浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统及方法与流程

1.本发明涉及浓盐水处理技术领域，特别地涉及一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统及方法。

背景技术：

2.工业废水零排放处理工艺一般分为三个步骤：预处理、预浓缩和蒸发结晶。现有的浓盐水浓缩和结晶处理一般有热法和自然蒸发两种方法。其中，热法处理例如中国专利cn106422399a，其公开的一种盐溶液节能蒸发浓缩结晶系统及其控制方法，需要使用外部热源进行热交换从而对浓盐水进行蒸发浓缩并结晶，因此其能耗较大。自然蒸发处理例如中国专利cn106976924a，其公开了一种基于雾化蒸发的浓盐水零排放系统及其方法，是通过一定的机械装置将浓盐水破碎成微细颗粒，从而增大浓盐水自然蒸发的蒸发面积。但是在实施过中雾化浓盐水的雾滴与空气接触在一定风速的条件下极易漂浮和吹至蒸发塘外部，甚至形成的结晶盐漂浮到蒸发塘外部更远的地方，有的浓盐水的结晶盐含有重金属等对环境有害物质，容易造成周边环境二次污染，浓盐浓缩后结晶的浓盐水结晶盐容易造成雾化设备的污堵和腐蚀，因此系统运行不稳定和故障率较高。因此，相比较而言，自然蒸发具有能耗小的优势，在国家号召节能减排的大方向的指导下，研究如何提高蒸发塘的蒸发量和蒸发效果，将是自然蒸发的长期发展方向。

技术实现要素：

3.本发明提供一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统及方法，用于解决现有技术中的蒸发塘存在的蒸发缓慢、蒸发效率低的技术问题。

4.根据本发明的第一个方面，本发明提供一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，包括：

5.供水单元，其用于输出浓盐水；以及

6.蒸发单元，其与所述供水单元相连，用于对浓盐水进行蒸发结晶处理；

7.所述蒸发单元包括：

8.蒸发浓缩装置，所述蒸发浓缩装置用于接收所述供水单元中输出的浓盐水并进行蒸发浓缩处理；以及

9.蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置用于接收所述蒸发浓缩装置中输出的浓盐水并进行蒸发结晶处理；

10.其中，所述蒸发浓缩装置和所述蒸发结晶装置均为模块化结构；

11.当所述蒸发浓缩装置中的浓盐水满足结晶条件时，所述蒸发浓缩装置与所述蒸发结晶装置连通，使浓盐水由所述蒸发浓缩装置输送至所述蒸发结晶装置中。

12.在一个实施方式中，所述蒸发浓缩装置包括至少一个蒸发模块，所述蒸发模块包括与所述供水单元相连的第一循环水槽；

13.所述第一循环水槽中设置有称重传感器，所述称重传感器用于测量所述蒸发模块的实时蒸发量，以获得所述蒸发模块中浓盐水的浓缩倍数；和/或

14.所述第一循环水槽中设置有液位传感器，所述液位传感器用于测量所述第一循环水槽的液位，以调节所述供水单元的输出水量；

15.其中，所述结晶条件为所述蒸发模块中浓盐水的浓缩倍数达到预设的浓缩倍数上限；

16.当所述第一循环水槽的浓盐水满足补水条件时，所述供水单元与所述蒸发浓缩装置连通，使浓盐水由所述供水单元输送至所述蒸发浓缩装置中，所述补水条件为所述第一循环水槽中浓盐水的液位达到预设的液位下限。

17.在一个实施方式中，所述蒸发模块还包括：

18.第一蒸发载体，其设置在所述第一循环水槽的上方，用于使浓盐水进行自然蒸发；以及

19.第一布水机构，其设置在所述第一蒸发载体的上方，用于向所述第一蒸发载体上布水；

20.所述第一布水机构与所述第一循环水槽相连，使浓盐水在所述第一循环水槽和所述第一蒸发载体之间循环蒸发。

21.在一个实施方式中，所述蒸发结晶装置包括至少一个结晶模块；所述结晶模块包括用于使浓盐水自然蒸发并结晶的第二蒸发载体以及除盐机构；

22.所述结晶模块的运行满足出盐条件时，所述除盐机构使所述第二蒸发载体上析出的结晶盐与所述第二蒸发载体分离。

23.在一个实施方式中，所述结晶模块还包括：

24.第二布水机构，其设置在所述第二蒸发载体的上方，用于对所述第二蒸发载体布水；以及

25.第二循环水槽，其设置在所述第二蒸发载体的下方，所述第二循环水槽与所述第二布水机构相连，使所述第二循环水槽中的浓盐水在所述第二循环水槽和所述第二蒸发载体之间循环蒸发结晶；

