一种低温冷冻污水处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保污水处理设备领域，具体地指一种低温冷冻污水处理系统。
【背景技术】
[0002]现实中，尤其在化工领域，存在很多组分复杂的污水、污泥或者称为乳化污水、悬浮污水，这种污水不同于一般河道的沉积物是由微生物群和其氧化的残留物质，其中不但包含重金属，还含有机物、不易降解的有机物和无机物，这类污水的处理方式一般是先对其进行脱水，降低水含量能够使污水中的污染物富集，集中处理能够最大程度的节省成本，也能够提高污水处理的效率。但是受污水中各组分的物理形态和化学成分复杂的影响、此类污水首先脱水的工艺难度和能耗就很高，传统的机械方式分离效率太低，且不易将污水中的污染物分离完全，对于污水中的溶解物完全不能去除。而热处理的方式需要消耗大量的能源，而且在处理过程中有极大的可能破坏组分，特别是一些加热容易发生反应的化学物质，另外，对于一些挥发性比较大的组分来说，热处理方式会破坏环境，造成二次污染，一些可回收的但受热易分解的组分也不能使用热处理方式进行脱水处理。
[0003]为解决传统脱水技术存在的问题，出现了一种新的污水脱离方式一一冷冻脱水，通过将污水进行低温冷冻处理，使污水中的水冷凝成冰块，由于污水中的各组成的沸点不同，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不破坏组分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。
[0004]如专利号为“CN203079712U”的名为“悬浮污水处理用冻融设备”的一种中国发明专利，该专利介绍了一种处理悬浮污水的冻融设备，该冻融设备包括用来承放悬浮污水的原料槽，还包括冻融槽和融冰槽，原料槽通过进料栗与冻融槽相连通，冻融槽与融冰槽之间设有集冰带，集冰带一端浸入冻融槽，携带冰体通过输送机构向融冰槽方向输送，冻融槽内设有换热设备。
[0005]该装置的有益效果是利用冷冻法来分离污水组分，达到净化和浓缩的目的，不破坏原组分的化学结构，可以纯化分离出有用的成分，实现环境保护与资源回收兼顾。但是该装置还存在一些问题，主要是水在冷冻成冰体的过程中会包含很多其他的杂质进去，污水中的成分越复杂浓度越大，越有可能在冰体中包含大量的其他成分，水能冷冻成冰，本身也需要一个内核，因此，实际上该装置获得的结晶冰体中是含有大量的杂质的，这样的结晶冰体是不能作为合格的处理水直接排放的，这就需要进行二次处理，但是该装置并没有对应的设备进行处理。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是要解决上述【背景技术】的不足，提供一种低温冷冻污水处理系统。
[0007]本发明的技术方案为:一种低温冷冻污水处理系统，其特征在于:包括反应单元和存储单元；所述的反应单元包括罐体、安装在罐体上向罐体内溶液提供冷源的制冷装置和向罐体内的结晶冰体提供热源使其融化的制热装置；所述的罐体内设置有搅拌器，搅拌器通过安装在罐体上端的减速机驱动，罐体下端安装有排放装置；
[0008]所述的存储单元包括存储待处理污水的原水贮罐；所述的原水贮罐通过液压栗与罐体连通。
[0009]进一步的所述的存储单元还包括用于存储经反应单元处理后的浓缩液的浓缩液贮罐；所述的浓缩液贮罐与罐体的排放装置连通。
[0010]进一步的所述的排放装置包括三条与罐体下端连通的且分别安装有控制阀门的排放管道，分别为输送经反应单元第一次冷冻处理后没有结晶冷冻的浓缩液的第一排放管、输送经反应单元第二次冷冻处理后没有结晶冷冻的浓缩液的第二排放管和排放经反应单元第二次融冰处理后二次结晶冰体融化后的水的第三排放管；所述的第一排放管的出口端与浓缩液贮罐连通；所述的第二排放管的出口端与原水贮罐连通；所述的第三排放管的出口端与自然水体连通。
[0011]进一步的所述的制冷装置包括内部流动有冷源体的第一制冷管；所述的第一制冷管位于罐体内的管体由上至下盘绕在搅拌器与罐体内壁之间，其进口端和出口端位于罐体外。
[0012]进一步的所述的制冷装置还包括内部流动有冷源体的第二制冷管；所述的罐体外包覆有一层由绝热材料制作而成的隔热层；所述的第二制冷管由上至下盘绕在罐体与隔热层之间，第二制冷管紧密贴合在罐体上，第二制冷管的进口端与第一制冷管的进口端连通，第二制冷管的出口端与第一制冷管的出口端连通。
[0013]进一步的所述的制热装置包括制热盘管；所述的制热盘管由上至下以螺旋盘绕的方式布置于罐体内壁与搅拌器之间，其进口端与出口端均位于罐体外。
[0014]进一步的所述的罐体上端安装有检测罐体内溶液的温度传感器和检测罐体内溶液液位高度的液位传感器。
[0015]—种低温冷冻处理污水的方法，其特征在于:将污水进行搅拌冷冻处理使其形成结晶冰体，分离结晶冰体和未结晶的浓缩液，对分离的结晶冰体进行融冰处理后再次对其进行搅拌冷冻、分离和融冰作业，重复上述步骤直至结晶冰体的水质达到排放标准。
