一种废水处理设备及方法与流程

本发明涉及废水处理以及供热领域，特别涉及一种废水处理设备及方法。

背景技术：

随着社会的发展和城市化进程的推进，水资源的污染越来越引起社会的重视。如何有效的处理废水，是实现可持续发展的重要目标之一。然而，现有的废水处理手段都有各自的缺陷。

现有技术中，基于对废液采用负压低温蒸馏的原理，利用压缩机将蒸汽冷凝的热量再次传递给废液，该系统在运行时需要消耗电能，而且还涉及到制冷剂循环，系统复杂，运行成本较高；另外，还有利用烟气加热除盐水产生蒸汽，使用部分蒸汽作为热源通过多级闪蒸的形式处理电厂产生的脱硫废水，最终末级闪蒸装置产生的蒸汽通过冷却系统冷凝，产生的浓缩液排出系统，但是其装置与锅炉本身的运行工况关联紧密，废水处理效果并不稳定，而且最终蒸汽的热量通过冷却系统排放，没有得到有效利用，系统的整体能源利用效率较低。因此，需要研发一种废水处理设备及方法。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的在于提供一种采用多级闪蒸的方式进行废水处理的装置，在处理废水的同时，所消耗的热量用于加热网水的废水处理设备及方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种废水处理设备，包括：n级冷凝器，均设置有蒸汽输入端；n级闪蒸器，均设置有废水输入端、废水输出端和蒸汽输出端，n级所述闪蒸器依次连通；第m级闪蒸器的蒸汽输出端与第m级冷凝器的蒸汽输入端连通，使闪蒸出的蒸汽进入所述冷凝器中，产生凝水，所述凝水可作为热网补水；n≥2，且n≥m≥1；加热装置，设置有废水输入端和废水输出端；第n级所述闪蒸器的废水输入端与所述加热装置的废水输出端连通，用于将加热后的废水通入第n级所述闪蒸器中；固液分离装置，设置有废水输入端；第一级所述闪蒸器的废水输出端与所述固液分离装置的废水输入端连通，用于对闪蒸后的废水进行固液分离。

进一步地，第一级所述冷凝器设置有回水输入端和回水输出端，所述第一级所述冷凝器用于将回水加热后输出；其余n-1级所述冷凝器设置有凝水输出端，在其余n-1级所述冷凝器中产生的凝水可作为热网补水回收利用，其余n-1级所述冷凝器用于对废水加热。

进一步地，其余n-1级所述冷凝器还设置有废水输入端和废水输出端，其余n-1级所述冷凝器依次连通；其中，第二级所述冷凝器的废水输入端与废水源的废水输出端连通；第n级所述冷凝器的废水输出端与所述加热装置(3)的废水输入端连通。

进一步地，n级所述闪蒸器均设置有废水回水输出端；第m级所述闪蒸器的废水回水输出端与第m+1级所述冷凝器的废水输入端连通；第n级所述闪蒸器的废水回水输出端与所述加热装置的废水输入端连通；n-1≥m≥1。

进一步地，n级所述冷凝器依次连通，n级所述冷凝器均设置有凝水输出端、回水输入端和回水输出端；第m级所述冷凝器的凝水输出端与第m+1级所述冷凝器的回水输入端连通；第m级所述冷凝器的回水输出端与第m+1级所述冷凝器的回水输入端连通；第n级所述冷凝器的凝水输出端与热用户端的输入端连通；第n级所述冷凝器的回水输出端与热用户端的输入端连通；且n-1≥m≥1。

进一步地，n级所述冷凝器依次连通，n级所述冷凝器均设置有凝水输出端、回水输入端和回水输出端；第m级所述冷凝器的凝水输出端与所述热用户端的输入端连通；n-1≥m≥1。

进一步地，所述加热装置的废水输入端与废水源的废水输出端连通。

进一步地，还包括：废水预处理装置，设置有废水输出端和废水输入端；所述废水预处理装置的废水输出端与第二级所述冷凝器的废水输入端连通；所述废水预处理装置的废水输入端与废水源的废水输出端连通。