26.其中，当所述第一循环水槽中的浓盐水满足结晶条件时，所述第一循环水槽与所述第二循环水槽连通。

27.在一个实施方式中，所述第一蒸发载体和/或所述第二蒸发载体为包括但不限于帘状载体、筒状载体或条絮结构的载体。

28.在一个实施方式中，还包括与所述蒸发结晶装置相连的结晶后处理单元，所述结晶后处理单元用于分离结晶盐和母液，并将母液返回至所述蒸发结晶装置中循环处理。

29.在一个实施方式中，所述供水单元和所述第一循环水槽之间的管路上设置有原水缓冲罐；所述第一循环水槽和所述第二循环水槽之间的管路上设置有浓盐水缓冲罐。

30.在一个实施方式中，还包括冲洗管路，所述冲洗管路用于对所述蒸发单元和所述结晶后处理单元进行冲洗和/或分离所述结晶模块中析出的结晶盐。

31.根据本发明的第二个方面，本发明提供一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶方法，其包括以下步骤：

32.步骤100：判断蒸发浓缩装置中的浓盐水是否满足补水条件，若是，则执行步骤101；若否，则执行步骤102；

33.步骤101：供水单元与所述蒸发浓缩装置连通，使浓盐水由所述供水单元输送至所

集水管；2142-布水管；

61.2131-蒸发载体固定轴；2132-撑紧机构；213a-帘式蒸发载体；2133-开孔区；

62.213b-筒状蒸发载体；2134-固定板；

63.213c-绳式蒸发载体；2135-上固定板；2136-下固定板；

64.221-结晶模块；222-第二循环水槽；223-第二蒸发载体；224-第二布水机构；225-卸料阀；226-结晶循环泵；

65.300-结晶后处理单元；310-盐浆脱水机；320-螺旋输送机；330-盐仓。

具体实施方式

66.下面将结合附图对本发明作进一步说明。

67.如图1和2所示，根据本发明的第一个方面，本发明提供一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其包括依次相连的供水单元100、蒸发单元200和结晶后处理单元300，此外，还可包括用于对蒸发单元100和结晶后处理单元300进行冲洗和/或对结晶模块中析出的结晶盐进行分离的冲洗管路。

68.本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，不同于其他的利用热蒸汽蒸发浓缩装置，是充分利用了风能和太阳能达到浓缩浓盐水目的；并且其无需外部热源，只需要浓盐水循环的动力输出，因此运行成本大大降低。

69.此外，本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统还包括控制单元，其与下文所述的各阀、泵等装置电连接，以实现自动化控制。

70.蒸发单元200用于对浓盐水进行蒸发结晶处理。具体来说，蒸发单元200包括蒸发浓缩装置210和蒸发结晶装置220。蒸发浓缩装置210用于接收供水单元100中输出的浓盐水并进行蒸发浓缩处理；蒸发结晶装置220用于接收蒸发浓缩装置210中输出的浓盐水并进行蒸发结晶处理。

71.通过设置蒸发浓缩装置210、蒸发结晶装置220和结晶后处理单元300，能够对浓盐水分别进行浓缩、结晶和出盐操作的分段处理，从而达到更有效强化自然蒸发效果的目的。

72.下面将对本发明的每个单元进行详细地介绍。

73.供水单元100用于输出浓盐水原料，其包括水源101和原水缓冲罐103，水源101与原水缓冲罐103相连，并且二者相连的管路上设置有原水泵104，用于为浓盐水流入原水缓冲罐103提供动力。

74.在原水泵104的作用下，水源101中的浓盐水经管道和阀门进入原水缓冲罐103。原水缓冲罐103和蒸发单元200相连，并且二者相连的管路上设置有补水泵102和控制阀，补水泵102用于为浓盐水流入蒸发单元200提供动力。

75.原水缓冲罐103中可以设置与控制单元相连的重量传感器和/或液位传感器，控制单元根据重量传感器和/或液位传感器中采集的数据监控表明原水缓冲罐103中的浓盐水水量。若原水缓冲罐103中的浓盐水水量不足，则控制单元控制原水泵104启动，从而使浓盐水向原水缓冲罐103中进行补给，从而实现原水缓冲罐103自动补水以保证系统的正常供水。若原水缓冲罐103中的浓盐水水量充足，则控制单元控制补水泵102向蒸发单元200中输入浓盐水。

76.蒸发单元200还包括设置在蒸发浓缩装置210和蒸发结晶装置220相连的管路上的

结晶补水泵230、浓盐水缓冲罐240和控制阀。结晶补水泵230用于将蒸发浓缩装置210中的浓盐水泵送至蒸发结晶装置220中。

77.浓盐水缓冲罐240用于保护蒸发浓缩装置210下游的蒸发结晶装置220，避免对其造成冲击而影响系统的稳定运行。具体来说，蒸发浓缩装置210中的浓盐水可先输送至浓盐水缓冲罐240中，并由结晶补水泵230将浓盐水缓冲罐240中的浓盐水泵送至蒸发结晶装置220中，以保持系统的稳定性。

78.其中，蒸发浓缩装置210和/或蒸发结晶装置220均为模块化结构。模块化结构有利于系统的安装和运输，其中各模块具有一定的蒸发面积，从而可根据浓盐水蒸发负荷选择各模块的数量和连接方式。此外，通过设置多个模块同时运行可满足不同蒸发量的需求。

