一种废水处理装置及方法与流程

本申请涉及废水处理技术领域，具体涉及一种废水处理装置及方法。

背景技术：

石油化工、煤化工和新兴能源企业在渣油水洗，煤气水激冷等过程中，会形成温度超过水标准沸点的黑色水溶液，简称黑水。黑水中含有氨气、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢气、氮气、氩气、氧硫化碳等气体组分，以及碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、硅酸钙、硅酸铝、硅酸钠等无机盐类。黑水需要经过初步处理后使水温达到室温～45℃，含固量小于0.5wt％时才能送水处理单元进行进一步处理。

目前，黑水的初步处理工艺大多采用一步或多步闪蒸，气相和最终液相分别采用换热器间接换热的方法。但此工艺随着闪蒸压力的降低，气相单位体积量逐步加大，当气相压力达到真空压力时，体积增大显著，并且闪蒸气体中容易夹带有液态水和固态灰渣，大量高速的闪蒸汽夹带液态水和固态灰渣，会冲蚀换热器入口管道、换热器入口管箱、管板等，最终严重影响换热效率，导致换热器失效。

技术实现要素：

本发明提供了一种废水处理装置及方法。通过使用本发明提供的废水处理装置或方法，能够有效解决传统黑水预处理工艺中闪蒸后产生的气相对换热器的入口管道、换热器入口管箱、管板等造成严重的冲刷和磨损的问题，最终达到提高冷却器使用寿命的目的。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下的技术方案：

本发明第一方面提供一种废水处理装置，包括，真空闪蒸塔，所述真空闪蒸塔从上到下依次设有出气口、第一进液口、第二进液口和出液口，所述真空闪蒸塔内还设有塔板，其中，废水从所述第二进液口进入，经所述真空闪蒸塔闪蒸后产生气-液-固三相混合物，其中的气相上升并与经所述第一进液口进入的冷却液在所述塔板处接触换热，经换热后分离出的气体从所述出气口排出；经闪蒸后留在所述真空闪蒸塔底部的废水经所述出液口排出。

作为优选，所述废水处理装置还包括冷凝器，所述冷凝器的入口与所述真空闪蒸塔的出气口连通，用于冷凝经所述真空闪蒸塔的出气口排出的气体。

作为优选，所述废水处理装置还包括真空闪蒸分离罐，其与所述冷凝器相连，以使经所述冷凝器分离出的气体和液体进入所述真空闪蒸分离罐进行气液分离。

作为优选，所述废水处理装置还包括污水收集池，所述真空闪蒸分离罐与所述污水收集池连通，以使其分离出的液体进入所述污水收集池。

作为优选，所述废水处理装置还包括污水收集池，所述真空闪蒸塔的出液口与所述污水收集池连通，以使经闪蒸后留在所述真空闪蒸塔底部的废水经所述出液口排出后，进入所述污水收集池。

作为优选，所述废水处理装置还包括真空泵，所述真空泵与所述真空闪蒸分离罐连接，以用于抽出所述真空闪蒸分离罐中分离出的气体。

作为优选，所述第一进液口设于所述真空闪蒸塔的顶部或靠近顶部的侧壁上。

作为优选，所述第一进液口与所述污水收集池连通，以使所述污水收集池中的废水能够经所述第一进液口进入所述真空闪蒸塔。

本发明第二方面提供一种上述的废水处理装置的废水处理方法，包括，

废水从所述第二进液口进入真空闪蒸塔；经所述真空闪蒸塔闪蒸后产生气-液-固三相混合物；

冷却液从所述第一进液口进入；所述气-液-固三相混合物中的气相上升并与经所述第一进液口进入的冷却液在所述塔板处接触换热；

经换热后分离出的气体从所述出气口排出；经闪蒸后留在所述真空闪蒸塔底部的废水经所述出液口排出。

作为优选，所述方法还包括，

将从所述真空闪蒸塔的出气口排出的气体进行冷凝。

基于上述实施例的公开可以获知，本发明实施例具备如下的有益效果：

通过使用本发明提供的废水处理装置或方法，能够有效解决传统黑水预处理工艺中闪蒸后产生的气相对换热器的入口管道、换热器入口管箱、管板等造成严重的冲刷和磨损的问题，最终达到提高冷却器使用寿命的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的废水处理装置的结构示意图；

其中，1-真空闪蒸塔，2-冷凝器，3-真空闪蒸分离罐，4-真空泵，5-污水收集池，6-第一进液口，7-第二进液口。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本发明的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

下面，结合附图详细的说明本发明实施例，

如图1所示，本发明第一个实施例提供一种废水处理装置，其包括：真空闪蒸塔1，所述真空闪蒸塔1从上到下依次设有出气口、第一进液口6、第二进液口7和出液口，所述真空闪蒸塔1内还设有塔板，其中，废水从所述第二进液口7进入，经所述真空闪蒸塔1闪蒸后产生气-液-固三相混合物，其中的气相上升并与经所述第一进液口6进入的冷却液在所述塔板处接触换热，经换热后分离出的气体从所述出气口排出；经闪蒸后留在所述真空闪蒸塔1底部的废水经所述出液口排出。

本发明所提供的废水处理装置能够对废水进行初步处理，例如，通常对190℃～90℃的含固黑水进行处理，待水温和固态物质含量符合标准后再送入水处理单元进行进一步处理。本发明所提供的实施例不同于现有技术中的将闪蒸后产生的气相直接进入换热器进行换热，而在本发明中，通过设置带有塔板的真空闪蒸塔1，使得废水闪蒸后产生的气相直接与冷却液在塔板上进行接触换热，冷却液可以吸收与之接触的气相，从而使得从所述出气口排出的气体的气量减小，此时，若使经所述出气口排出的气体进入换热器进行换热，可以有效减小对换热器的入口管道、换热器入口管箱、管板等的冲蚀，提高冷却器的使用寿命。

