一种冷冻升华技术处理污水的方法
阅读说明：本技术 一种冷冻升华技术处理污水的方法 (Method for treating sewage by using freezing sublimation technology ) 是由 杨书传 钱从彪 于 2021-06-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种冷冻升华技术处理污水的方法,具体涉及污水处理领域,S1、先将污水通过集水装置进行收集；S2、将收集的污水送入换热装置,将污水进行预冷处理,冷却后的污水温度为0℃至5℃；冷却处理后的污水送入若干并联的真空室,通过液氨或液氮,使真空室温度降到0℃以下,使得冰开始升华,为获得更高的升华效率,冷却至-20℃至-40℃并保持,然后通过加热装置,将污水中的水份进行升华操作；真空室工作压力为-0.1Mpa至-1Mpa；加热装置的加热温度为38至66℃；S4、将升华的水份通过冷凝装置冷凝后收集排放。本发明不仅可实现污水的连续性处理,且容易集约化处理,制成设备灵活就地处理,工艺过程简单。(The invention provides a method for treating sewage by a freezing sublimation technology, and particularly relates to the field of sewage treatment, S1, firstly, collecting the sewage by a water collecting device; s2, sending the collected sewage into a heat exchange device, and pre-cooling the sewage, wherein the temperature of the cooled sewage is 0-5 ℃; sending the cooled sewage into a plurality of vacuum chambers connected in parallel, reducing the temperature of the vacuum chambers to be below 0 ℃ through liquid ammonia or liquid nitrogen to ensure that ice begins to sublimate, cooling to-20 ℃ to-40 ℃ for obtaining higher sublimation efficiency, and then carrying out sublimation operation on water in the sewage through a heating device; the working pressure of the vacuum chamber is-0.1 MPa to-1 MPa; the heating temperature of the heating device is 38 to 66 ℃; and S4, condensing the sublimated water through a condensing device, and then collecting and discharging the water. The invention can realize continuous treatment of sewage, is easy to realize intensive treatment, and has flexible and local treatment of the prepared equipment and simple process.)
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种冷冻升华技术处理污水的方法。
背景技术
工业生产中污水处理，始终是环境治理的重中之重，现有的污水处理方式主要分为物理法、生物法和化学法；但不论何种工艺，其处理过程都非常繁琐复杂，处理时效长，导致效率低；申请号为CN202011637695.6的专利，公开了一种综合污水处理工艺，工艺包括如下步骤：步骤一、将污水引入气浮池对污水进行气浮处理；步骤二、对气浮处理后的污水进行生物过滤；步骤三、生物过滤后的污水进行臭氧处理；步骤四、臭氧处理后的污水经过清水池缓冲后排放。经过该发明污水处理工艺的处理，水中氨氮等有机物得到很大的降低，磷、氮水平也能够降低到环保的要求，增加了水中的溶解氧含量，提高水体透明度，进而优化了水体水质；但其仍繁琐复杂，处理时效长，效率低的弊端。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷冻升华技术处理污水的方法，不仅可实现污水的连续性处理，且容易集约化处理，制成设备灵活就地处理，工艺过程简单。
本发明提供了如下的技术方案
一种冷冻升华技术处理污水的方法，具体步骤如下：
S1、先将污水通过集水装置进行收集；
S2、将收集的污水送入换热装置，将污水进行预冷处理，冷却后的污水温度为0℃至5℃；