79.作为模块化结构的其中一个实施例，蒸发浓缩装置210包括至少一个蒸发模块211，蒸发模块211的数量和连接方式可以根据需要进行设置。如图2所示的实施例中，可以设置1-3个并联的蒸发模块211。各个蒸发模块211还可以根据现场风向和安装条件进行展开布置和上下叠装结构布置。

80.下面对蒸发模块211进行详细地说明。蒸发模块211包括与供水单元100相连的第一循环水槽212、第一蒸发载体213和第一布水机构214。此外，蒸发模块211还包括起支撑作用的第一模块本体(或模块框架)，第一布水机构214与第一模块本体相连。第一模块本体的下方设置蒸发帘式蒸发载体下平台，若结晶盐掉下可达到盐水分离效果。

81.第一布水机构214设置在第一蒸发载体213的上方，用于向第一蒸发载体213中均匀地布水。

82.优选地，第一布水机构214包括集水管2141和连接于集水管2141上的布水管2142。其中，集水管2141为主管路，布水管2142为支路，浓盐水通过集水管2141分布到各布水管2142中。

83.每个布水管2142均与第一蒸发载体213相接触，用于向第一蒸发载体213中布水。布水管2142与第一蒸发载体213相接触的部分等间距地开有孔和/或槽结构，以保持第一蒸发载体213始终处于浸湿且有水流的状态。

84.第一布水机构214的集水管2141与第一循环水槽212相连，二者相连的管路上设置有浓缩循环泵215和控制阀。第一循环水槽212设置在第一蒸发载体213的下方，第一蒸发载体213上的浓盐水可回流至第一循环水槽212中，且通过浓缩循环泵215可使浓盐水在第一循环水槽212和第一蒸发载体213之间循环蒸发减量。

85.第一循环水槽212还与原水缓冲罐103相连，控制单元可控制补水泵102将原水缓冲罐103中的浓盐水输入至第一循环水槽212中。

86.蒸发模块211中设置有传感器。传感器可以是称重传感器和/或液位传感器，还可以是电导率传感器、密度传感器(密度计)等，以达到精确控制浓盐水流量和流向的目的。

87.具体地，称重传感器和/或液位传感器可设置在第一循环水槽212中。其中，称重传感器用于测量蒸发模块211的实时蒸发量，以获得蒸发模块中浓盐水的浓缩倍数。此外，还可根据称重传感器测量到的实时蒸发量来调节浓缩循环泵215的运行频率并最终调节循环水流量。

88.称重传感器可对各蒸发模块211的进出水量进行数据采集比对，由此可根据浓缩比及总进水重量与实时重量比值设置浓盐水浓缩倍数的下限值和/或上限值。

89.液位传感器用于测量第一循环水槽212的液位，以调节供水单元100的输出水量。

90.浓盐水在蒸发浓缩装置210中进行蒸发浓缩，当蒸发浓缩装置210中的浓盐水满足补水条件时，供水单元100与蒸发浓缩装置210连通，使浓盐水由供水单元100输送至蒸发浓缩装置210中。

91.具体来说，补水条件为第一循环水槽212中浓盐水的液位达到预设的液位下限。换言之，若第一循环水槽212中浓盐水的液位较低，则控制单元控制补水泵102将原水缓冲罐103中的浓盐水输入至第一循环水槽212中。

92.当蒸发浓缩装置210中的浓盐水满足结晶条件时，蒸发浓缩装置210与蒸发结晶装置220连通，使浓盐水由蒸发浓缩装置210输送至蒸发结晶装置220中。

93.具体来说，结晶条件为蒸发模块211中浓盐水的浓缩倍数达到预设的浓缩倍数上限。换言之，若第一循环水槽212中浓盐水的浓缩比足够大，也就是即将会有结晶盐析出时，蒸发浓缩装置210与蒸发结晶装置220连通，则控制单元可控制结晶补水泵230将第一循环水槽212中的浓盐水输入至蒸发结晶装置220中。

94.此外，结晶条件还可以是蒸发模块211中浓盐水的电导率达到预设的上限。

95.需要说明的是，浓缩倍数的测定是由称重传感器计算总进水重量与第一循环水槽212内浓盐水重量的比值。

96.由于不同浓盐水成分达到结晶的浓缩倍数参数不同，因此根据水质特性设置预设的浓缩倍数上限。

97.第一蒸发载体213可以有多种形式和结构，其可以是包括但不限于帘状载体、筒状载体或条絮结构的载体。第一蒸发载体213通过将浓盐水均匀分布于其上来增大蒸发面积，从而实现在有限的空间内布置尽可能合理且多的蒸发面积。相对于蒸发塘水面蒸发，通过第一蒸发载体213可实现100倍以上的池面蒸发面积。

98.第一蒸发载体213作为载体对浓盐水进行二次分布蒸发时，浓盐水不会外部泄露。

99.在本发明的一些实施例中，第一蒸发载体213为帘式蒸发载体213a。如图3a、3b、3c和3d所示，帘式蒸发载体213a可以是布帘，例如可以采用耐酸、耐碱且具有一定亲水性的布料。帘式蒸发载体213a的上端为用于与布水管2142相接触的挂布区，其下端固定并缠绕在蒸发载体固定轴2131上。此外，在帘式蒸发载体213a上还设置有撑紧机构2132，其能够防止风载过大而引起帘式蒸发载体213a的抖动。

