一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置及其方法，采用反应塔对高浓度废液进行蒸发浓缩，外置换热系统对高浓度废液以及循环废液进行加热，低温空气与高温废液在塔内直接接触，将空气作为载体，利用水分子在空气中的饱和蒸汽压的差异作为传质动力进行废液的蒸发浓缩；经蒸发浓缩后的浓浆从塔底排出后另行处置；从塔顶出来的高温饱和空气通过外置换热装置进行冷凝脱水，得到的废气和冷凝水同时进入曝气生物滤池进行生化处理，处理后尾气重新进入蒸发浓缩系统进行循环利用，冷凝水处理达标后进行排放。塔内独特的气流携带水分机理，无沸腾现象，避免了其他液相组分的迁移，提高设备耐腐蚀能力的同时降低投资成本，延长了设备的使用寿命。

A device and method for evaporation and concentration of high concentration waste liquid

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置及其方法
本专利技术属于高浓度废液节能减量化处理的
，具体涉及一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置及其方法。
技术介绍
在我国的工业生产中会产生大量工业废液，其特点为高含盐(酸碱)高浓度有机物、高腐蚀性以及毒性，其处理难度大，通常无法采用传统的生化法和膜分离的方法进行处理。常见的工业废液包括高盐高有机物浓度废液、高盐废液以及高有机物浓度废液，这些工业废液需要进行减量化处理后方可最终处置或循环再生利用。高盐高有机物浓度废液的常用处理方法有电化学法、DTRO法、高级氧化法、蒸发/焚烧法等，高盐废液的常用处理方法有膜分离法、蒸发法等，高有机物浓度废液有生化处理法、高级氧化法等。而电化学法所需药剂量大且电极极易被腐蚀，成本高、效果差；高级氧化法产生危废量大且药剂成本高；膜分离法易产生膜污染且膜浓缩液无法直接进行处置；生化处理法处理效果不稳定且会产生危废污泥等。因此该类废液多采用改造工业上常用的蒸发釜和单双效蒸发器来进行简单蒸发处理或采用三效蒸发或MVR技术进行蒸发处理。针对传统的高浓度废水/废液的浓缩减量化技术，以下几个问题难以得到有效解决：1)现有的的蒸发浓缩技术蒸汽消耗量大，需不断利用蒸汽将废液加热到运行压力条件下的沸点，使水分以水蒸汽形式离开系统，达到蒸发浓缩的目的；2)传统蒸发浓缩装置投资成本高，需要利用大量钛合金或石墨等高昂的材质，以减少废液浓缩后有机物、盐类等不断积累而造成的传热效率低、设备腐蚀结垢、产量下降、运行波动等问题；3)传统的蒸发浓缩技术产生的冷凝水有机质及氨氮含量偏高，需要进一步处理，且处理过程产生大量次生的固体废弃物。现有的蒸发浓缩技术虽在日益改进优化，且在能耗、成本、操作等方面有了一定程度的提升，但仍有许多缺点和难点尚未攻克，因此需要探索设计出一种经济性高、系统简单、节能环保的蒸发浓缩处理技术以实现高浓度废水节能减量化的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有蒸发浓缩技术中存在的上述问题，提出一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，采用空气作为载体，实现高浓度废液(废水)的蒸发浓缩。