阅读说明：本技术 高盐废水利用光热蒸发结晶的系统及方法 (System and method for high-salinity wastewater through photo-thermal evaporation crystallization ) 是由 田江南 张恬 李红军 罗扬 徐淑姣 周军 刘军梅 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明高盐废水利用光热蒸发结晶的系统及方法,包含高盐废水输送装置,高盐废水输送装置连接扩容蒸发装置,扩容蒸发装置连接蒸发结晶装置；高盐废水输送装置具有预热水输入端和预热水输出端；还设置有槽式抛物面聚光集热单元,该槽式抛物面聚光集热单元通过导热油循环管路依序连接扩容蒸发装置和蒸发结晶装置,并连接回槽式抛物面聚光集热单元；槽式抛物面聚光集热单元还连接熔盐储热单元。本发明处理高盐废水依靠光热系统提供热源,热源主要来自太阳能,符合绿色环保的可持续发展理念。(The invention relates to a system and a method for crystallizing high-salinity wastewater by utilizing photo-thermal evaporation, which comprises a high-salinity wastewater conveying device, wherein the high-salinity wastewater conveying device is connected with a capacity expansion evaporation device; the high-salinity wastewater conveying device is provided with a preheated water input end and a preheated water output end; the trough parabolic light and heat collecting unit is connected with the expansion evaporation device and the evaporation crystallization device in sequence through a heat conducting oil circulating pipeline and is connected back to the trough parabolic light and heat collecting unit; the groove type paraboloid light and heat gathering unit is also connected with the molten salt heat storage unit. The method for treating the high-salinity wastewater provides a heat source by depending on a photo-thermal system, the heat source is mainly from solar energy, and the method conforms to the sustainable development concept of green and environmental protection.)

高盐废水利用光热蒸发结晶的系统及方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是一种高盐废水的处理系统及方法。

背景技术

我国在2015年发布《水污染防治行动计划》（水十条），标志着国家对水体污染的治理提出了更高要求。随着各类产业规划越来越限制水资源的使用，废水直排在很多地区已被禁止，废水的零排放和循环使用已经成为一种新常态。高盐废水具有高腐蚀性、对环境的危害严重、处理工艺复杂、处理能耗高等特点。因此，高盐废水的处理一直是一个难题。

比如发明专利（专利公开号：CN 209835696 U）报道了一种利用太阳能光热技术处理燃煤电厂脱硫废水的系统。众所周知，脱硫废水属于高盐废水。系统包括环形菲涅耳太阳能聚光器、熔盐换热器、扩容蒸发器、喷射浓缩器等。系统可实现脱硫废水的结晶固化，但是系统依托燃煤电厂，利用烟道余热对脱硫废水进行加热。如果脱离了燃煤电厂则系统无法运行。

发明专利（专利公开号：CN 110332086 A）报道了一种太阳能光热水电联产工艺。系统包括聚光器、聚热塔、热介质储存罐、蒸汽发生器、冷介质储存罐、海水/苦咸水淡化系统、汽轮发电机、升压变压器、淡化水储存等。众所周知，海水属于高盐水。发电后的全部低温余热蒸汽进入海水/苦咸水淡化系统中，作为低温多效蒸发系统的热源再次被充分利用淡化海水或苦咸水，淡化系统产出的蒸馏水进入淡化水储存罐中，一部分作为光热发电厂的生产用水输送至发电系统汽轮发电机中，另一部分作为城镇居民及其他工业用水。其海水/苦咸水淡化系统采用的热源为发电后的全部低温余热蒸汽，余热蒸汽品位较低，若用来处理高盐废水则达不到要求。

发明内容

本发明的主要目的在于， 提供一种利用光热蒸发结晶处理高盐废水的系统及方法。

本发明所采用的技术手段如下所述。

一种高盐废水利用光热蒸发结晶的系统，包含高盐废水输送装置，高盐废水输送装置连接扩容蒸发装置，扩容蒸发装置连接蒸发结晶装置；高盐废水输送装置具有预热水输入端和预热水输出端；还设置有槽式抛物面聚光集热单元，该槽式抛物面聚光集热单元通过导热油循环管路依序连接扩容蒸发装置和蒸发结晶装置，并连接回槽式抛物面聚光集热单元；槽式抛物面聚光集热单元还连接熔盐储热单元。

扩容蒸发装置和蒸发结晶装置设有蒸汽输出端，蒸汽输出端连接高盐废水输送装置的预热水输入端，预热水输出端连接蒸馏水收集单元。

将高盐废水通过高盐废水输送装置输送到扩容蒸发装置，对高盐废水浓缩减量；之后送入蒸发结晶装置，完成盐分的结晶固化，得到结晶盐；扩容蒸发装置和蒸发结晶装置同时产生蒸汽，得到蒸馏水；通过槽式抛物面聚光集热单元吸收太阳光热量，并通过导热油循环管路依序将热量输送到扩容蒸发装置和蒸发结晶装置，为其提供热量，多余热量通过熔盐储热单元储存起来，在无太阳能量时将热量放出，以保证整个系统的持续运行。

