一种热电厂废水处理系统的制作方法

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种热电厂废水处理系统。

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。

目前的废液处理设备，其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。

由此可见，提出一种综合能源利用效率高、系统形式简单及运行成本低的废水处理装置是废水处理领域的当务之急。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的在于提供一种热电厂废水处理系统，能够在处理废水的同时，将所消耗的热量用于加热热网水，可显著提高废水处理装置的能源利用效率，降低了废水处理的成本。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种热电厂废水处理系统，包括热泵、闪蒸器组和加热器。热泵，包括第一热源进口和与所述第一热源进口连通的第一热源出口，及第二热源进口和与所述第二热源进口连通的第二热源出口；

闪蒸器组，所述闪蒸器组的进液口与废水进管连通，所述闪蒸器组的蒸汽出口与所述第一热源进口连通；

加热器，包括第三热源进口和与所述第三热源进口连通的第三热源出口，所述第三热源进口与所述第二热源进口连通，所述第三热源出口与所述第二热源出口连通；

其中，所述闪蒸器组的进液口与所述加热器的出液口连通，所述加热器用于对由所述加热器的进液口流入的废水进行加热，所述闪蒸器组配置为通过所述蒸汽出口提供的蒸汽对所述热泵的热网管路进行加热。

本申请实施例中，在加热器内经过加热的浓盐水通过闪蒸器组闪蒸，闪蒸后的蒸汽进入热泵内，作为第一热源对热泵内的热网水进行加热，使得能够在处理废水的同时，将所消耗的热量用于加热热网管路内的水，可显著提高废水处理装置的能源利用效率，降低了废水处理的成本。

优选地，还包括：冷凝器组，所述冷凝器组的进液口与废水进管连通，所述冷凝器组的出液口与所述加热器的进液口连通。

进一步地，所述冷凝器组包括n个冷凝器，其由第1级冷凝器、第2级冷凝器……第n级冷凝器构成，第1级所述冷凝器至第n级所述冷凝器依次顺序连通，第1级所述冷凝器进液口与废水进管连通，第n级所述冷凝器的出液口与所述加热器的进液口连通；

所述闪蒸器组包括n+1个闪蒸器，其由第0级闪蒸器、第1级闪蒸器、第2级闪蒸器……第n级闪蒸器构成，第n级所述闪蒸器至第0级所述闪蒸器依次顺序连通，第n级所述闪蒸器的进液口与所述加热器的出液口连通，所述第0级所述闪蒸器的出液口用于排出废水；

其中，n＞1。

进一步地，n个所述闪蒸器对应的蒸汽出口与n个所述冷凝器对应的蒸汽进口一一对应连通；

其中，第n级所述闪蒸器至第1级所述闪蒸器对应的蒸汽出口与第n级所述冷凝器至第1级所述冷凝器对应的蒸汽进口对应连通，所述第0级所述闪蒸器的蒸汽出口与第一热源进口连通。

进一步地，第1级所述冷凝器至第m级所述冷凝器分别形成有冷凝水进口，n个所述冷凝器分别形成有冷凝水出口；

其中，1≤m＜n，所述第m-1级冷凝器的冷凝水进口与所述第m级冷凝器的冷凝水出口连通，所述第1级冷凝器的冷凝水出口与所述第一热源出口连通。

优选地，还包括：固液分离装置，包括第一水出口、第一水进口和出料口，所述第一水进口与所述闪蒸器组的出液口连通，所述第一水出口与所述冷凝器组的进液口连通，所述出料口用于排出所述固液分离装置的固体物质。