S3、冷却处理后的污水送入若干并联的真空室，通过液氨或液氮，使真空室温度降到0℃以下，使得冰开始升华，为获得更高的升华效率，冷却至-20℃至-40℃并保持，然后通过加热装置，将污水中的水份进行升华操作；真空室工作压力为-0.1Mpa至-1Mpa；加热装置的加热温度为38至66℃；
S4、将升华的水份通过冷凝装置冷凝后收集排放。
优选的，换热装置包括第一罐体和第一换热管，第一换热管贯穿第一罐体，第一罐体两端分别设有第一进口和第一出口；第一罐体上下两侧分别设有用于换热介质进出的第一介质进口和第一介质出口；其中，第一进口与集水装置的溢流口连接；第一出口与真空室连接；
优选的，真空室内部设有加热装置和紫外杀菌装置；真空室上部为倒锥形结构的收集罩；加热装置设于真空室下部，紫外杀菌装置架设在收集罩下端面，收集罩上端为升华出口，升华出口衔接有冷凝装置；且真空室外部下侧设有排污口，上端设有抽真空口；
优选的，加热装置采用加热网，加热网从下至下至少设置3层；紫外杀菌装置采用紫外杀菌灯管。
优选的，冷凝装置由若干U型的冷凝管组成，冷凝管依次衔接构成S型通道；且位于U型的冷凝管下端设有若干冷凝出口；若干冷凝出口汇集至收集总管
优选的，换热装置还包括第二罐体，第二换热管贯穿第二罐体，第二罐体两端分别设有第二进口和第二出口；第二罐体上下两侧分别设有用于换热介质进出的第二介质进口和第二介质出口；其中，第二进口与第一进口汇合至废水总进口；废水总进口集水装置的溢流口连接；第二出口与第一出口汇合至废水总出口；废水总出口与真空室的进口连接；
优选的，第二出口、第一出口、废水总出口外部均包裹有隔热材质；
优选的，换热介质为冰水或液氨或液氮；隔热材质为石棉或岩棉或玻璃纤维；
优选的，位于第一罐体内的第一换热管结构为螺旋状结构；位于第二罐体内的第二换热管结构为螺旋状结构；在第一进口、第一出口、第二进口和第二出口上，还设有使第一进口、第一出口、第二进口和第二出口并列连接的阀门；
本发明的有益效果：
本发明可实现冷冻升华处理污水的连续性处理，通过将一定浓度的废水，尤其高浓度废水进行冷冻，降低到适当温度时，水升华后，留下干物质，实现高效水处理，升华出的水质残留物少，无需后续处理即可作为中水回用或者排放市政管道。此工艺过程，容易集约化处理，制成设备灵活就地处理，工艺过程简单。尤其适用于高浓度废水和生化工艺难处理的废水以及其它需要复杂工艺有高经济成本的废水处理。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明局部结构示意图；
图中标记为：1、集水装置；2、集水装置进口；3、集水装置出口；4、废水总进口；5、废水总出口；6、第一罐体；7、第二罐体；8、第一换热管；9、第二换热管；10、第一进口；11、第一出口；12、第二进口；13、第二出口；14、收集罩；15、加热装置；16、紫外集水装置；17、抽真空口；18、排污口；19、冷凝管；20、冷凝出口；21、收集总管；22、第一介质进口；23、第一介质出口；24、第二介质进口；25、第二介质出口；26、阀门；27隔热材质；28、升华出口；29、真空室；30、制冷剂口。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，一种冷冻升华技术处理污水的方法，具体步骤如下：
S1、先将污水通过集水装置1进行收集；
S2、将收集的污水送入第一换热装置6，将污水通过冰水进行预冷处理，冷却后的污水温度为5℃；
S3、冷却处理后的污水送入若干并联的真空室29，通过液氨，冷却至0℃，污水开始升华，为获得更高的升华效率，冷却至—20℃，并保持，然后通过加热装置15，将污水中的水份进行升华操作；真空室29工作压力为-0.1Mpa；加热装置15的加热温度为38℃；
S4、将升华的水份通过冷凝装置的冷凝管19冷凝后收集排放。
其中，换热装置包括第一罐体6和第一换热管7，第一换热管8贯穿第一罐体6，第一罐体6两端分别设有第一进口10和第一出口11；第一罐体6上下两侧分别设有用于换热介质进出的第一介质进口22和第一介质出口23；其中，第一进口10与集水装置1的溢流口3连接；第一出口11与真空室29连接；冷却介质从第一介质进口22进、第一介质出口23出，实现对从第一换热管8内的污水进行冷却操作；换热介质为冰水真空室29内部设有加热装置15和紫外杀菌装置16；真空室29上部为倒锥形结构的收集罩14；加热装置15设于真空室29下部，紫外杀菌装置13架设在收集罩14下端面，收集罩14上端为升华出口28，升华出口28衔接有冷凝装置用于将升华的水进行冷凝；且真空室外部下侧设有排污口18，上端设有抽真空口17用于抽真空操作。冷凝装置由若干U型的冷凝管18组成，冷凝管18依次衔接构成S型通道提高冷却时间，利于提高冷凝效率；且位于U型的冷凝管18下端设有用于冷凝水排出的冷凝出口20；若干冷凝出口20汇集至收集总管21收集后排出；
实施例2
如图1和图2所示，一种冷冻升华技术处理污水的方法，具体步骤如下：
S1、先将污水通过集水装置1进行收集；
S2、将收集的污水送入第一换热装置6和第二换热装置7，将污水通过液氨进行预冷处理，冷却后的污水温度为2.5℃；
S3、冷却处理后的污水送入两个并联真空室29，通过液氨，污水开始升华，为获得更高的升华效率，冷却至—30℃，并保持，然后通过加热装置15，将污水中的水份进行升华操作；真空室29工作压力为-0.5Mpa；加热装置15的加热温度为52℃；
S4、将升华的水份通过冷凝装置的冷凝管19冷凝后收集排放。