扩容蒸发装置和蒸发结晶装置产生的蒸汽用于对高盐废水进行预热，预热后蒸汽变为蒸馏水回收；蒸汽的温度范围为50-80℃，蒸汽的压力范围为0.07-0.09MPa。

所述高盐废水进入蒸发结晶装置时的含盐量大于10000mg/L，高盐废水的COD小于100mg/L，高盐废水的悬浮物含量小于100mg/L。

导热油经通过槽式抛物面聚光集热单元加热升温至400-500℃，经过扩容蒸发装置和蒸发结晶装置换热后温度降低至100-200℃。

扩容蒸发系统的汽水比范围为1:3-1:5。

蒸发结晶装置的造水比大于10。

本发明的有益效果：处理高盐废水依靠光热系统提供热源，热源主要来自太阳能，符合绿色环保的可持续发展理念。不额外消耗化学药品，不污染环境。产品为结晶盐和蒸馏水，两种产品均可出售，带来高附加值。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明一种高盐废水利用光热蒸发结晶的系统，包含高盐废水输送装置1，高盐废水输送装置1连接扩容蒸发装置2，扩容蒸发装置2连接蒸发结晶装置3；高盐废水输送装置1具有预热水输入端11和预热水输出端12；还设置有槽式抛物面聚光集热单元4，该槽式抛物面聚光集热单元4通过导热油循环管路5依序连接扩容蒸发装置2和蒸发结晶装置3，并连接回槽式抛物面聚光集热单元4；槽式抛物面聚光集热单元4还连接熔盐储热单元6。该槽式抛物面聚光集热单元、导热油循环管路及熔盐储热单元形成光热系统。这里的扩容蒸发装置和蒸发结晶装置都是现有成熟设备，扩容蒸发装置目的是对高盐废水浓缩减量，蒸发结晶装置优选为多级闪蒸装置，目的是实现高盐废水中盐和水的终极分离，完成盐分的结晶固化。

为了节省能源，高效利用资源，将扩容蒸发装置产生的蒸汽和蒸发结晶装置产生的蒸汽对高盐废水进行预热。

扩容蒸发装置2和蒸发结晶装置3设有蒸汽输出端7，蒸汽输出端7连接高盐废水输送装置1的预热水输入端11，预热水输出端12连接蒸馏水收集单元8。

扩容蒸发装置2与蒸发结晶装置3之间还可以设置有回流管路21连接高盐废水输入装置1和扩容蒸发装置2之间，以对不符合蒸发结晶要求的高盐废水进行回流再处理。

本发明所使用的相关设备都是现有成熟设备。

本发明还给出一种高盐废水利用光热蒸发结晶的方法，将高盐废水通过高盐废水输送装置输送到扩容蒸发装置，对高盐废水浓缩减量；之后送入蒸发结晶装置，完成盐分的结晶固化，得到结晶盐；扩容蒸发装置和蒸发结晶装置同时产生蒸汽，得到蒸馏水；通过槽式抛物面聚光集热单元吸收太阳光热量，并通过导热油循环管路依序将热量输送到扩容蒸发装置和蒸发结晶装置，为其提供热量，多余热量通过熔盐储热单元储存起来，在无太阳能量时将热量放出，以保证整个系统的持续运行。这里的扩容蒸发装置和蒸发结晶装置都是现有成熟设备，扩容蒸发装置目的是对高盐废水浓缩减量，蒸发结晶装置优选为多级闪蒸装置，目的是实现高盐废水中盐和水的终极分离，完成盐分的结晶固化。

扩容蒸发装置和蒸发结晶装置产生的蒸汽用于对高盐废水进行预热，高盐废水在预热需要吸收一定的热量，如果吸收了蒸汽的余热，那么就可以少吸收一些太阳能光热系统的热量，那么太阳能光热系统的建设规模就可以小一些。预热后蒸汽变为蒸馏水回收，蒸汽的温度范围为50-80℃，蒸汽的压力范围为0.07-0.09MPa。蒸馏水的含盐量小于10 mg/L，例如可为9 mg/L、8 mg/L、7mg/L等，优选为5mg/L。

所述的含盐废水可为：化工、印染、造纸、制药等行业的高盐废水。高盐废水进入蒸发结晶装置时的含盐量大于10000mg/L，例如可为10000、20000、30000mg/L等，优选为50000mg/L。为进一步提高系统的浓缩效率，降低多级闪蒸装置的投资费用（由于多级闪蒸是一个成套的系统），使高盐废水进入多级闪蒸前的浓度进一步浓缩。因此，先设扩容蒸发，再设多级闪蒸。若高盐废水的含盐量小于10000mg/L，则需对此废水在扩容蒸发装置处进行多次强制蒸发。直到含盐量大于10000mg/L后方可进入下一级工艺（即多级闪蒸装置）。

高盐废水进入蒸发结晶装置的COD小于100mg/L，例如可为50 mg/L、30 mg/L、10mg/L等，优选为10 mg/L。

高盐废水进入蒸发结晶装置的悬浮物含量小于100 mg/L，例如可为50 mg/L、30mg/L、10 mg/L等，优选为10 mg/L。

导热油经通过槽式抛物面聚光集热单元加热升温至400-500℃，经过扩容蒸发装置和蒸发结晶装置换热后温度降低至100-200℃。

扩容蒸发装置的汽水比范围为1:3-1:5。蒸发结晶装置的造水比大于10。