输入管与所述蒸发浓缩装置的出水口连接，所述冷水输出管与所述冷凝器的进水口连接，所述冷水输入管与所述冷凝器的出水口连接，所述真空单元分别与所述冷凝器和蒸发浓缩装置连通。2.根据权利要求1所述的蒸发浓缩处理系统，其特征在于，还包括进料罐，所述蒸发浓缩装置包括蒸发加热器和气液分离器，所述热水输出管与所述蒸发加热器的第一进液口连通，所述热水输入管与所述蒸发加热器的出液口连通，所述真空单元与所述冷凝器连通，所述进料罐与所述气液分离器的进料口连通，所述冷凝器的上部与所述气液分离器的顶部连通，所述蒸发加热器的顶部与所述气液分离器的上部连通。3.根据权利要求2所述的蒸发浓缩处理系统，其特征在于，所述系统还包括循环泵，所述气液分离器的底部设有排液口，所述蒸发加热器底部设有第二进液口，所述气液分离器底部的排液口与所述循环泵的进液口连通，所述循环泵的出液口与所述蒸发加热器底部的第二进液口连通。4.根据权利要求2所述的蒸发浓缩处理系统，其特征在于，所述系统还包括混合出料泵，所述气液分离器的底部设有第一出料口，所述蒸发加热器底部设有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶昌宏，易毅，向光富，叶大旺，褚川川，陈林杰，
申请(专利权)人：广东芬尼克兹环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44