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CN110203998A - 高含盐废水的蒸发装置及其方法 - Google Patents

高含盐废水的蒸发装置及其方法 Download PDF

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CN110203998A CN201910509363.0A CN201910509363A CN110203998A CN 110203998 A CN110203998 A CN 110203998A CN 201910509363 A CN201910509363 A CN 201910509363A CN 110203998 A CN110203998 A CN 110203998A
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Abstract

本发明涉及蒸发装置技术领域，尤其涉及一种高含盐废水的蒸发装置及其方法，包括从前往后依次连接设置的泵、石英管、套筒、箱体和旋风分离器，石英管的前端和泵连接，石英管的后端连接至箱体内，且石英管的后端上安装有喷嘴，喷嘴设置在箱体的进口内，箱体的出口和旋风分离器相连通，箱体的进口位于箱体的出口上方，套筒由塑料薄膜制成，套筒套装在石英管上，套筒两端密封扎紧，套筒内填充有空气，过套筒轴线方向的任一平面为界，套筒的一半为透明材质，套筒的另一半内表面涂覆有镜面反光涂层。本发明采用太阳能为能源，以塑料薄膜为反射材料，轻便，易安装，只要向塑料薄膜袋里吹起扎紧就可以完成安装，材料廉价易得。

Description

高含盐废水的蒸发装置及其方法
技术领域
本发明涉及蒸发装置技术领域，尤其涉及一种高含盐废水的蒸发装置及其方法。
背景技术
高含盐废水是指总含盐质量分数至少1％的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)。含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。采用生物法处理高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用，采用物化法处理，则投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果。采用生物法对此类废水进行处理，仍是目前国内外研究的重点。
高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等盐类物质。虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用，但是若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，主要表现：盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；氯离子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理系统的净化效果。另外，化工过程中产生的高盐废水往往含有少量有机物，而这些有机物在蒸发的过程中会被释放到空气中，增加空气污染。
综上所述，蒸发法是最为彻底的处理方法，但所需的能耗高，且蒸发设施容易结垢，现有的多效蒸发以及热泵技术还存在投资大、维护贵的实际问题，这些因素均制约了蒸发技术在含盐浓度极高的工业废水上的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中多效蒸发以及热泵技术还存在投资大、维护贵的技术问题，本发明提供一种高含盐废水的蒸发装置及其方法，以实现低功耗、高效率地处理含盐量较高废水的处理，比如工业废水、垃圾渗滤液的处理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高含盐废水的蒸发装置，包括从前往后依次连接设置的泵、石英管、套筒、箱体和旋风分离器，石英管的前端和泵连接，石英管的后端连接至箱体内，且石英管的后端上安装有喷嘴，喷嘴设置在箱体的进口内，箱体的出口和旋风分离器相连通，箱体的进口位于箱体的出口上方，套筒由塑料薄膜制成，套筒套装在石英管上，套筒两端密封扎紧，套筒内填充有空气，石英管和套筒同轴设置，过套筒轴线方向的任一平面为界，套筒的一半为透明材质，套筒的另一半内表面涂覆有镜面反光涂层。
为了降解石英管中液体的有机污染物，所述石英管内倾斜设置有钛板，所述钛板的两侧边和石英管内壁固定连接，钛板上设置有通孔。