在本实施例中，所述塔板为一种塔板式汽液接触元件，其能够使汽液在其上进行充分接触，本实施例中，对于塔板的结构没有特殊限定，其可以为现有技术中的任一塔板的结构，其只要能实现汽液在其上能够充分接触的作用即可，例如，所述塔板可以为浮阀塔板、泡罩、筛板、浮舌塔板、固定舌阀塔板、固阀类塔板、立体垂直塔板。

在本发明提供的另一个实施例中，所述废水处理装置还包括冷凝器2，所述冷凝器2的入口与所述真空闪蒸塔1的出气口连通，用于冷凝经所述真空闪蒸塔1的出气口排出的气体。在本实施例中，经换热后分离出的气体经所述真空闪蒸塔1的出气口进入所述冷凝器2进行冷凝，由于废水闪蒸产生的气相已经经过了与冷却液在所述塔板上换热的步骤，也就是说，闪蒸产生的大部分气相已经被与之换热的冷却液吸收，此时，进入所述冷凝器2的气量明显减小，可以有效减小对换热器的入口管道、换热器入口管箱、管板等的冲蚀，提高冷却器的使用寿命。

在本发明提供的其他实施例中，所述废水处理装置还包括真空闪蒸分离罐3，其与所述冷凝器2相连，以使经所述冷凝器2分离出的气体和液体进入所述真空闪蒸分离罐3进行气液分离。在本实施例中，经换热后分离出的气体进入冷凝器2后，会被冷凝器2进行冷凝，被冷凝后会分离出液体与不凝性气体，分离出的液体与不凝性气体会进一步进入所述真空闪蒸分离罐3，等待进一步气液分离。

在本发明提供的另一个实施例中，所述废水处理装置还包括真空泵4，所述真空泵4与所述真空闪蒸分离罐3连接，以用于抽出所述真空闪蒸分离罐3中分离出的气体。

在本发明提供的另一个实施例中，所述废水处理装置还包括污水收集池5，所述真空闪蒸分离罐3与所述污水收集池5连通，以使其分离出的液体进入所述污水收集池5。在本实施例中，经过所述真空闪蒸分离罐3的分离，可以分离出不凝气气体和液体，所述液体进入污水收集池5，等待进行进一步水处理。

在本发明提供的一个实施例中，所述废水处理装置还包括污水收集池5，所述真空闪蒸塔1的出液口与所述污水收集池5连通，以使经闪蒸后留在所述真空闪蒸塔1底部的废水经所述出液口排出后，进入所述污水收集池5。

现有技术中，闪蒸后产生的液相会进入直接进入换热器进行换热，而所述液相在换热器换热过程中，溶解在液态水中的盐随着液态水的冷凝和温降逐渐析出，液相中固体及盐浓度逐步升高，会在换热器壳程的管道和阀门处析出结晶，其中硅酸钙、碳酸钙、碳酸镁会形成结垢，尤其是对于卧式管壳式换热器来说，很难将管壁上的结垢溶解、冲掉，并且随着结垢情况越来越重，最终将严重影响换热效率，导致换热器失效。因此，在本发明提供的废水处理装置中设置污水收集池5，经闪蒸后产生的液相和固相连同换热后的冷却液经过所述真空闪蒸塔1的出液口后一同进入所述污水收集池5，在所述污水收集池5中进行沉降和降温，从而能够有效解决传统废水预处理工艺中闪蒸后产生的液相析出的结晶形成结垢从而影响换热器的换热效率的问题。

在本发明提供的一个实施例中，所述第一进液口6设于所述真空闪蒸塔1的顶部或靠近顶部的侧壁上。在本实施例中，对于所述第一进液口6在所述真空闪蒸塔1上的开设位置没有特别限定，只要是位于所述第二进液口7的上方，并能够实现与所述闪蒸产生的气相充分接触即可，例如，所述第一进液口6可设于所述真空闪蒸塔1的顶部或靠近顶部的侧壁上。进一步地，当所述第一进液口6设于所述真空闪蒸塔1的侧壁上时，可以设于距离第一块塔板的上方且距离所述第一块塔板100-500mm的位置。

为了可持续发展与废水再利用，本实施例提供的废水处理装置中，所述第一进液口6与所述污水收集池5连通，以使所述污水收集池5中的废水能够经所述第一进液口6进入所述真空闪蒸塔1。所述污水收集池5中的上层清液可以充当所述冷却液，从所述第一进液口6进入所述真空闪蒸塔1，以实现水资源的最大化利用，充分实现节能环保和可持续性发展。

基于同一发明构思，本发明还提供一种上述的废水处理装置的废水处理方法，其包括：

废水从所述第二进液口7进入真空闪蒸塔1；经所述真空闪蒸塔1闪蒸后产生气-液-固三相混合物；

冷却液从所述第一进液口6进入；所述气-液-固三相混合物中的气相上升并与经所述第一进液口6进入的冷却液在所述塔板处接触换热；

经换热后分离出的气体从所述出气口排出；经闪蒸后留在所述真空闪蒸塔1底部的废水经所述出液口排出。

在本发明提供的一个实施例中，所述方法还包括，

将从所述真空闪蒸塔1的出气口排出的气体进行冷凝。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。