100.帘式蒸发载体213a上还开设有开孔区2133，开孔区为帘式蒸发载体213a上浓盐水流经区域。开孔区2133中的孔可设置为竖直的孔，能够保持蒸发模块211风流场的畅通以及蒸发饱和蒸汽的漂移。

101.进一步地，开孔区2133中孔的大小和排布方式可根据现场气候条件和风向确定，也可通过模拟计算而使孔交错设置。

102.在本发明的一些实施例中，如图4a和4b所示，第一蒸发载体213为筒状蒸发载体213b。筒状蒸发载体213b可适应任何风向的强化蒸发，更加适应于户外风向不稳定地域。筒状蒸发载体213b可以是布筒。

103.具体地，筒状蒸发载体213b的上端设置有固定板2134，固定板2134与第一布水机构214相连，通过第一布水机构214使浓盐水沿着筒状蒸发载体213b缓慢润湿并流入第一循环水槽212，达到增加蒸发面积强化蒸发目的。

104.在本发明的一些实施例中，如图5a和5b所示，第一蒸发载体213为绳式蒸发载体213c，其由相同的材质的材料编织成一定粗细的绳状结构，这样在一定的空间内能够实现更大的蒸发面积。浓盐水可通过绳式蒸发载体213c流下并在绳体表面完成蒸发浓缩。

105.类似地，绳式蒸发载体213c的上端和下端可设置上固定板2135和下固定板2136，以将绳式蒸发载体213c进行固定。

106.此外，蒸发浓缩装置210还包括在线浓盐水盐度监测装置，以监测蒸发浓缩装置210的各部件之间的管路上的浓盐水的盐度。

107.作为模块化结构的其中一个实施例，蒸发结晶装置220包括至少一个结晶模块221。结晶模块221包括第二循环水槽222、第二蒸发载体223、第二布水机构224和除盐机构。此外，结晶模块221还包括起支撑作用的第二模块本体(或第二模块框架)，第二布水机构224与第二模块本体相连。

108.其中，第二布水机构224设置在第二蒸发载体223的上方以对第二蒸发载体223进行均匀地布水，其结构形式可以与第一布水机构214相类似，本发明对此不再赘述。

109.第二布水机构224和第二循环水槽222相连，二者相连的管路上设置有结晶循环泵226和控制阀。第二循环水槽222设置在第二蒸发载体223的下方，第二蒸发载体223上的浓盐水可回流至第二循环水槽222中，且通过结晶循环泵226可使浓盐水在第二循环水槽222和第二蒸发载体223之间循环蒸发结晶。

110.浓盐水在第二循环水槽222和第二蒸发载体223之间循环蒸发结晶时，通过第二循环水槽222中的液位传感器获得第二循环水槽222中浓盐水的液位信息。若第二循环水槽222中浓盐水的液位低于预设值，那么表明第二循环水槽222中的浓盐水不能维持正常的循环结晶，因此控制单元会控制结晶循环泵226停止，使结晶模块221中的浓盐水不再进行循环。待第二循环水槽222中浓盐水的液位达到正常水平后，控制单元会控制结晶循环泵226启动继续循环浓盐水。

111.第二循环水槽222与第一循环水槽212通过管路相连且二者之间的管路选择性地连通。控制阀设置在二者之间的管路，当第一循环水槽212中的浓盐水满足结晶条件时，控制阀打开使第二循环水槽222与第一循环水槽212连通。此外，结晶补水泵230设置在第二循环水槽222与第一循环水槽212相连的管路上，以提供动力。当第一循环水槽212中的浓盐水满足结晶条件时，控制阀打开，控制单元控制浓缩循环泵215将第一循环水槽212中的浓盐水输送至浓盐水缓冲罐240中，并控制结晶补水泵230将浓盐水缓冲罐240中的浓盐水输送至第二循环水槽222中。

112.优选地，第二循环水槽222为上大下小的锥形结构，其有助于结晶盐的收集。

113.进一步地，第二循环水槽222上设置循环泵接口，以防止结晶盐堵塞结晶循环泵226，有利于浓盐水在第二循环水槽222上和第二蒸发载体223之间的浓缩结晶。结晶盐在第二循环水槽222上和第二蒸发载体223上析出。结晶盐沉积于第二循环水槽222的底部，当结晶盐积累到一定程度时，可通过定时程序启动除盐操作。

114.第二蒸发载体223用于使浓盐水自然蒸发并结晶，其可根据不同的浓盐水形成的结晶盐特性的不同而选用不同的结构(例如疏水性的材料)，也可采用与第一蒸发载体213相同或者相似的结构，本发明对此不再赘述。

115.第一蒸发载体213和第二蒸发载体223均可设置为多组，第一蒸发载体213之间的

间距以及第二蒸发载体223之间的间距均可设置为相等。根据不同的气象条件可设置不同的最优化间距，也可通过改变布水管的数量来改变第一蒸发载体213和第二蒸发载体223的数量、间距。