[0016]进一步的在搅拌冷冻处理污水的过程中，当结晶冰体过多导致搅拌装置过载时，停止搅拌冷冻处理过程，完成冷冻作业，开始对结晶冰体和未结晶的浓缩液进行分离。
[0017]进一步的污水通过一次搅拌冷冻处理后冷凝形成一次结晶冰体，待搅拌装置过载后停止冷冻处理，将一次结晶冰体和未结晶的一次浓缩液分离，收集一次浓缩液，一次结晶冰体经过融化处理后进行二次搅拌冷冻处理形成二次结晶冰体，待搅拌装置过载后停止冷冻处理将二次结晶冰体与未结晶的二次浓缩液分离，回收二次浓缩液，二次结晶冰体经过融化处理后排放至自然水体。
[0018]进一步的所述的方法包括以下步骤:1)将污水从存储装置输送至反应装置内；
[0019]2)对反应装置内的污水进行一次冷冻作业，同时开启搅拌装置，当反应装置内的污水冷冻形成一次结晶冰体使搅拌装置过载时，停止冷冻处理，结束一次冷冻作业，分离一次结晶冰体和未结晶的一次浓缩液，将一次浓缩液排放至浓缩液储存装置内；
[0020]3)对一次结晶冰体进行一次融冰作业，当一次结晶冰体完全融化后，停止供应热源，结束一次融冰作业；
[0021]4)对融化后的污水进行二次冷冻作业，同时开启搅拌装置，当反应装置内的污水冷冻形成二次冰晶冰体使搅拌装置过载时，停止冷冻处理，结束二次冷冻作业，分离二次结晶冰体和未结晶的二次浓缩液，将二次浓缩液排放至存储装置内；
[0022]5)对二次结晶冰体进行二次融冰作业，当二次结晶冰体完全融化后，停止供应热源，结束二次融冰作业，将融化后的溶液排放至自然水体。
[0023]本发明的优点有:1、本发明通过制冷管冷冻污水，能够有效对污水进行浓缩处理，有效的将污水中的有用成分进行富集便于后续的收集处理，通过制热盘管能够将结晶冰体融化，通过反复冷冻、融化，可以有效的将结晶冰体中的污染物去除，避免了结晶冰体的二次污染；
[0024]2、本发明设置两层制冷管道，能够最大限度的对罐体内的溶液进行冷冻，降低溶液的冷冻时间，提高污水处理的效率，制冷管道由上至下盘绕，能够增加制冷管道与溶液的冷冻面积，提高了溶液冷冻的速度，使溶液冷冻更加均匀；
[0025]3、本发明通过将第一制冷管和第二制冷管进口端连通在一起，简化了制冷管道的布置结构，有利于更好的控制两条制冷管道内的冷源液体，使罐体内的溶液冷冻更为均匀迅速；
[0026]4、本发明通过设置三条排放管，最大程度的将三次处理的液体分割开来，避免了初期处理的废水因效果不达标而破坏三次处理废水的处理效果，降低了处理废水污染自然水体给环境造成二次污染的可能性，二次废水排放至浓缩液贮罐有利于废水的二次处理或者是废水中有用成分的收集；
[0027]5、本发明结构简单，操作方便，能够快速有效的处理污水且不产生二次污染，不会破坏掉污水中的各组分物质，便于有效地回收污水中的有用成分，相较于现有技术，本发明处理的污水效果更好，杂质含量更低，完全可以达到排放标准，具有极大的推广价值。
【附图说明】
[0028]图1:本发明的结构示意图；
[0029]I一液压栗，2—第一排放管，3—第二排放管，4一第三排放管，5—搅拌器，6—第一制冷管，7一第二制冷盘管，8一温度传感器，9一液位传感器，10一减速机，11 一触体，12一制热盘管，13—冷冻机组，14 一热源管阀，15—进水管阀，16—原水贮罐，17—浓缩液贮罐，18—电控箱，19 一隔热层。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0031]如图1，一种低温冷冻污水处理系统，包括反应单元和存储单元，存储单元包括存储原水，即待处理的污水，本实施例使用原水贮罐16存储待处理污水。还包括存储经反应单元处理后留下的浓缩液的浓缩液贮罐17。实际上这部分浓缩液可以经过后续的处理获得其中的有用成分，或者是经过二次处理再排放，避免直接排放污染环境。
[0032]反应单元包括反应发生的场所，罐体11，本实施例的罐体11为钢结构材料制作而成，外侧包覆一层绝热材料制作而成的隔热层19，隔热层19避免在反应过程中内部热量和环境中热量发生交换，消耗能源。
[0033]原水贮罐16通过液压栗I与罐体11连通，并通过液压栗I将原水经管道输送到液压栗中，原水贮罐16与罐体11连通的管道上安装装有进水管阀15。
[0034]为了防止罐体11内液体沉降或者是分散效果不好而导致的处理效果差的问题，本实施例的罐体11内安装有搅拌器5，搅拌器5通过安装在罐体11上端的减速机10驱动。通过搅拌器5的驱动，能让罐体11内的溶液反应更加完全，使其分散效果更好，提高处理的效率，另外通过搅拌器5的运转方式也能够判断罐体11内溶液的处理情况。
[0035]本装置污水处理的方式为两次冷冻两侧融化，不同过程段有不同性质的处理水，为了将这些不同性质的污水分割开来，本实施的罐体11的下端设置有三条排放管道，通过这三条管道分别将不同时期的处理水排放至不同的位置。这三条管道分别为:输