优选的，所述废水进管与所述第n级闪蒸器的进液口连通；

优选地，还包括：废水箱，包括第二水进口、第二水出口、回液口和悬浊液出口；

其中，所述第二水进口与所述闪蒸器组的出液口连通，所述第二水出口与所述冷凝器组的进液口连通，所述悬浊液出口与所述第一水进口连通，所述回液口与所述第一水出口连通。

优选地，还包括：预处理装置，所述预处理装置的进液口与废水进管连通，所述预处理装置的出液口与所述冷凝器组的进液口连通，所述预处理装置用于对待处理废水进行预处理；

其中，所述预处理包括加药、物理沉降、电渗析、反渗透、正渗透、超滤和纳滤中的一种或多种组合。

进一步地，n个所述冷凝器集成于腔体内，各所述冷凝器间间距布置；和/或

n+1个所述闪蒸器集成于腔体内，各所述闪蒸器间间距布置。

进一步地，所述电厂废水包括浓盐水、脱硫废水、冷却塔循环水排水、工艺排水或锅炉排水。

(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：

本发明第一方面提供了一种热电厂废水处理系统，包括热泵、闪蒸器组和加热器。热泵包括第一热源进口和与所述第一热源进口连通的第一热源出口，及第二热源进口和与所述第二热源进口连通的第二热源出口。闪蒸器组的进液口与废水进管连通，所述闪蒸器组的蒸汽出口与所述第一热源进口连通。加热器包括第三热源进口和与所述第三热源进口连通的第三热源出口，所述第三热源进口与所述第二热源进口连通，所述第三热源出口与所述第二热源出口连通。其中，所述闪蒸器组的进液口与所述加热器的出液口连通，所述加热器用于对由所述加热器的进液口流入的废水进行加热，所述闪蒸器组配置为通过所述蒸汽出口提供的蒸汽作为所述热泵的第一热源，对流经所述热泵的热网水进行加热。本申请实施例中，浓盐水通过加热器内进行加热，并通过闪蒸器组闪蒸，闪蒸后的蒸汽进入热泵内，以作为第一热源对热泵内的热网水进行加热，使得能够在处理废水的同时，将所消耗的热量用于加热热网管路内的水，可显著提高废水处理装置的能源利用效率，降低了废水处理的成本。

附图说明

图1是本发明提供的热电厂废水处理系统结构示意图；

图2是本发明提供的热电厂废水处理系统结构示意图，其中，示意出固液分离装置；

图3是本发明提供的热电厂废水处理系统结构示意图，其中，示意出废水进管的连接关系；

图4是本发明提供的热电厂废水处理系统结构示意图，其中，示意出废水箱的连接关系；

图5是本发明提供的热电厂废水处理系统结构示意图；

图6是本发明提供的热电厂废水处理系统结构示意图，其中，示意出预处理装置的连接关系。

附图标记：

1、热泵；2、加热器；3、闪蒸器组；4、固液分离装置；5、冷凝器组；6、热网水进口；7、热网水出口；8、热源进口管路；9、热源出口管路；10、废水进管。

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。

在本实施例中，提供了一种热电厂废水处理系统，包括热泵、闪蒸器组和加热器。热泵包括第一热源进口和与第一热源进口连通的第一热源出口，及第二热源进口和与第二热源进口连通的第二热源出口。闪蒸器组的进液口与废水进管连通，闪蒸器组的蒸汽出口与第一热源进口连通。加热器包括第三热源进口和与第三热源进口连通的第三热源出口，第三热源进口与第二热源进口连通，第三热源出口与第二热源出口连通；

其中，闪蒸器组的进液口与加热器的出液口连通，加热器用于对由加热器的进液口流入的废水进行加热，闪蒸器组配置为通过蒸汽出口提供的蒸汽作为所述热泵的第一热源，对流经所述热泵的热网水进行加热。

一些实施例中，热泵为吸收式热泵或吸收式热泵机组，热电厂废水处理系统还包括冷凝器组。冷凝器组的进液口与废水进管连通，冷凝器组的出液口与加热器的进液口连通。其中，冷凝器组包括n个冷凝器，其由第1级冷凝器、第2级冷凝器……第n级冷凝器构成，第1级冷凝器至第n级冷凝器依次顺序连通，第1级冷凝器进液口与废水进管连通，第n级冷凝器的出液口与加热器的进液口连通。闪蒸器组包括n+1个闪蒸器，其由第0级闪蒸器、第1级闪蒸器、第2级闪蒸器……第n级闪蒸器构成，第n级闪蒸器至第0级闪蒸器依次顺序连通，第n级闪蒸器的进液口与加热器的出液口连通，第0级闪蒸器的出液口用于排出废水，其中，n≥1。