为了进一步降解石英管中液体的有机污染物，增加催化剂的接触面积，提高降解效果，所述钛板朝向套筒透明材质的表面上设置有多个锲形凸起，锲形凸起采用银材质。
为了增大接触面积，提高降解效果，所述钛板经过石英管的中心轴线，钛板的长度方向和石英管的长度方向相一致。
一种高含盐废水的蒸发方法，采用所述的高含盐废水的蒸发装置，具有如下步骤：
1)调整石英管上的套筒的方向，使得镜面反光涂层对着太阳；
2)在套筒内充满气后，将套筒两端密封扎紧；
3)用泵将待处理高盐度废水抽取至石英管中，镜面反光涂层反射聚焦，对石英管持续加热，石英管内部的钛板及锲形凸起可以在太阳光的照射下完成对废水中有机污染物的降解；
4)然后降解后的废水从喷嘴喷出，喷洒在箱体内，由于温度较高加上喷出的颗粒较小，迅速气化，其中含的盐结晶成为颗粒物，一部分沉淀于长方体箱中，由于气化形成较大的气压，一部分颗粒进入旋风除尘器，在旋风除尘器中继续气固分离，最后水蒸气排出。
所述步骤3中的待处理高盐度废水中加入碳颗粒。
本发明的有益效果是，本发明的高含盐废水的蒸发装置及其方法，
1)本发明采用太阳能为能源，以塑料薄膜为反射材料，轻便，易安装，只要向塑料薄膜袋里吹起扎紧就可以完成安装，材料廉价易得。
2)调节石英管长度，可以获得相应的水温，经过喷雾干燥，即可迅速蒸发液体，得到结晶的盐。
3)待处理废水中加入的纳米碳颗粒，有助于吸收太阳光，使太阳光的吸收率极大提高。
4)石英管内部的钛板及锲形凸起可以在太阳光的照射下完成对水中有机污染物的降解，且锲形凸起一方面增加了催化剂的表面积，另一方面也起了扰动水流的作用，使为被降解的有机物能有机会和钛板表面接触，得以彻底降解。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明高含盐废水的蒸发装置的结构示意图。
图2是本发明高含盐废水的蒸发装置中石英管和套筒的截面图。
图中：1、泵，2、石英管，3、套筒，4、箱体，5、旋风分离器，6、喷嘴，7、钛板，8、锲形凸起。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和2所示，是本发明最优实施例，一种高含盐废水的蒸发装置，包括从前往后依次连接设置的泵1、石英管2、套筒3、箱体4和旋风分离器5，石英管2的前端和泵1连接，石英管2的后端连接至箱体4内，且石英管2的后端上安装有喷嘴6，喷嘴6设置在箱体4的进口内，箱体4的出口和旋风分离器5相连通，套筒3由塑料薄膜制成，套筒3套装在石英管2上，套筒3两端密封扎紧，套筒3内填充有空气，石英管2和套筒3同轴设置，过套筒3轴线方向的任一平面为界，套筒3的一半为透明材质，套筒3的另一半内表面涂覆有镜面反光涂层31。
石英管2内倾斜设置有钛板7，钛板7经过石英管2的中心轴线。钛板7的两侧边和石英管2内壁固定连接(粘接)，钛板7上设置有通孔或者流道，也可以是多个无通孔的钛板7间隔设置，钛板7之间形成流道，钛板7将石英管2分成两个腔室，通孔或者流道用于连通两个腔室中的液体，便于液体混合均匀。
钛板7朝向套筒3透明材质的表面上设置有多个锲形凸起8，锲形凸起8采用银材质。
一种高含盐废水的蒸发方法，采用所述的高含盐废水的蒸发装置，具有如下步骤：
1)调整石英管2上的套筒3的方向，使得镜面反光涂层31对着太阳；
2)在套筒3内充满气后，将套筒3两端密封扎紧；
3)用泵1将待处理高盐度废水抽取至石英管2中，镜面反光涂层31反射聚焦，对石英管2持续加热，石英管2内流动的液体，温度会越来越高，石英管2内部的钛板7及锲形凸起8可以在太阳光的照射下完成对废水中有机污染物的降解；
4)然后降解后的废水从喷嘴6喷出，喷洒在箱体4内，由于温度较高加上喷出的颗粒较小，迅速气化，(太阳能加热导致的液体升温，这些温度给气化提供热量)其中含的盐结晶成为颗粒物，一部分沉淀于长方体箱中，由于气化形成较大的气压，一部分颗粒进入旋风除尘器5，在旋风除尘器5中继续气固分离，最后水蒸气排出。
步骤3中的待处理高盐度废水中加入碳颗粒。碳颗粒，可以是纳米碳管或者其他纳米碳颗粒，粒径在2～10nm。
所述石英管2的长度根据太阳加热水得到的温度调整，控制水到达喷嘴4的位置时，温度在95℃～99℃。
钛板7为钛材质，表面经过氧化处理，氧化过程为：将钛板加入质量浓度为30％的双氧水中浸泡4～6h，再加入市售质量分数约为68％的浓硝酸，继续浸泡5～6h，取出，用去离子水冲洗干净，在钛板7得到二氧化钛膜。
锲形凸起8所用材料为银质材料，将锲形凸起7置于马弗炉中，400～500℃煅烧，在表面形成氧化层即氧化银层。锲形凸起8固定在钛板7的表面，锲形凸起8为多个，凸起最高处高度约0.5～1cm。
