一种实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统

本申请涉及高盐废水处理，尤其涉及一种实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统。

背景技术：

1、总溶解固体(tds)质量分数大于或等于1％的废水，被称为“高盐废水”，通常来源于石油加工、煤化工、印染和造纸等领域的工业废水以及膜或电渗析设备处理后的浓缩液。高盐废水成分复杂，含有大量的氯离子、钠离子、硫酸根离子和以苯、苯酚、多环芳烃为代表的难降解有机污染物。

2、零排放是一种新兴的高盐废水处理手段，指的是将高盐废水中的溶解性盐类以固体结晶盐的方式析出，从而在根源上避免环境污染。该方法得到的盐类经分离干燥可作为工业盐出售，分离出的水分也可以直接回用，达到零污染排放的同时还实现了浓盐水资源化。

3、目前应用最广泛的高盐废水零排放通常包含初步浓缩和结晶两个主要的过程。初步浓缩目的是尽可能回收水分，同时减少结晶工艺所需处置的水量；结晶则是为了使盐分析出，实现盐分和水分最终分离。已有多项成熟的技术可以实现含盐废水初步浓缩，按照原理不同可以分为膜浓缩(主要包括超滤(uf)、纳滤(nf)、反渗透(ro)、膜蒸馏(md))和热浓缩(主要包括多级闪蒸(msf)、多效蒸馏(med)和机械蒸汽压缩(mvr))。初步浓缩后得到的浓盐水需要进一步浓缩至过饱和，使得其中的盐分结晶析出，实现盐水分离。而机械蒸汽压缩技术(mvr)是目前工业上使用最广泛的蒸发结晶方式。mvr技术通过蒸发使浓盐水结晶析出，产生的蒸汽在压缩至高温高压之后作为浓盐水蒸发的热源。但mvr蒸发结晶存在面临初始投资大、能耗高、运维复杂等缺点。同时，在实际应用中mvr设备容易出现泡沫和结垢的现象，需要投加有效的消泡剂及阻垢剂，并定期进行除垢清理。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，不仅能够避免结垢与腐蚀、而且能够降低能耗和成本。

2、为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，包括加热器、喷雾闪蒸蒸发器、蒸汽压缩机和盐水分离装置；所述加热器的进水口连通高盐废水源，出水口连通喷雾闪蒸蒸发器的入口，喷雾闪蒸蒸发器的盐水出口连通盐水分离装置的入口，所述喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口连通所述蒸汽压缩机的入口，所述蒸汽压缩机的出口连通所述加热器的热源口；所述加热器与高盐废水源之间的管路上设有第一水泵。

3、进一步地，所述盐水分离装置的出水口连通所述加热器的进水口；所述盐水分离装置与加热器之间的管路上设有第二水泵。

4、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器与所述加热器之间的管路上设有单向阀；所述单向阀的入口朝向加热器。

5、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器的排气口处设有真空泵。

6、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器与所述蒸汽压缩机之间的管路上设有除雾器。

7、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的直径大于5mm。

8、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的喷洒方向朝向下方。

9、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的数量为一个或多个。

10、本申请相比现有技术具有以下有益效果：

11、1、本申请实施例通过设置加热器和喷雾闪蒸蒸发器，使得加热至预设温度的浓盐水经大直径喷嘴喷入蒸发器中，过热的高盐废水在喷入喷雾闪蒸蒸发器时迅速雾化为微米级液滴同时发生剧烈的闪蒸结晶，由于不需要传热传质界面，并且小液滴具有较大的比表面积，盐水滴蒸发速度快，析盐能力强，不存在结垢与腐蚀。

12、2、本申请实施例通过在加热器和喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口之间设置蒸汽压缩机，从而使得闪蒸产生的蒸汽及盐水中的不可凝气体从蒸发器顶部的管路进入蒸汽压缩机中，压缩后的蒸汽作为加热器的热源用于加热浓盐水，蒸汽冷凝后可作为洁净的原料水用于其他生产过程，而不可凝气体在释放热量后可以从排气口直接排走，降低了能耗。

13、3、本申请实施例通过在加热器和盐水分离装置之间设置第二水泵，使得盐水分离装置排出的浓缩盐水同工厂产生的高盐废水混合后继续使用，实现了液体零排放，节省了成本。

技术特征：

1.一种实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，包括加热器、喷雾闪蒸蒸发器、蒸汽压缩机和盐水分离装置；所述加热器的进水口连通高盐废水源，出水口连通喷雾闪蒸蒸发器的入口，喷雾闪蒸蒸发器的盐水出口连通盐水分离装置的入口，所述喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口连通所述蒸汽压缩机的入口，所述蒸汽压缩机的出口连通所述加热器的热源口；所述加热器与高盐废水源之间的管路上设有第一水泵。

2.根据权利要求1所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述盐水分离装置的出水口连通所述加热器的进水口；所述盐水分离装置与加热器之间的管路上设有第二水泵。

3.根据权利要求2所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器与所述加热器之间的管路上设有单向阀；所述单向阀的入口朝向加热器。

4.根据权利要求3所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器的排气口处设有真空泵。

5.根据权利要求4所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器与所述蒸汽压缩机之间的管路上设有除雾器。

6.根据权利要求5所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的直径大于5mm。

7.根据权利要求6所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的喷洒方向朝向下方。

8.根据权利要求7所述的实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸-蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的数量为一个或多个。

技术总结本申请公开了一种实现高盐废水零排放的低温喷雾闪蒸‑蒸汽压缩系统，涉及高盐废水处理技术领域。不仅能够避免结垢与腐蚀、而且能够降低能耗和成本。该系统包括加热器、喷雾闪蒸蒸发器、蒸汽压缩机和盐水分离装置；加热器的进水口连通高盐废水源，出水口连通喷雾闪蒸蒸发器的入口，喷雾闪蒸蒸发器的盐水出口连通盐水分离装置的入口，喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口连通蒸汽压缩机的入口，蒸汽压缩机的出口连通加热器的热源口；加热器与高盐废水源之间的管路上设有第一水泵。本申请用于提升高盐废水处理系统的性能。技术研发人员：陈谦,钟子强,李中圣,杨蕗缦受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院技术研发日：技术公布日：2024/7/15