进一步地，所述固液分离装置还设置有废水回水输出端；第一级所述闪蒸器还设置有废水回水输入端，第一级所述闪蒸器的废水回水输入端与所述固液分离装置的废水回水输出端连通；第一级所述闪蒸器还设置有废水回水输出端，第一级所述闪蒸器的废水回水输出端与第二级所述冷凝器的废水输入端连通。

本发明的第二方面提供了一种废水处理方法，利用本发明的第一方面提供的任一项所述废水处理设备进行废水处理。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明通过多级闪蒸生成蒸汽，利用废水多级闪蒸得到的蒸汽在冷凝器中冷凝放热，生成凝水，释放的热量用于加热流经冷凝器的回水，产生的凝水可作为补水回用，经过闪蒸后的废水经过固液分离装置后生成固态盐和清液，实现固液分离，在此废水处理过程中所消耗的热量传递给回水，大幅度降低了处理废水的成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例中废水处理装置的结构示意图；

图2是本发明第二实施例中废水处理装置的结构示意图；

图3是本发明第三实施例中废水处理装置的构示意图；

图4是本发明第四实施例中废水处理装置的构示意图；

图5是本发明第五实施例中废水处理装置的构示意图。

附图标记：

1：冷凝器；2：闪蒸器；3：加热装置；4：固液分离装置；5：废水预处理装置；6：热用户端。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

图1是本发明第一实施例中废水处理装置的结构示意图。

本发明的第一实施例中，如图1所示，提供了一种废水处理设备，主要包括n级冷凝器1、n级闪蒸器2、和固液分离装置4，n≥2。n级冷凝器1设置有蒸汽输入端；n级闪蒸器2均设置有废水输入端、废水输出端和蒸汽输出端，且n级闪蒸器2依次连通，用于对废水逐级闪蒸以产生蒸汽；第m级闪蒸器2的蒸汽输出端与第m级冷凝器1的蒸汽输入端连通，使闪蒸出的蒸汽进入冷凝器1中冷凝，产生凝水，凝水可以通向热用户端6的输入端；加热装置3设置有废水输入端和废水输出端；第n级闪蒸器2的废水输入端与加热装置3的废水输出端连通，用于将加热后的废水通入第n级闪蒸器2中；固液分离装置4设置有废水输入端；第一级闪蒸器2的废水输出端与固液分离装置4的废水输入端连通，用于对闪蒸后的废水进行固液分离。

本发明的实施例中的废水处理设备设置有至少两级闪蒸器2和至少两级冷凝器1，且多级闪蒸器2和多级冷凝器1分别对应设置，即第一级闪蒸器2的蒸汽输出端与第一级冷凝器1的蒸汽输入端连通，第二级闪蒸器2的蒸汽输出端与第二级冷凝器1的蒸汽输入端连通，依次类推，不再赘述。废水在多级闪蒸器2中逐级闪蒸，产生水蒸汽，水蒸汽进入冷凝器1内冷凝并生成凝水。经过闪蒸后的废水经过固液分离装置4进行固液分离处理，实现固态盐与废水液体的分离。

一些实施例中，第一级冷凝器1设置有回水输入端和回水输出端，第一级冷凝器1用于将回水加热后输出；其余n-1级冷凝器1设置有凝水输出端，其余n-1级冷凝器1用于对废水加热，产生凝水；其中，凝水和加热后的回水均用于供热。

具体的，第一级冷凝器1的回水输入端与热用户端6的输出端连通，第一级冷凝器1的回水输出端用于与热用户端6的输入端连通。进入第一级冷凝器1的回水由第一级闪蒸器2产生的蒸汽进行加热，经过加热后的回水回到热用户端6处供热。除了第一级冷凝器1的其他n-1级冷凝器1，通过对应连通的闪蒸器2产生的蒸汽对冷凝器1内的废水加热，蒸汽冷凝产生的凝水用于供热。

