一种基于低品位热源的废水回收工艺及系统技术方案

一种基于低品位热源的废水回收工艺及系统，包括以下步骤：在增湿塔的内部和除湿塔的内部装入高比表面积亲水填料，将含盐废水换热升温后从最前一级增湿塔的顶部向增湿塔的内部喷淋；将热烟气从增湿塔的侧面注入，热烟气与含盐废水及高比表面积亲水填料在增湿塔内部十字错流接触增湿，进行等温水蒸气相变和冷却回收热烟气中的水分，得到回收水；将回收水从所述除湿塔的顶部向除湿塔的内部喷淋，热烟气与回收水及高比表面积亲水填料在除湿塔内部错流接触，进行降温和除湿，得到回收水和降温烟气，解决传统的废水回收方法存在着因回收工艺复杂和回收能耗较高，从而导致回收效率较低的技术问题，可广泛的应用于废水回收再利用技术领域。技术领域。技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低品位热源的废水回收工艺及系统


[0001]本申请涉及废水回收再利用
，尤其涉及一种基于低品位热源的废水回收工艺及系统。

技术介绍

[0002]水是地球上最重要的自然资源之一，是人们生活生产中不可或缺的一项重要资源，水资源是促进全社会经济可持续发展、推动工业文明进步的重要要素，然而，很不幸可供人类直接利用的地下水和淡水尚不到其总量的0.36％，中国水资源总量为2.8万亿立方米，位列世界第6位，但人均水资源量仅为世界平均水平的25％，被联合国列为世界上最贫水的13个国家之一，按照国际公认的标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；人均水资源低于2000立方米为中度缺水；人均水资源低于1000立方米为重度缺水；人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米，为极度缺水地区。我国城市水资源存在极其匮乏且涉及面广的问题，全国城市每年缺水60亿立方米，每年因缺水造成的经济损失约2000
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4000亿元，涉及和影响的领域包括：工业、农业、建筑业、居民生活等，严重的缺水问题导致我国城镇现代化建设进程、GDP的增长和居民生活水平的提高都受到了限制。
[0003]另一方面，随着城市规模的不断扩大和工业的飞速发展，排出的污水数量也不断增多，水质发生恶化，水体遭受污染，从而影响水资源的可持续利用。城市区域和工业污染源的特点是排放点多、排放的污水种类杂、排放强度大，流动性强、极易污染其他水资源，即使是发生局部污染，也会因水的流动性而使污染范围逐渐扩大。目前，我国工业、城市污水总的排放量中经过集中处理的占比不到一半，其余的大都直接排入江河，对于污水的排放约束力不大，导致了大量的水资源出现恶化现象。我国相关专家分析，中国2050年总需水量8000亿，比现在至少增加2400亿立方米才能保证国民经济的可持续发展。为此，我们必须大幅度节水和提高废水的回用水率。
[0004]且，海水淡化与海洋化工在沿海缺水城市和地区有得天独厚的优势，目前膜分离海水淡化技术仍是海水淡化的重要发展方向，但海水淡化的关键技术仍然需要突破，三个关键核心—能量回收、高压泵和膜材料技术和装备仍然受制于人，属于“卡脖子”技术，这就导致我国以及山东省的海水淡化技术投资高、收益低、大规模推广难，利用新型高比表面积亲水材料增湿除湿的新型海水淡化技术，即，废热利用和高效气液分离冷凝的海水淡化技术无需高压泵与膜材料，可应用于岛屿，舰船，工厂等场合。
[0005]加湿
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除湿型废水回收技术被认为是具有发展前景的技术之一，目前，大多数加湿
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除湿过程都是利用热源使热废水与流动烟气接触从而加湿烟气，然后通过冷却水间接冷凝湿烟气从而产生淡水，或热烟气与废水在填料塔内接触水烟气变成饱和水蒸气烟气，然后通过冷却水间接冷凝湿烟气从而产生淡水，由于加湿
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除湿过程的热耗巨大，根据牛顿冷却定理，Q＝KA(T
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T0),(Q为传热量；K为传热系数；A为传热面积；T
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T0为传热温差)，为了提
高传质和传热的效率，填料塔内的填料面积越大越好，越具有亲水性越好；填料塔的设计也极为重要，尽可能提高Re数和K；同时，回收烟气中饱和水蒸气的吸附材料也非常重要，为了提高系统的性能系数，多级多效回收热能和饱和水蒸气也是主要的手段，鉴于此，专利技术一种高比表面积亲水填料与低品位热源的增湿
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除湿型含盐废水回收工艺，以进一步提高废水回收效率，具有重要的现实意义和战略意义。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种基于低品位热源的废水回收工艺及系统，旨在解决传统的废水回收方法存在着因回收工艺复杂和回收能耗较高，从而导致回收效率较低的技术问题。
