[发明专利]一种高温污水处理与蒸馏水制备系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种高温污水处理与蒸馏水制备系统及控制方法，包括闪蒸器、水蒸汽压缩机、接触式冷凝器、蒸馏水箱、风冷换热器和电热水箱，蒸汽压缩机的蒸汽出口通过调节阀连接水蒸汽压缩机入口，水蒸汽压缩机出口连接接触式冷凝器底部入口，接触式冷凝器的冷凝水出口一路连接蒸馏水箱，另一路通过风冷换热器连接电热水箱，电热水箱出口通过水泵连接接触式冷凝器的喷淋管，高温污水则连接闪蒸室的喷淋管。本发明通过直接闪蒸处理50℃以上的高温污水，克服传统蒸发式换热器的腐蚀、结垢等问题，并引入机械蒸汽再压缩原理，有效制备80℃以上的高温蒸馏水，实现污水处理的同时还能满足工业现场对生活用水的需求。

技术领域

本发明属于机电、制冷、污水处理及余热回收领域，尤其涉及一种污水处理与淡化系统及其控制方法。

背景技术

随着人口的增长、经济的发展以及环境污染问题的突出，水资源日益紧缺。虽然一些地区也存在江河、湖泊以及地下水等，但因水质问题以及人们对于用水标准的提高，无法直接作为生活用水使用，在主要城市乡镇都设有自来水厂，而在偏远地区，自来水无法通达，以及一些干旱地区，需要采用单独的水处理系统。

在化工、印染以及钢铁等工业领域，需消耗大量的水满足其工艺过程的用水需求，如冷却、冲洗等，相应的会产生50℃以上的高温污水，直接排放不但会污染环境，也会浪费高温污水自身的能量。工业节能减排一直是国家发展的重要战略，如果能有技术回收这些高温污水的热量，同时实现污水处理，制备高温蒸馏水，将对该类工业节能和降低环境污染有重要意义，同时还能节省自来水费用以及热水制备能耗，进而降低工业成本。对于偏远地区存在高温污水的该类企业，该技术更是意义重大，即能实现水的循环利用，降低工业过程能耗，也能解决生活用水问题，降低地域对工业过程的限制。

污水处理过程类似海水淡化过程，常用的方法是多效蒸馏和多效闪蒸，虽然多效蒸馏的能效较多效闪蒸技术的能效高，其换热管内走高温蒸汽放热冷凝成蒸馏水，用于蒸发换热管外的喷淋污水，该技术最大的问题是对所处理的水质有一定的要求，要避免其换热管路被腐蚀或结垢而降低设备水处理能力，不适用于重水或者具有一定腐蚀性的污水处理。相对而言，多效闪蒸技术是一种适应性更广的污水处理技术，如何提高其水处理过程的能效是该类技术应用推广的技术发展需求。机械蒸汽再压缩是水处理领域内公认的一种能提高系统能效的有效办法，即采用水蒸汽压缩机压缩蒸发得到的蒸汽，提升其温度和压力后再作为热源使用，回到系统内放热冷凝产生蒸馏水。

根据上述分析，如何利用多效闪蒸技术和机械蒸汽再压缩技术实现高温污水处理和蒸馏水制备，是回收工业高温污水余热、降低工业成本、减小地域限制和环境影响的重要技术需求。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提供一种高温污水粗来系统及其控制方法，利用闪蒸器内的负压，将高温污水直接喷淋至闪蒸器内产生低温水蒸汽，再利用机械水蒸汽压缩机对蒸汽进行压缩升温升压，引入接触式冷凝器，通过可循环使用的喷淋水吸热冷凝压缩蒸汽产生温度可达80℃以上的高温蒸馏水，满足工业过程的供热供暖及工人的生活用水需求，进而实现污水处理和余热回收利用，提升工业生产过程能效，降低成本，减小地域的限制。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种高温污水处理与蒸馏水制备系统，该系统包括闪蒸器、水蒸汽压缩机、接触式冷凝器、蒸馏水泵、蒸馏水箱、风冷式换热器、电热水箱、污水喷淋泵、污水排水泵和喷淋水泵，所述闪蒸室内设喷淋管和滤网，所述接触式冷凝器内设填料、喷淋管和滤网，所述闪蒸器蒸汽出口通过第一调节阀连接水蒸汽压缩机入口，所述水蒸汽压缩机出口通过第一阀门连接接触式冷凝器底部入口，所述接触式冷凝器的冷凝水出口通过第二调节阀门连接蒸馏水泵入口，所述蒸馏水泵出口一路通过第二阀门连接蒸馏水箱，另一路通过第三调节阀连接至风冷换热器的入口，所述风冷换热器出口接至电热水箱，所述电热水箱出水口通过第三阀门、喷淋水泵和第四阀门连接喷淋管，高温污水通过污水喷淋泵和第五阀门连接喷淋管。

进一步，所述闪蒸器和接触式冷凝器顶部出口分别通过第六阀门和第七阀门连接真空泵，用于系统的抽真空或闪蒸器及接触式冷凝器内的真空度调节；