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、反应塔以及曝气生物滤池；其中，所述第一换热器的冷测、第二换热器的冷测与反应塔依次连接，待处理废液经第一换热器、第二换热器依次加热后导入反应塔内进行浓缩处理，得到的浓缩液体从反应塔底部浓浆出液口排出，进行后续处理；所述反应塔的底部侧面设有空气进气口，向反应塔内导入空气；反应塔顶部的高温饱和空气出气口与第三换热器的热侧连接，作为第三换热器热侧的换热介质；第三换热器的冷测与第一换热器的热侧连接，第三换热器的冷测介质经换热升温后，作为第一换热器的热侧换热介质；所述第三换热器设有冷凝水出液口和尾气出气口，从反应塔顶部出来的高温饱和空气，经第三换热器换热后，冷凝得到脱湿尾气和冷凝水；所述冷凝水出液口和尾气出气口同时连接至曝气生物滤池内；所述曝气生物滤池顶部设有回用尾气出气口和尾气排放口，底部设有滤池排放口；回用尾气经顶部回用尾气出气口连接至反应塔的底部侧面的空气进气口，与外部引入的空气混合后一同导入反应塔内，回用尾气风管设有风机；剩余尾气和冷凝水分别经顶部尾气排放口和滤池排放口处理达标后进行排放。进一步地，所述反应塔的底部侧面设有浓缩废液出液口，其与第一换热器的冷测进料口连接，通过循环泵将上层排出的浓缩废液与待处理废液混合，重新经第一换热器、第二换热器依次加热后导入反应塔内进行浓缩处理。进一步地，所述的第一换热器的热侧出料口与第三换热器的冷测进料口之间，连接有一冷却塔，将第一换热器的热侧换热介质进行降温，再作为第三换热器的冷测换热介质，提升冷凝效果。具体地，所述的第三换热器的尾气出气口与曝气生物滤池之间，连接有缓冲罐和真空泵，通过真空泵提供负压。进一步地，所述反应塔内部塔顶处设有喷淋装置，导入反应塔的待处理废液通过喷淋装置自上而下进行喷淋，以增大传质的面积。具体地，所述空气进气口处连接外部的风管，风管上设有风机和气体流量计。进一步地，所述反应塔底部的浓浆出液口连接外部的浓浆储罐，集中收集浓缩处理得到的浓浆，方便进行后续处理。本专利技术还提供利用上述装置蒸发浓缩处理高浓度废液的方法，包括如下步骤：(1)将常温待处理废液经第一换热器加热至45-55℃，再经第二换热器加热至75℃左右；(2)将步骤(1)加热至75℃左右的待处理废液送至反应塔顶部，自上而下进行喷淋，同时反应塔底部导入空气，自下而上流动，使得空气与高温废液接触，通过空气作为载体带走废液中的水分，反应塔内温度保持在50-75℃；(3)反应塔内浓缩后的废液上层部分经循环泵送至步骤(1)中，与将待处理废液混合，重新处理；吸收水分后的高温饱和空气从反应塔顶部流出，作为第三换热器的热侧热源，与第一换热器热侧出来的循环水进行换热，将冷却的循环水加热，同时高温饱和空气冷凝得到脱湿尾气和冷凝水；(4)将步骤(3)得到的脱湿尾气和冷凝水同时送入曝气生物滤池内进行生化处理；处理后的回用尾气送至步骤(2)中与空气混合，一同导入反应塔内，剩余尾气和冷凝水经处理达标后进行排放。其中，步骤(1)中，所述第二换热器的热侧采用高温蒸汽作为换热介质，换热后高温蒸汽冷凝为高温热水，排出后回流重新制取高温蒸汽。本专利技术采用空气作为载体，根据不同温度下，水分子在空气中的饱和蒸汽压的差异作为传质动力进行蒸发浓缩，从而实现高浓度废液的蒸发浓缩。由于空气与高浓度废液在塔内直接接触蒸发，独特的外置换热系统使加热界面与相变界面分离，使换热器不易腐蚀结垢，延长了连续操作时间。塔内蒸发温度控制在50-75℃，低温蒸发使反应塔可选用非金属材质，提高设备耐腐蚀能力的同时降低投资成本，延长使用寿命。且塔内独特的气流携带水分机理，无沸腾现象，避免了其他液相组分的迁移，避免造成设备腐蚀。充分利用厂内废热、余热或低品位热源与高浓度废液进行换热，以加热高浓度废液，可进一步降低系统热能消耗。经塔内蒸发浓缩后的高温饱和空气通过简单的板式换热器进行冷凝脱湿，废液的换热器系统与高温饱和空气的换热器系统相互连接，形成独特的热能回收单元，提高热能在系统内的循环利用效率，节省蒸汽能耗。尾气端出口管路设真空系统，系统呈负压状态，使水分更易蒸发，蒸发相同量的水分所消耗的空气及能量更少，节省能耗。产生的尾气及冷凝水共同进入曝气生物滤池进行生化处理，处理后部分尾气回用，剩余尾气和冷凝水处理达标后进行排放，减少废气产生的同时避免了高温蒸发导致的冷凝水有机质含量、氨氮偏高的问题。