另一些实施例中，n个闪蒸器对应的蒸汽出口与n个冷凝器对应的蒸汽进口一一对应连通。其中，第n级闪蒸器至第1级闪蒸器对应的蒸汽出口与第n级冷凝器至第1级冷凝器对应的蒸汽进口对应连通，第0级闪蒸器的蒸汽出口与第一热源进口连通。

同样，第1级冷凝器至第m级冷凝器分别形成有冷凝水进口，n个冷凝器分别形成有冷凝水出口。其中，1≤m＜n，第m级冷凝器的冷凝水进口与第m+1级冷凝器的冷凝水出口连通，第1级冷凝器的冷凝水出口与第一热源出口连通。

图1是本发明实施例一的热电厂废水处理系统结构示意图。

如图1所示，在本实施例中，废水可以为浓盐水，待处理浓盐水通过废水进管10与冷凝器组3的进液口连通。冷凝器组3包括n个冷凝器，分别是第一级冷凝器501、第二级冷凝器502、……和第n级冷凝器50n。第一级冷凝器501包括进液口201和出液口211，第二冷凝器502包括进液口202和出液口212，……及第n级冷凝器50n包括进液口20n和出液口21n。废水进管10与第一级冷凝器501的进液口201连通，第一级冷凝器501的出液口211与第二级冷凝器502的进液口202连通、……、及第n级冷凝器50n的出液口21n与加热器2的进液口11连通。

进一步，n个冷凝器依次顺序连通，也可以理解为，沿浓盐水流向上，根据工作压力由低到高布置第1级冷凝器501、第2级冷凝器502、……、及第n级冷凝器50n，第一级冷凝器501至第n级冷凝器50n顺次连接，浓盐水依次通过各级冷凝器被逐级加热，逐级加热后的浓盐水通过第n级冷凝器50n的出液口21n流入加热器2的进液口11。

其中，热泵1的第二热源进口801与热泵1的热源进口管路8连通，热泵1的第二热源出口901与热泵1的热源出口管路9连通。加热器2的第三热源进口802与热源进口管路8连通，加热器2的第三热源出口902与热源出口管路9连通。由加热器2的进液口11流入的浓盐水，在加热器2中被由第三热源进口802进入的热源加热后通过加热器2的出液口12流出。

经过加热器2加热后流出的浓盐水进入闪蒸器组闪蒸，具体地，闪蒸器组包括n+1个闪蒸器，分别是第0级闪蒸器300、第一级闪蒸器301、第二级闪蒸器302、……、及第n级闪蒸器30n，第0级闪蒸器300包括进液口170和出液口180，第一级闪蒸器301包括进液口171和出液口181，第二级闪蒸器302包括进液口172和出液口182，……、及第n级闪蒸器30n包括进液口17n和出液口18n。n+1个闪蒸器依次顺序连通，也可以理解为，沿浓盐水流向上，根据工作压力由高到低依次布置第n级闪蒸器30n、……、第二级闪蒸器302、第一级闪蒸器301和第0级闪蒸器300。

其中，第n级闪蒸器30n的进液口17n与加热器2的出液口12连通，第n级闪蒸器30n的出液口18n与第n-1级闪蒸器的进液口17n-1连通(图中未示出)，……、第二级闪蒸器302的进液口172与第三级闪蒸器303的出液口183连通(图中未示出)，第二级闪蒸器的出液口182与第一级闪蒸器301的进液口171连通，第一级闪蒸器301的出液口181与第0级闪蒸器300的进液口170连通。进一步，被加热后的浓盐水通过第n级闪蒸器30n的进液口17n进入第n级闪蒸器30n中闪蒸，在第n级闪蒸器30n中闪蒸后的浓盐水，依次通过各级闪蒸器逐级闪蒸，逐级闪蒸后的浓盐水通过第0级闪蒸器300的出液口180排出。