一些实施例中，其余n-1级冷凝器1还设置有废水输入端和废水输出端，其余n-1级冷凝器1依次连通，n≥2；其中，第二级冷凝器1的废水输入端用于与废水源的废水输出端连通，第n级冷凝器的废水输出端与加热装置3的废水输入端连通。

基于前述实施例，具体的，其余冷凝器1设置有多级时，即除了第一级冷凝器1其他冷凝器1存在至少两个时，其余冷凝器1依次连通，第二级冷凝器1的废水输入端用于与废水源的废水输出端连通，第二级冷凝器1的废水输出端与第三级冷凝器1的废水输入端连通，依次类推，不再赘述。依次连通的冷凝器1用于流通废水，并实现对废水逐级加热，同时产生凝水。

一些实施例中，固液分离装置4还设置有废水回水输出端；第一级闪蒸器2还设置有废水回水输入端，第一级闪蒸器2的废水回水输入端与固液分离装置4的废水回水输出端连通；第一级闪蒸器2还设置有废水回水输出端，第一级闪蒸器2的废水回水输出端与第二级冷凝器1的废水输入端连通。

具体的，废水在依次流通n级闪蒸器2(从第n级闪蒸器2流向第一级闪蒸器2)过程中逐级闪蒸，通过第一级闪蒸器2的废水回水输出端通入固液分离装置4进行固液分离，分离出的废水清液返回第一级闪蒸器2中，继续闪蒸，固液分离装置4分离出的固体盐分则通过排出口排出。

第一个具体的实施例中，一种废水处理设备主要包括四级闪蒸器2、四级冷凝器1、一个加热装置3和一个固液分离装置4。第一级冷凝器1的回水输入端和回水输出端分别与热用户端6的输出端和输入端连通，用于实现回水的循环，并且回水在第一级冷凝器1处进行加热后输入热用户端6。第二级冷凝器1、第三级冷凝器1和第四级冷凝器1依次连通，第二级冷凝器1的废水输入端与废水源的输出端连通，废水依次流通第二级冷凝器1、第三级冷凝器1和第四级冷凝器1逐级加热后，通过第四级冷凝器1的废水输出端通入加热装置3，该加热装置3可以采用与热源换热的方式实现对废水的加热，经过加热的废水通过加热装置3的废水输出端依次通入第四级闪蒸器2、第三级闪蒸器2、第二级闪蒸器2和第一级闪蒸器2进行闪蒸，以产生蒸汽，闪蒸器2产生的蒸汽进入对应设置的冷凝器1中对冷凝器1内流通的废水进行加热，例如，第四级闪蒸器2产生的蒸汽进入第四级冷凝器1，并对流通第四级冷凝器1的废水进行加热，并产生凝水；各级冷凝器1产生的凝水通过凝水输出端通入热用户端6的输入端。流通至第一级闪蒸器2的废水通过废水输出端流通至固液分离器进行固液分离，得到固态盐和废水清液，其中，固态盐从排出口排出，清液返回第一级闪蒸器2中，继续闪蒸。

图2是本发明第二实施例中废水处理装置的结构示意图。

本发明的第二实施例中，如图2所示，与前述实施例不同的是，n级闪蒸器2均设置有废水回水输出端；第m级闪蒸器2的废水回水输出端与第m+1级冷凝器1的废水输入端连通；第n级闪蒸器2的废水回水输出端与加热装置3的废水输入端连通；n-1≥m≥1。

具体的，每级闪蒸器2内的废水通入上一级闪蒸器2对应的冷凝器1中进行加热，加强闪蒸器2内的废水流动，提高在废水处理过程中所消耗的热量传递给热凝水的效率。

第二个具体的实施例中，与第一个具体的实施例中不同的是，第二级闪蒸器2、第三级闪蒸器2和第四级闪蒸器2还设置有废水回水输出端，其中，第二级闪蒸器2的废水回水输出端与第三级冷凝器1的废水输入端连通，第三级闪蒸器2的废水回水输出端与第四级冷凝器1的废水输入端连通，第四级闪蒸器2的废水回水输出端与加热装置3的废水输入端连通，这样设置，对各级闪蒸器2的废水回水进行加热，提高热利用率，进一步减少废水处理成本。