116.第一蒸发载体213和第二蒸发载体223均可通过自动对风程序和机构，从而实现自动旋转调整第一蒸发载体213和第二蒸发载体223始终保持迎风方向，即始终保持最大蒸发量运行。为此，可在第一蒸发载体213和第二蒸发载体223的底部均设置布帘引水槽，以便将浓盐水收集引入导水槽后进入第一循环水槽212和第二循环水槽222，因此第一蒸发载体213和第二蒸发载体223如何旋转，浓盐水均会引入相应的循环水槽中。

117.若运行时间较长，第一蒸发载体213和第二蒸发载体223上结盐会影响其蒸发效果，因此可通过调整布水流量对第一蒸发载体213和第二蒸发载体223进行冲洗实现蒸发载体再生。

118.除盐机构与第二蒸发载体223相连，例如第二蒸发载体223可设置在第二蒸发载体223上，除盐机构用于将第二蒸发载体223上析出的结晶盐与第二蒸发载体223进行分离。其中除盐机构可以采用振打或者刮除的方式来进行分离。

119.以刮除方式为例，如图6所示，可在第二蒸发载体223的前后两侧分别设置前卷轴2231和后卷轴2232，并分别在前卷轴2231和后卷轴2232的附近设置刮盐装置2233。当结晶模块221的运行满足出盐条件时，由两个方向的前卷轴2231和后卷轴2232将第二蒸发载体223的前后两端卷回，卷回过程中通过刮盐装置2233对第二蒸发载体223进行刮除。刮下结晶盐则收集到第二循环水槽222中，并由其底部的由卸料阀225排出。

120.若浓盐水析出的结晶盐比较坚硬不容易刮下，则可采用浓盐水通过冲洗管路对第二蒸发载体223进行冲洗操作，从而在第二循环水槽222中形成晶浆混合物，并将晶浆泵送至结晶后处理单元进行处理。

121.其中，出盐条件为达到预设的运行时长，即定时启动除盐操作。

122.结晶后处理单元300用于分离结晶盐和母液，并将母液返回至蒸发结晶装置中循环处理。结晶后处理单元300包括盐浆脱水机310、螺旋输送机320和盐仓330。盐浆脱水机310与第二循环水槽222的底部相连，第二循环水槽222中收集的晶浆进入盐浆脱水机310进行固液分离。

123.盐浆脱水机310的液体输出端与第二循环水槽222相连，以将母液返回至第二循环水槽222中进行循环蒸发结晶；盐浆脱水机310的固体输出端与螺旋输送机320相连，通过螺旋输送机320将结晶盐输送至盐仓330中统一收集。

124.其中，盐浆脱水机310可以是离心脱水机。

125.上述蒸发浓缩、蒸发结晶以及出盐操作完成后，可通过冲洗管线进行冲洗，有利于布的再生和防止结晶管线的堵塞。

126.下面以采用图3a所示的第一蒸发载体213为例，对本发明的效果进行说明。

127.第一蒸发载体213为帘式蒸发载体213a，帘式蒸发载体213a的基本参数如下。

128.帘式蒸发载体213a的规格为2000mm

×

1600mm，帘式蒸发载体213a的数量为36组，相邻的帘式蒸发载体213a之间的间距为50m，帘式蒸发载体213a的蒸发面积为115m2。

129.帘式蒸发载体213a悬挂于第一循环水槽212的上方，第一循环水槽212与帘式蒸发载体213a之间以及布水管2142与第一模块本体采用软连接结构，便于整体称重。

130.此外，由于需要对蒸发量进行量化，因此第一模块本体的下端设置安装底盘，利于现场调平安装。

131.本发明的实施例采用上述的蒸发浓缩装置210进行实验。实验分为6组，每组实验条件如表1所示。6组实验获得的蒸发浓缩装置210连续24小时单位占地面积蒸发量及蒸发强度如表2所示。

132.为了说明本发明的技术效果，本发明设置了对比例，对比例同样为6组。每对比例分别与相应的实施例具有相同的实验条件下。对比例采用水面蒸发来计算蒸发强度。具体地，可在电子天平上设置一定面积水槽并计算其单位面积24小时蒸发量。

133.下表1所示为实验环境列表。

134.表1实验条件列表

[0135][0136]

下表2为实施例和对比例获得的蒸发强度列表。

[0137]

表2实施例和对比例比较表

[0138][0139]

从表2可以看出在同一气象因素条件下，本发明的蒸发浓缩装置210单位面积的蒸发强度是水面蒸发的20倍左右。由此可证明，本发明的蒸发浓缩装置210相对于蒸发塘水面蒸发，其效率能够提高20倍左右。

[0140]

进一步地，将本发明与机械雾化蒸发进行对比，其结果如表3所示。

[0141]

需要说明的是，机械雾化蒸发采用中国专利(cn106976924a)基于雾化蒸发的浓盐水零排放系统及其方法中公开的技术方案进行实施。

[0142]

表3本发明与中国专利cn106976924a对比列表

[0143][0144][0145]

从表3可以看出，本发明较之现有技术中机械雾化蒸发的方式，具有诸多优点。

[0146]