其中，换热装置包括第一罐体6和第一换热管7，第一换热管8贯穿第一罐体6，第一罐体6两端分别设有第一进口10和第一出口11；第一罐体6上下两侧分别设有用于换热介质进出的第一介质进口22和第一介质出口23；其中，第一进口10与集水装置1的溢流口3连接；第一出口11与真空室29连接；冷却介质从第一介质进口22进、第一介质出口23出，实现对从第一换热管8内的污水进行冷却操作；若干并联的真空室，不仅可实现连续化操作，且可提高操作的生产可靠性，真空室29内部设有加热装置15和紫外杀菌装置16；真空室29上部为倒锥形结构的收集罩14；加热装置15设于真空室29下部，紫外杀菌装置13架设在收集罩14下端面，收集罩14上端为升华出口28，升华出口28衔接有冷凝装置用于将升华的水进行冷凝；且真空室外部下侧设有排污口18，上端设有抽真空口17用于抽真空操作；加热装置15采用加热网，加热网从下至下至少设置3层，便于污水的蒸发，且可确保加热效率；紫外杀菌装置16采用紫外杀菌灯管，对污水中的细菌进行灭菌操作，减少细菌数量；换热装置还包括第二罐体7，第二换热管9贯穿第二罐体7，第二罐体7两端分别设有第二进口12和第二出口13；第二罐体7上下两侧分别设有用于换热介质进出的第二介质进口24和第二介质出口25；其中，第二进口12与第一进口10汇合至废水总进口4；废水总进口4集水装置1的溢流口3连接；第二出口13与第一出口11汇合至废水总出口5；废水总出口5与真空室29的进口连接；冷却介质从第二介质进口24进、第二介质出口25出，实现对从第二换热管9内的污水进行冷却操作；第二出口13、第一出口11、废水总出口5外部均包裹有隔热材质27，进而避免冷却后的污水发生热交换，确保制冷后的效果；换热介质液氨；隔热材质27为石棉；冷凝装置由若干U型的冷凝管18组成，冷凝管18依次衔接构成S型通道提高冷却时间，利于提高冷凝效率；且位于U型的冷凝管18下端设有用于冷凝水排出的冷凝出口20；若干冷凝出口20汇集至收集总管21收集后排出。
实施例3
如图1和图2所示，一种冷冻升华技术处理污水的方法，具体步骤如下：
S1、先将污水通过集水装置1进行收集；
S2、将收集的污水送入第一换热装置6和第二换热装置7，将污水进行通过液氨预冷处理，冷却后的污水温度为0℃；
S3、冷却处理后的污水送入两个并联真空室29，通过液氮，污水开始升华，为获得更高的升华效率，冷却至—40℃，并保持，然后通过加热装置15，将污水中的水份进行升华操作；真空室29工作压力为-0.1Mpa；加热装置15的加热温度为66℃；
S4、将升华的水份通过冷凝装置的冷凝管19冷凝后收集排放。
换热装置包括第一罐体6和第一换热管7，第一换热管8贯穿第一罐体6，第一罐体6两端分别设有第一进口10和第一出口11；第一罐体6上下两侧分别设有用于换热介质进出的第一介质进口22和第一介质出口23；其中，第一进口10与集水装置1的溢流口3连接；第一出口11与真空室29连接；冷却介质从第一介质进口22进、第一介质出口23出，实现对从第一换热管8内的污水进行冷却操作；若干并联的真空室，不仅可实现连续化操作，且可提高操作的生产可靠性；真空室29内部设有加热装置15和紫外杀菌装置16；真空室29上部为倒锥形结构的收集罩14；加热装置15设于真空室29下部，紫外杀菌装置13架设在收集罩14下端面，收集罩14上端为升华出口28，升华出口28衔接有冷凝装置用于将升华的水进行冷凝；且真空室外部下侧设有排污口18，上端设有抽真空口17用于抽真空操作；加热装置15采用加热网，加热网从下至下至少设置3层，便于污水的蒸发，且可确保加热效率；紫外杀菌装置16采用紫外杀菌灯管，对污水中的细菌进行灭菌操作，减少细菌数量；冷凝装置由若干U型的冷凝管18组成，冷凝管18依次衔接构成S型通道提高冷却时间，利于提高冷凝效率；且位于U型的冷凝管18下端设有用于冷凝水排出的冷凝出口20；若干冷凝出口20汇集至收集总管21收集后排出；换热装置还包括第二罐体7，第二换热管9贯穿第二罐体7，第二罐体7两端分别设有第二进口12和第二出口13；第二罐体7上下两侧分别设有用于换热介质进出的第二介质进口24和第二介质出口25；其中，第二进口12与第一进口10汇合至废水总进口4；废水总进口4集水装置1的溢流口3连接；第二出口13与第一出口11汇合至废水总出口5；废水总出口5与真空室29的进口连接；冷却介质从第二介质进口24进、第二介质出口25出，实现对从第二换热管9内的污水进行冷却操作；第二出口13、第一出口11、废水总出口5外部均包裹有隔热材质27，进而避免冷却后的污水发生热交换，确保制冷后的效果；换热介质为冰水或液氨或液氮；隔热材质27为石棉或岩棉或玻璃纤维；位于第一罐体6内的第一换热管8结构为螺旋状结构，可提高换热效率和效果；位于第二罐体7内的第二换热管9结构为螺旋状结构可提高换热效率和效果；在第一进口10、第一出口11、第二进口12和第二出口13上，还设有使第一进口10、第一出口11、第二进口12和第二出口13并列连接的阀门26，通过阀门26的开合控制，可实现第一罐体6和第二罐体7的独立运行，提高运行的稳定可靠性；
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
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