有益效果：本专利技术采用反应塔对高浓度废液进行蒸发浓缩，外置换热系统对高浓度废液以及循环废液进行加热，低温空气与高温废液在塔内直接接触，将空气作为载体，利用水分子在空气中的饱和蒸汽压的差异作为传质动力进行废液的蒸发浓缩；经蒸发浓缩后的浓浆从塔底排出后另行处置；从塔顶出来的高温饱和空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，包括第一换热器(6)、第二换热器(7)、第三换热器(9)、反应塔(3)以及曝气生物滤池(13)；/n其中，所述第一换热器(6)的冷测、第二换热器(7)的冷测与反应塔(3)依次连接，待处理废液经第一换热器(6)、第二换热器(7)依次加热后导入反应塔(3)内进行浓缩处理，得到的浓缩液体从反应塔(3)底部浓浆出液口(20)排出，进行后续处理；/n所述反应塔(3)的底部侧面设有空气进气口(16)，向反应塔(3)内导入空气；反应塔(3)顶部的高温饱和空气出气口(17)与第三换热器(9)的热侧连接；第三换热器(9)的冷测与第一换热器(6)的热侧连接；/n所述第三换热器(9)设有冷凝水出液口(25)和尾气出气口(26)；所述冷凝水出液口(25)和尾气出气口(26)同时连接至曝气生物滤池(13)内；/n所述曝气生物滤池(13)顶部设有回用尾气出气口(27)和尾气排放口(32)，底部设有滤池排放口(28)；回用尾气经顶部回用尾气出气口(27)连接至反应塔(3)的底部侧面的空气进气口(16)，与外部引入的空气混合后一同导入反应塔(3)内；剩余尾气和冷凝水分别经顶部尾气排放口(32)和滤池排放口(28)处理达标后进行排放。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，包括第一换热器(6)、第二换热器(7)、第三换热器(9)、反应塔(3)以及曝气生物滤池(13)；
其中，所述第一换热器(6)的冷测、第二换热器(7)的冷测与反应塔(3)依次连接，待处理废液经第一换热器(6)、第二换热器(7)依次加热后导入反应塔(3)内进行浓缩处理，得到的浓缩液体从反应塔(3)底部浓浆出液口(20)排出，进行后续处理；
所述反应塔(3)的底部侧面设有空气进气口(16)，向反应塔(3)内导入空气；反应塔(3)顶部的高温饱和空气出气口(17)与第三换热器(9)的热侧连接；第三换热器(9)的冷测与第一换热器(6)的热侧连接；
所述第三换热器(9)设有冷凝水出液口(25)和尾气出气口(26)；所述冷凝水出液口(25)和尾气出气口(26)同时连接至曝气生物滤池(13)内；
所述曝气生物滤池(13)顶部设有回用尾气出气口(27)和尾气排放口(32)，底部设有滤池排放口(28)；回用尾气经顶部回用尾气出气口(27)连接至反应塔(3)的底部侧面的空气进气口(16)，与外部引入的空气混合后一同导入反应塔(3)内；剩余尾气和冷凝水分别经顶部尾气排放口(32)和滤池排放口(28)处理达标后进行排放。


2.根据权利要求1所述的高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述反应塔(3)的底部侧面设有浓缩废液出液口(18)，其与第一换热器(6)的冷测进料口连接，通过循环泵(5)将排出的浓缩废液与待处理废液混合，重新经第一换热器(6)、第二换热器(7)依次加热后导入反应塔(3)内进行浓缩处理。


3.根据权利要求1所述的高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述的第一换热器(6)的热侧出料口(23)与第三换热器(9)的冷测进料口之间，连接有一冷却塔(10)。


4.根据权利要求1所述的高浓度废液的蒸发浓缩处理装置，其特征在于，所述的第三换热器(9)的尾气出气口(26)与曝气生...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海云，赵笛，包健，涂勇，陈赛楠，王伟霞，顾凰琳，
申请(专利权)人：江苏省环科院环境科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32