图3是本发明第三实施例中废水处理装置的构示意图。

本发明的第三实施例中，如图3所示，与前述实施例不同的是，n级冷凝器1依次连通，n级冷凝器1均设置有凝水输出端、回水输入端和回水输出端；第m级冷凝器1的凝水输出端与第m+1级冷凝器1的回水输入端连通；第m级冷凝器1的回水输出端与第m+1级冷凝器1的回水输入端连通；第n级冷凝器1的凝水输出端与热用户端6的输入端连通；第n级冷凝器1的回水输出端与热用户端6的输入端连通；且n-1≥m≥1；

一些实施例中，加热装置3的废水输入端用于与废水源的废水输出端连通。

具体的，从热用户端6输出的回水依次流通n级冷凝器1，废水闪蒸出的蒸汽实现对回水加热，同时产生的凝水也用于供热。

第三个具体的实施例中，与前述具体的实施例中不同的是，四级冷凝器1依次连通，即第一级冷凝器1的回水输出端与第二级冷凝器1的回水输入端连通，第二级冷凝器1的回水输出端与第三级冷凝器1的回水输入端连通，第三级冷凝器1的回水输出端与第四级冷凝器1的回水输入端连通；四级冷凝器1均设置有凝水输出端，且第一级冷凝器1的凝水输出端与第二级冷凝器1的废水输入端连通，第二级冷凝器1的凝水输出端与第三级冷凝器1的废水输入端连通，第三级冷凝器1的凝水输出端与第四级冷凝器1的废水输入端连通，第四级冷凝器1的凝水输出端用于与热用户端6的输入端连通。另外，加热装置3的废水输入端与废水源的废水输出端连通，直接对废水进行加热。这样设置，实现多次对热凝水进行加热，以提高回水温度。

图4是本发明第四实施例中废水处理装置的构示意图。

本发明的第四实施例中，如图4所示，与第三实施例不同的是，n级冷凝器1依次连通，n级冷凝器1均设置有凝水输出端、回水输入端和回水输出端；第m级冷凝器1的热凝水输出端用于与热用户的输入端连通；n≥m≥1。

第四个具体的实施例中，与第三个具体的实施例中不同的是，第二级冷凝器1的凝水输出端、第三级冷凝器1的凝水输出端和第四级冷凝器1的凝水输出端汇集在第四级冷凝器1的凝水输出端后，再与热用户端6的输入端连通。

图5是本发明第五实施例中废水处理装置的构示意图。

本发明的第五实施例中，如图5所示，与前述实施例不同的是，废水处理设备还包括废水预处理装置5，该废水预处理装置5设置有废水输出端和废水输入端；废水预处理装置5的废水输出端与第二级冷凝器1的废水输入端连通；废水预处理装置5的废水输入端用于废水源的废水输出端连通。

第五个具体的实施例中，与前述具体的实施例中不同的是，还包括有废水预处理装置5，该废水预处理装置5对废水进行预处理，预处理后的废水再参与后续流程。此废水预处理装置5可以是常用的渗透、沉淀、加药处理等多种废水预处理方式。

一些实施例中，冷凝器1为混合式冷凝器1。

一些实施例中，冷凝器1为表面式冷凝器1。

一些实施例中，加热装置3包括有换热器，该换热器用于废水与外部热源换热，实现对废水加热。

一些实施例中，换热器为混合式换热器。

一些实施例中，换热器为表面式换热器。

本发明的第六实施例中，提供了一种废水处理方法，利用本发明的第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例和第五实施例中提供的任一废水处理设备进行废水固液分离。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明通过多级闪蒸生成蒸汽，利用废水多级闪蒸得到的蒸汽在冷凝器中冷凝放热，生成凝水，释放的热量用于加热流经冷凝器的回水，产生的凝水可作为补水回用，经过闪蒸后的废水经过固液分离装置4后生成固态盐和清液，实现固液分离，在此废水处理过程中所消耗的热量传递给回水，大幅度降低了处理废水的成本。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。