在一些实施例中，本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，还可利用工业废热或者热风来提高浓盐水的温度，从而提高蒸发浓缩装置210的蒸发效率。在此情况下，相同负荷条件下能够降低蒸发模块211的数量，从而减少成本。

[0147]

在一些实施例中，本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统还可结合利用太阳能优化工艺强化蒸发效果。

[0148]

在一些实施例中，本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统具有外来热源及能量，例如可增加蒸发浓盐水及冷凝水回收装置。

[0149]

现有的基于雾化蒸发的浓盐水零排放系统及其方法，即中国专利cn106976924a公开的技术方案中，是以将蒸发塘浓盐水雾化喷射来增大浓盐水和空气和太阳光辐射的接触面积，进而起到强化蒸发的作用，但同时浓盐水雾滴随着风速和风向的大小变化，会漂移到蒸发塘周边环境中去，浓盐水挥发后形成的结晶盐极易对周边环境和村庄造成二次污染。

[0150]

较之中国专利cn106976924a，首先本发明是将浓盐水分布到一定面积的第一蒸发载体213和第二蒸发载体223上，以蒸发布作为载体对浓盐水进行二次分布蒸发，因此浓盐水不会外部泄露，形成的结晶盐可实现盐水分离，结晶盐不会对周围造成二次污染。

[0151]

其次，本发明可根据气候条件实现装置的自动变负荷运行，由于设置了称重传感器和液位传感器等传感器，因此能够通过实时蒸发量改变运行负荷。

[0152]

第三，本发明的传动结构简单，运行成本低，故障率低。

[0153]

第四，本发明的浓盐水浓缩和浓盐水结晶分别在蒸发浓缩装置210和蒸发结晶装置220中实现，且二者均采用模块化的结构，每个模块根据运输和现场条件布置一定的蒸发面积，根据蒸发负荷用多个模块拼装运行，从而有利于运输和统一安装。

[0154]

第五，本发明的蒸发模块211和结晶模块221采用不同结构，结晶模块221除了蒸发面积及载体的布置还具备载体表面除盐机构，便于饱和浓盐水析出结晶盐的收集。

[0155]

第六，第一循环水槽212和第二循环水槽222中设置称重传感器，可对浓缩倍数和蒸发重量进行监测，由此控制单元可控制各单元中的泵，以调节其调节，从而达到根据蒸发量调节泵的运行频率。

[0156]

第七，根据浓盐水蒸发量及浓缩比或者浓盐水盐度、密度(视特定的浓盐水水质特性确定传感器类型)启动相应的阀，即使浓盐水由第一循环水槽212进入第二循环水槽222，进行浓缩出盐。

[0157]

综上所述，本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其适用于目前废水处理工艺末端的高盐、高有机物及蒸发塘处理工艺浓盐水的浓缩结晶处理。本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其区别于热法蒸发结晶工艺，是利用太阳能、风能来自然蒸发实现浓盐水的蒸发浓缩和结晶，并且本发明是通过扩大蒸发面积来实现强化自然蒸发，从而无需外加热源，能量消耗只限于物料的输送和泵对蒸发载体的循环布水，因此其运行成本低。

[0158]

并且，本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统不同于目前热法蒸发结晶装置，本发明在实施时，无需高温和高压条件，因此上述的第一蒸发载体213和第二蒸发载体223均可采用耐酸碱、耐风化(如涤纶的一种)和耐光照的工业亲水性布料制成，构成蒸发模块211的第一模块本体和构成结晶模块221的第二模块本体均可采用普通碳钢加防腐涂层，直接接触水部分采用316l或其他耐腐蚀材料，因此本发明相对于热法蒸发结晶中使用的钛合金和双相钢，其材料成本更低。

[0159]

如上文所述，本发明中采用称重传感器对各单元中进出物料进行衡算，针对不同的浓盐水，利用各个单元的“浓缩倍数”参数来实现浓盐水的蒸发和结晶，浓缩倍数达到限定值即将蒸发浓缩装置210中的浓盐水排放到蒸发结晶装置220。

[0160]

由此，本发明的盐水自然蒸发浓缩结晶系统区别于膜法浓缩技术，其不会有膜污堵的风险，也不会有热法设备中腐蚀部件的风险，因此本发明的盐水自然蒸发浓缩结晶系统可适应的浓盐水水质范围广，因为只要能输送于蒸发载体的浓盐水就能实现自然蒸发。因此，本发明还可应用于不同行业浓盐水零排放工艺，或者其他海水晾晒蒸发领域，可以通过改进方案实现浓水晾晒出盐功能。

[0161]

另外，本发明的附加效果为，在自然蒸发的过程可以增加周边大气湿度，从而改善局部小环境生态。

[0162]

根据本发明的第二个方面，如图7所示，本发明提供一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶方法，其可采用上述浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统对浓盐水进行处理。具体地，本发明的方法包括以下步骤：

[0163]

开始，初始化程序，各单元进行自检。

[0164]

首先，执行步骤10。

[0165]