n+1个闪蒸器设置有蒸汽出口，第n级闪蒸器30n包括蒸汽出口19n，……、第二级闪蒸器302包括蒸汽出口192，第一级闪蒸器301包括蒸汽出口191，第0级闪蒸器300包括蒸汽出口190。蒸汽出口19n与第n级冷凝器50n的蒸汽进口连通，……、蒸汽出口192与第二级冷凝器502的蒸汽进口连通，蒸汽出口191与第一级冷凝器501的蒸汽进口连通。具体地，第m级闪蒸器30m(图中未示出)的蒸汽出口与第m级冷凝器50m(图中未示出)的蒸汽进口相连，在第m级闪蒸器30m中浓盐水闪蒸产生的蒸汽进入第m级冷凝器50m中冷凝，冷凝释放的热量用于加热流经第m级冷凝器50m的浓盐水，其中，0＜m≤n。

进一步，第0级闪蒸器300的蒸汽出口190与热泵1的第一热源进口15连通，第0级闪蒸器300闪蒸的蒸汽作为热泵1的低温热源，该蒸汽在热泵1中冷凝放热用于加热流经热泵1内的热网水，且冷凝后的凝水通过热泵1的第一热源出口16流出。

上述实施例中，热网管路用于输送热网水，热网管路包括热网水进口6和热网水出口7。其中，热泵1还包括热源进口管路8，热源进口管路8中的一部分高温热源通过热泵1的第二热源进口801进入热泵1，以作为驱动热源将进入到第一热源进口15内的蒸汽冷凝产生的热量传递给热网管路。热网回水通过热网水进口6流入热泵1，在热泵1中被加热升温后通过热网水出口7流出。热源进水管路8中另一部分高温热源通过加热器2的第三热源进口802进入加热器2，以作为加热器2的加热热源。

如图5所示，n个冷凝器还设置有蒸汽凝水出口，第n级冷凝器50n包括蒸汽凝水出口22n，……、第二级冷凝器502包括蒸汽凝水出口222和第一级冷凝器501包括蒸汽凝水出口221。且除了第n级冷凝器50n外，第一级冷凝器501至第n-1级冷凝器50n-1均设置有蒸汽凝水进口，第一级冷凝器501包括蒸汽凝水进口231,第二级冷凝器502包括蒸汽凝水进口232，及第n-1级冷凝器50n-1包括蒸汽凝水进口23n-1(图中未示出)。其中，第一级冷凝器501的蒸汽凝水进口231与第二级冷凝器502的蒸汽凝水出口222连通，以此类推，其他冷凝器之间蒸汽凝水进口与蒸汽凝水出口的连接关系不再赘述。进一步，第m+1级冷凝器中产生的冷凝水进入第m级冷凝器中，并与第m级冷凝器中产生的冷凝水混合后流入下一级冷凝器，其中1≤m＜n，且热泵1的第一热源出口16流出的凝水与第一级冷凝器501的蒸汽凝水出口221流出的凝水混合后作为纯净水回用，该纯净水通过排水口24排出。

本申请实施例中，浓盐水依次通过各级冷凝器被逐级加热，逐级加热后的浓盐水通过加热器2内进行加热，并通过各级闪蒸器逐级闪蒸，逐级闪蒸后的蒸汽进入热泵1内，以作为低温热源对热泵1内的热网管路进行加热，使得能够在处理废水的同时，将所消耗的热量用于加热热网管路内的水，可显著提高废水处理装置的能源利用效率，降低了废水处理的成本。

一些实施例中，热电厂废水处理系统还包括固液分离装置。固液分离装置包括第一水出口、第一水进口和出料口，第一水进口与闪蒸器组的出液口连通，第一水出口与冷凝器组的进液口连通，出料口用于排出固液分离装置的固体物质。

图2是本发明实施例二的装置结构示意图。

与实施例一不同之处在于，本实施例中，热电厂废水处理系统还包含固液分离装置4，固液分离装置4设置第一水进口(图中未示出)、第一水出口13以及出料口14。固液分离装置4的第一水进口与第0级闪蒸器300的出液口180连通，固液分离装置4的第一水出口13与第1级冷凝器501的进液口201连通，固液分离装置4的出料口14将处理浓盐水产生的固态盐排出。