操作时，在晴天，在待处理高盐度废水中加入碳颗粒，分散于其中，启动泵，使废水流过石英管2，调节塑料薄膜镜面反光涂层31的角度，使其对着太阳，套筒3反射聚焦，对石英管2持续加热，然后在喷嘴4处喷出，由于温度较高加上喷出的颗粒较小，在箱体4中迅速气化，其中含的盐结晶成为颗粒物，一部分沉淀于长方体箱中，由于气化形成较大的气压，一部分颗粒进入旋风除尘器5，在旋风除尘器5中继续气固分离，最后水蒸气排出。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种高含盐废水的蒸发装置，其特征在于：包括从前往后依次连接设置的泵(1)、石英管(2)、套筒(3)、箱体(4)和旋风分离器(5)，石英管(2)的前端和泵(1)连接，石英管(2)的后端连接至箱体(4)内，且石英管(2)的后端上安装有喷嘴(6)，喷嘴(6)设置在箱体(4)的进口内，箱体(4)的出口和旋风分离器(5)相连通，套筒(3)由塑料薄膜制成，套筒(3)套装在石英管(2)上，套筒(3)两端密封扎紧，套筒(3)内填充有空气，石英管(2)和套筒(3)同轴设置，过套筒(3)轴线方向的任一平面为界，套筒(3)的一半为透明材质，套筒(3)的另一半内表面涂覆有镜面反光涂层(31)。
2.如权利要求1所述的高含盐废水的蒸发装置，其特征在于：所述石英管(2)内倾斜设置有钛板(7)，所述钛板(7)的两侧边和石英管(2)内壁固定连接，钛板(7)上设置有通孔或者流道。
3.如权利要求2所述的高含盐废水的蒸发装置，其特征在于：所述钛板(7)朝向套筒(3)透明材质的表面上设置有多个锲形凸起(8)，锲形凸起(8)采用银材质。
4.如权利要求2所述的高含盐废水的蒸发装置，其特征在于：所述钛板(7)经过石英管(2)的中心轴线。
5.一种高含盐废水的蒸发方法，采用如权利要求3所述的高含盐废水的蒸发装置，其特征在于：具有如下步骤：
1)调整石英管(2)上的套筒(3)的方向，使得镜面反光涂层(31)对着太阳；
2)在套筒(3)内充满气后，将套筒(3)两端密封扎紧；
3)用泵(1)将待处理高盐度废水抽取至石英管(2)中，镜面反光涂层(31)反射聚焦，对石英管(2)持续加热，石英管(2)内部的钛板(7)及锲形凸起(8)可以在太阳光的照射下完成对废水中有机污染物的降解；
4)然后降解后的废水从喷嘴(6)喷出，喷洒在箱体(4)内，由于温度较高加上喷出的颗粒较小，迅速气化，其中含的盐结晶成为颗粒物，一部分沉淀于长方体箱中，由于气化形成较大的气压，一部分颗粒进入旋风除尘器(5)，在旋风除尘器(5)中继续气固分离，最后水蒸气排出。
6.如权利要求5所述的高含盐废水的蒸发方法，其特征在于：所述步骤3中的待处理高盐度废水中加入碳颗粒。
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Application publication date: 20190906

Assignee: Zaozhuang aibangsi Precision Machinery Technology Co.,Ltd.

Assignor: CHANGZHOU University

Contract record no.: X2024980010525

Denomination of invention: Evaporation device and method for high salt wastewater

Granted publication date: 20220325

License type: Common License

Record date: 20240724

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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20250924

Address after: 300000, No. 21 Taierzhuang South Road, Jinnan District, Tianjin City

Patentee after: Zhao Suqing

Country or region after: China

Address before: Gehu Lake Road Wujin District 213164 Jiangsu city of Changzhou province No. 1

Patentee before: CHANGZHOU University

Country or region before: China

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