步骤10：判断原水缓冲罐103中的浓盐水的液位是否低于预设的液位下限，若是，则执行步骤11；若否，则执行步骤100。

[0166]

步骤11：控制单元控制原水泵104启动，从而使浓盐水向原水缓冲罐103中进行补给。

[0167]

具体地，通过原水缓冲罐103中的液位传感器获得浓盐水的液位信息，如果其中的浓盐水不足，则控制单元控制原水泵104启动，从而使浓盐水向原水缓冲罐103中进行补给；若原水缓冲罐103中的浓盐水充足，则其可向蒸发浓缩装置210中输入浓盐水。

[0168]

其次，执行步骤100。

[0169]

步骤100：判断蒸发浓缩装置210中的浓盐水是否满足补水条件，若是，则执行步骤101；若否，则执行步骤102。

[0170]

步骤101：供水单元100与蒸发浓缩装置210连通，使浓盐水由供水单元100输送至蒸发浓缩装置210中进行蒸发浓缩处理；步骤102：浓盐水在蒸发浓缩装置210中进行循环蒸发浓缩处理。

[0171]

具体来说，通过蒸发模块211中位于第一循环水槽212内的液位传感器获取液位信息。若第一循环水槽212内的液位达到预设的液位下限，则控制单元控制补水泵102将原水缓冲罐103中的浓盐水输入至第一循环水槽212中，使浓盐水能够在蒸发浓缩装置210中进行循环蒸发浓缩处理；若第一循环水槽212内的液位未达到预设的液位下限，则表明第一循环水槽212内的浓盐水能够维持正常的循环水平，因此浓盐水在第一循环水槽212和第一蒸发载体213之间循环进行蒸发浓缩。

[0172]

随后，执行步骤200。

[0173]

步骤200：判断蒸发浓缩装置210中的浓盐水是否满足结晶条件，若是，则执行步骤201；若否，执行步骤102。

[0174]

步骤201：蒸发浓缩装置与蒸发结晶装置连通，使浓盐水由蒸发浓缩装置输送至蒸发结晶装置中进行蒸发结晶处理。

[0175]

具体来说，通过蒸发模块211中位于第一循环水槽212内的称重传感器获取实时蒸发量，并根据计算获得第一循环水槽212内浓盐水的浓缩倍数，若该浓缩倍数达到预设的浓缩倍数上限，则控制单元控制结晶补水泵230将第一循环水槽212中的浓盐水输入至蒸发结晶装置220的第二循环水槽222中；若该浓缩倍数未达到预设的浓缩倍数上限，则第一循环水槽212内浓盐水继续在第一循环水槽212和第一蒸发载体213之间循环，以提高其浓缩倍数。

[0176]

接着，执行步骤300。

[0177]

步骤300：判断蒸发结晶装置220中的浓盐水是否满足循环条件，若是，则执行步骤301。

[0178]

步骤301：浓盐水在蒸发结晶装置220中进行循环蒸发结晶处理。

[0179]

具体来说，通过蒸发结晶装置220中设置在第二循环水槽222中的液位传感器获得第二循环水槽222中浓盐水的液位信息。若第二循环水槽222中浓盐水的液位低于预设值，即不满足循环条件，那么表明第二循环水槽222中的浓盐水不能维持正常的循环结晶，因此控制单元会控制结晶循环泵226停止，使结晶模块221中的浓盐水不再进行循环，则此时浓盐水仅会由第一循环水槽212向第二循环水槽222中输入。待第二循环水槽222中浓盐水的液位达到正常水平后，即满足循环条件，则控制单元会控制结晶循环泵226启动继续循环浓盐水。

[0180]

再执行步骤400。

[0181]

步骤400：判断蒸发结晶装置220的运行是否满足出盐条件，若是，则执行步骤401；若否，则执行步骤301。

[0182]

步骤401：使蒸发结晶装置220中的结晶盐从其中分离至结晶后处理单元300中。

[0183]

具体地，通过控制单元获取蒸发结晶装置220的运行时间，若该运行时间达到预设

的时长，则表明满足出盐条件，因此控制单元控制除盐机构225进行除盐操作。第二蒸发载体223的前后两侧的两个方向的前卷轴2231和后卷轴2232将第二蒸发载体223的前后两端卷回，卷回过程中通过刮盐装置2233对第二蒸发载体223进行刮除。刮下结晶盐则收集到第二循环水槽222中，并由其底部的由卸料阀225排出。若不满足出盐条件，则需要使浓盐水继续在蒸发结晶装置220中进行循环蒸发结晶处理。

[0184]

最后，执行步骤500。

[0185]

步骤500：结晶后处理单元300对结晶盐进行脱水和收集处理。通过使结晶盐和母液分离，并将母液返回至第二循环水槽222中进行循环处理，将结晶盐收集至盐仓330中统一收集。

[0186]