本实施例通过设置固液分离装置4可以将待处理浓盐水处理为清液以及固态盐。

图3是本发明实施例二的装置结构示意图。

与实施例二不同之处在于，本实施例中，废水进管10与第n级闪蒸器30n的进液口17n连通，待处理浓盐水通过废水进管10进入第n级闪蒸器30n中，并顺序流经n+1个闪蒸器逐级闪蒸。需要注意的是，逐级闪蒸后的浓盐水通过固液分离装置4进行处理后，产生的清液通过第一水出口13流入第一级冷凝器501的进液口201，经冷凝器组3的逐级加热后，该清液通过加热器2再次加热，且加热后的清液与由废水进管10进入的浓盐水混合再次流入闪蒸器组中。

本申请实施例中，与实施例一和实施例二相比，待处理浓盐水并不是直接进入冷凝器组3中被加热而是先进入闪蒸器中闪蒸，其有利于降低冷凝器结垢的风险，保证设备工作的可靠性。

另一些实施例中，热电厂废水处理系统还包括废水箱。废水箱包括第二水进口、第二水出口、回液口和悬浊液出口。其中，第二水进口与闪蒸器组的出液口连通，第二水出口与冷凝器组的进液口连通，悬浊液出口与第一水进口连通，回液口与第一水出口连通。

图4是本发明实施例三的装置结构示意图。

与上述实施例不同之处在于，本实施例中，热电厂废水处理系统还包括废水箱25，废水箱25设置有第二水进口251、第二水出口252、回液口253和悬浊液出口254。

废水箱25的第二水进口251与第0级闪蒸器300的出液口180连通，第0级闪蒸器300内闪蒸后的浓盐水通过出液口180进入废水箱25中，并在废水箱25中沉降。其中，悬浊液出口254与固液分离装置4的第一水进口连通，废水箱25底部的悬浊液通过悬浊液出口254流出，并进入固液分离装置4。固液分离装置4的第一水出口13与废水箱25的回液口253连通，固液分离装置4产生的清液通过回液口253返回废水箱25，废水箱25产生的盐分则通过出料口14排出。废水箱25的第二水出口252与第一级冷凝器501的进液口201连通。

本实施例中通过在热电厂废水处理系统中增加废水箱25，能够有效减小固液分离装置4的污水处理量，从而降低热电厂废水处理系统的运行和投资成本。

在一些实施例中，热电厂废水处理系统还包括预处理装置。预处理装置的进液口与废水进管连通，预处理装置的出液口与冷凝器组的进液口连通，预处理装置用于对待处理废水进行预处理。其中，预处理包括加药、物理沉降、电渗析、反渗透、正渗透、超滤和纳滤中的一种或多种组合。

图6是本发明实施例四的装置结构示意图。

与上述实施例不同之处在于，本实施例中，热电厂废水处理系统还包括预处理装置26，待处理浓盐水首先通过废水进管10进入预处理装置26中，经过预处理装置26预处理后再进入冷凝器组3中逐级升温。其中，预处理装置26包括出液口261，预处理装置26的出液口261与第一级冷凝器501的进液口201连通。

预处理装置26可以是物理沉降、加药、电渗析、反渗透、正渗透、超滤、纳滤等常规水处理工艺的一种或多种组合。

进一步地，n个冷凝器集成于腔体内，各冷凝器间间距布置。其中，其中不同级冷凝器之间通过隔板分开，浓盐水和蒸汽凝水在各级冷凝器之间顺序流动。和/或n+1个闪蒸器集成于腔体内，各闪蒸器间间距布置。其中，不同级闪蒸器之间通过隔板分开，浓盐水在各级闪蒸器之间顺序流动。

进一步地，废水包括浓盐水、脱硫废水、冷却塔循环水排水、工艺排水、锅炉排水、化水车间排污水等各种热电厂生活及生产产生的污水。

在上述实施例中，高温热源可以是热水、蒸汽等多种形式的热源。

在上述实施例中，热网管路中的热网水也可以是锅炉补水、生活用水等需要被加热的水。

以上参照本发明的实施例对本发明予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本发明的范围之内。