[0007]本申请实施例的第一方面提供了一种基于低品位热源的废水回收工艺，用于对含盐废水和热烟气进行回收处理，包括以下步骤：
[0008]S1、在增湿塔的内部和除湿塔的内部装入高比表面积亲水填料，将所述含盐废水升温后从增湿塔的顶部向所述增湿塔的内部喷淋；
[0009]S2、将所述热烟气从所述增湿塔的侧面注入，所述热烟气与所述含盐废水及所述高比表面积亲水填料在所述增湿塔内部十字错流接触增湿，进行等温水蒸气相变和冷却回收所述热烟气中的水分，得到回收水；
[0010]S3、将所述回收水从所述除湿塔的顶部向所述除湿塔的内部喷淋，所述热烟气与所述回收水及所述高比表面积亲水填料在所述除湿塔内部错流接触，进行降温和除湿，得到回收水和降温烟气。
[0011]在其中一实施例中，所述增湿塔和所述除湿塔均设置为至少两个，所述S3得到的回收水和降温烟气重复S1、S2、S3步骤再循环回收处理。
[0012]在其中一实施例中，所述高比表面积亲水填料为高比表面积规整填料网，所述高比表面积规整填料网的网丝直径为1mm，网目数80
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120目。
[0013]在其中一实施例中，所述高比表面积规整填料网的表面涂覆有Al2O3‑
MnO2复合物。
[0014]在其中一实施例中，所述高比表面积亲水填料的比表面积为2500m2/m3，堆积密度为320－650kg/m3，空隙率为70－90％，F因子为1.5－3.5，波距为10－55mm，齿形角为30－80。
[0015]在其中一实施例中，所述含盐废水的升温采用换热器实现，所述含盐废水经所述换热器升温后从增湿塔的顶部向所述增湿塔的内部喷淋。
[0016]本申请实施例的第二方面提供了一种基于低品位热源的废水回收系统，包括增湿塔和除湿塔，所述增湿塔的内部和除湿塔的内部均设有高比表面积规整填料网，所述增湿塔的顶端设有废水入口，所述除湿塔的顶部设有回收水入口，所述增湿塔的底部和所述除湿塔的底部均设有回收水出口，所述增湿塔和所述除湿塔的外部设有换热器和回收水储罐，所述换热器与所述废水入口连通，所述回收水出口与所述回收水储罐连通。
[0017]在其中一实施例中，所述增湿塔和所述除湿塔均设置为至少两个。
[0018]在其中一实施例中，所述高比表面积规整填料网在所述增湿塔和所述除湿塔的内部倾斜45
°
设置。
[0019]在其中一实施例中，所述高比表面积规整填料网的表面设有降膜收集管，所述降
膜收集管为直径3
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4mm的聚丙烯或聚四氟乙烯等憎水材料。
[0020]本专利技术提供的基于低品位热源的废水回收工艺及系统，与传统增湿
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除湿方法相比，其采用比表面积高达2500m2/m3的亲水规整催化填料，表面涂覆有亲水化合物，空隙率高、亲水浸润性好，压降小、通量大、寿命长、传质和传热快；且在含有饱和水蒸气的热烟气与除湿塔和除湿塔接触前，通过高比表面积规整填料网的等温水蒸气相变捕获水蒸气斜板，一方面回收的淡水量提高，另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低品位热源的废水回收工艺，用于对含盐废水和热烟气进行回收处理，其特征在于，包括以下步骤：S1、在增湿塔的内部和除湿塔的内部装入高比表面积亲水填料，将所述含盐废水升温后从增湿塔的顶部向所述增湿塔的内部喷淋；S2、将所述热烟气从所述增湿塔的侧面注入，所述热烟气与所述含盐废水及所述高比表面积亲水填料在所述增湿塔内部十字错流接触增湿，进行等温水蒸气相变和冷却回收所述热烟气中的水分，得到回收水；S3、将所述回收水从所述除湿塔的顶部向所述除湿塔的内部喷淋，所述热烟气与所述回收水及所述高比表面积亲水填料在所述除湿塔内部错流接触，进行降温和除湿，得到回收水和降温烟气。2.根据权利要求1所述的一种基于低品位热源的废水回收工艺，其特征在于，所述增湿塔和所述除湿塔均设置为至少两个，所述S3得到的回收水和降温烟气重复S1、S2、S3步骤再循环回收处理。3.根据权利要求1所述的一种基于低品位热源的废水回收工艺，其特征在于，所述高比表面积亲水填料为高比表面积规整填料网，所述高比表面积规整填料网的网丝直径为1mm，网目数80
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120目。4.根据权利要求1所述的一种基于低品位热源的废水回收工艺，其特征在于，所述高比表面积规整填料网的表面涂覆有Al2O3‑
MnO2复合物。5.根据权利要求1所述的一种基于低品位热源的废水回收工艺，其特征在于，所述高比表...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌豹，李栋，李春虎，
申请(专利权)人：威海金宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：