[发明专利]一种高效节能污水冷冻浓缩装置及其处理工艺

说明书

本发明公开了一种高效节能污水冷冻浓缩装置及其处理工艺，包括：板冰机、冰水槽、膜过滤器、排液泵，板冰机包括进水口、浓缩液出口、出冰口及冷媒冷凝液循环回路，所述出冰口与冰水槽连通，冰水槽与膜过滤器之间设置有高压泵，膜过滤器包括净水出口、回路出口，所述回路出口与板冰机进水口连通，板冰机浓缩液出口设置有排液泵，通过排液泵排出板冰机的污水浓缩液，所述冰水槽位于冷媒冷凝液循环回路中，冷媒冷凝液循环回路用于冰水槽中的冰块与冷媒进行换热。本发明采用板冰制冰净化叠加膜过滤复合净化污水技术以及冷凝器冷媒冷凝液通过冰水槽与冰水换热冷却来提高液态冷媒过冷度技术，污水净化效果好、提高制冰效率、能耗低、投资成本低。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种高效节能污水冷冻浓缩装置及其处理工艺。

背景技术

现有的废水处理技术中，各自有相应的特点，目前对于难处理污水普遍采用蒸发浓缩，国内外普遍的还是采用电/气/煤锅炉蒸发装置，由于操作温度高，蒸汽压力大，设备材料防腐蚀耐压要求高，需要耐压操作，承压设备都很昂贵；煤锅炉蒸发浓缩装置由于污染环境严重，基本上已经淘汰或正在淘汰；气加热锅炉蒸发浓缩装置由于安全性及经济性双方面的原因，目前应用不多。因此基于便利性及环保考虑，电加热浓缩装置目前应用增多。单级电锅炉能耗非常高，即使采用多级蒸发，电锅炉蒸发浓缩装置吨水能耗仍然约为200-300kwh，电锅炉蒸发浓缩装置设备投资高，能耗仍然较高。对于MVR蒸汽压缩蒸发浓缩系统，设备要求高，工艺过程复杂，尤其是MVR蒸汽压缩机特别昂贵，系统投资成本很高，几乎是锅炉蒸发浓缩设备的3倍。对于热泵低温真空蒸发浓缩系统，吨水能耗也仍然较高，高达200kwh，而且工艺过程有真空承压设备，设备昂贵，投资成本高。现有技术中也有采用热泵蒸发除湿浓缩污水，可以在低温常压下对污水进行蒸发浓缩，设备要求较低，投资较少，而且由于热泵有3-4倍能效提升作用，吨水能耗也可以降低能耗到200kwh左右，但是能耗仍然偏高。

目前难处理污水采用冷冻浓缩的研究很多，通过将污水进行低温冷冻处理，使污水中的水冷凝成冰块，由于冰是单矿岩，不能和其他物质共处，所以水在结晶过程中，会自动排除杂质，以保持其纯净，可以有效的将不同组分的物质分离开来，对此进行脱水浓缩处理，冷冻技术的优势在于能够常压、低温、低耗能的情况下将污水浓缩，而且冷冻技术不会对环境产生二次污染。由于静态冷冻浓缩存在原液夹带净化效果差(只能达到90％左右的净化率)、能耗还较高(吨水能耗约100kwh)的问题，所以大多数冷冻浓缩项目都在研究动态冷冻浓缩技术，但是动态冷冻浓缩需要冰晶结晶、冰晶分离、冰晶洗涤过程，存在流程复杂、设备要求高、投资大、能耗较高(吨水能耗大于100kwh)、污水处理成本高的突出问题，目前难于在污水处理领域广泛应用。

因此，有必要提供一种高效节能污水冷冻浓缩装置及其处理工艺来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高效节能污水冷冻浓缩装置，通过该装置，能耗低，操作简单，自动化程度，能够实现标准化生产，大大节省了投资和运行成本，解决现有技术中设备投资大、能耗高、分离流程复杂、设备要求高、常规静态冷冻浓缩净化效果差等问题。

本发明提供的高效节能污水冷冻浓缩装置，该装置包括：板冰机、冰水槽、膜过滤器、排液泵，板冰机包括进水口、浓缩液出口、出冰口及冷媒冷凝液循环回路，所述出冰口与冰水槽连通，冰水槽与膜过滤器之间设置有高压泵，膜过滤器包括净水出口、回路出口，所述回路出口与板冰机进水口连通，板冰机浓缩液出口设置有排液泵，通过排液泵排出板冰机的污水浓缩液，所述冰水槽位于冷媒冷凝液循环回路中，冷媒冷凝液循环回路用于冰水槽中的冰块与冷媒进行换热。

进一步的，板冰机还包括污水循环系统、制冰系统，污水循环系统包括板冰机内部设置的循环槽、循环泵，通过循环泵让循环槽内的污水循环制冰。

进一步的，制冰系统包括制冰器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，压缩机与冷凝器、膨胀阀、冷媒冷凝液循环回路、制冰器管路连通，冷凝器与膨胀阀之间有冷媒冷凝液循环回路，冷媒冷凝液循环回路采用钎焊固定于冰水槽外壁。