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。技术特征：

1.一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，包括：供水单元，其用于输出浓盐水；以及蒸发单元，其与所述供水单元相连，用于对浓盐水进行蒸发结晶处理；所述蒸发单元包括：蒸发浓缩装置，所述蒸发浓缩装置用于接收所述供水单元中输出的浓盐水并进行蒸发浓缩处理；以及蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置用于接收所述蒸发浓缩装置中输出的浓盐水并进行蒸发结晶处理；其中，所述蒸发浓缩装置和所述蒸发结晶装置均为模块化结构；当所述蒸发浓缩装置中的浓盐水满足结晶条件时，所述蒸发浓缩装置与所述蒸发结晶装置连通，使浓盐水由所述蒸发浓缩装置输送至所述蒸发结晶装置中。2.根据权利要求1所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，所述蒸发浓缩装置包括至少一个蒸发模块，所述蒸发模块包括与所述供水单元相连的第一循环水槽；所述第一循环水槽中设置有称重传感器，所述称重传感器用于测量所述蒸发模块的实时蒸发量，以获得所述蒸发模块中浓盐水的浓缩倍数；和/或所述第一循环水槽中设置有液位传感器，所述液位传感器用于测量所述第一循环水槽的液位，以调节所述供水单元的输出水量；其中，所述结晶条件为所述蒸发模块中浓盐水的浓缩倍数达到预设的浓缩倍数上限；当所述第一循环水槽的浓盐水满足补水条件时，所述供水单元与所述蒸发浓缩装置连通，使浓盐水由所述供水单元输送至所述蒸发浓缩装置中，所述补水条件为所述第一循环水槽中浓盐水的液位达到预设的液位下限。3.根据权利要求2所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，所述蒸发模块还包括：第一蒸发载体，其设置在所述第一循环水槽的上方，用于使浓盐水进行自然蒸发；以及第一布水机构，其设置在所述第一蒸发载体的上方，用于向所述第一蒸发载体上布水；所述第一布水机构与所述第一循环水槽相连，使浓盐水在所述第一循环水槽和所述第一蒸发载体之间循环蒸发。4.根据权利要求3所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，所述蒸发结晶装置包括至少一个结晶模块；所述结晶模块包括用于使浓盐水自然蒸发并结晶的第二蒸发载体以及除盐机构；所述结晶模块的运行满足出盐条件时，所述除盐机构使所述第二蒸发载体上析出的结晶盐与所述第二蒸发载体分离。5.根据权利要求4所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，所述结晶模块还包括：第二布水机构，其设置在所述第二蒸发载体的上方，用于对所述第二蒸发载体布水；以及第二循环水槽，其设置在所述第二蒸发载体的下方，所述第二循环水槽与所述第二布水机构相连，使所述第二循环水槽中的浓盐水在所述第二循环水槽和所述第二蒸发载体之间循环蒸发结晶；其中，当所述第一循环水槽中的浓盐水满足结晶条件时，所述第一循环水槽与所述第

二循环水槽连通。6.根据权利要求4或5所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，所述第一蒸发载体和/或所述第二蒸发载体为包括但不限于帘状载体、筒状载体或条絮结构的载体。7.根据权利要求4或5所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，还包括与所述蒸发结晶装置相连的结晶后处理单元，所述结晶后处理单元用于分离结晶盐和母液，并将母液返回至所述蒸发结晶装置中循环处理。8.根据权利要求5所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，所述供水单元和所述第一循环水槽之间的管路上设置有原水缓冲罐；所述第一循环水槽和所述第二循环水槽之间的管路上设置有浓盐水缓冲罐。9.根据权利要求7所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，还包括冲洗管路，所述冲洗管路用于对所述蒸发单元和所述结晶后处理单元进行冲洗和/或分离所述结晶模块中析出的结晶盐。10.一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100：判断蒸发浓缩装置中的浓盐水是否满足补水条件，若是，则执行步骤101；若否，则执行步骤102；步骤101：供水单元与所述蒸发浓缩装置连通，使浓盐水由所述供水单元输送至所述蒸发浓缩装置中进行蒸发浓缩处理；步骤102：浓盐水在所述蒸发浓缩装置中进行循环蒸发浓缩处理；步骤200：判断所述蒸发浓缩装置中的浓盐水是否满足结晶条件，若是，则执行步骤201；若否，执行步骤102；步骤201：所述蒸发浓缩装置与所述蒸发结晶装置连通，使浓盐水由所述蒸发浓缩装置输送至所述蒸发结晶装置中进行蒸发结晶处理。11.根据权利要求10所述的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，其特征在于，还包括以下步骤：步骤300：判断蒸发结晶装置中的浓盐水是否满足循环条件，若是，则执行步骤301；步骤301：浓盐水在所述蒸发结晶装置中进行循环蒸发结晶处理；步骤400：判断所述蒸发结晶装置的运行是否满足出盐条件，若是，则执行步骤401；若否，则执行步骤301；步骤401：使所述蒸发结晶装置中的结晶盐从其中分离至结晶后处理单元中；步骤500：所述结晶后处理单元对结晶盐进行脱水和收集处理。

技术总结

本发明涉及一种浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统及方法，涉及浓盐水处理技术领域，用于解决现有技术中存在的自然蒸发缓慢、蒸发效率低的技术问题。本发明的浓盐水自然蒸发浓缩结晶系统，包括供水单元和蒸发单元，蒸发单元包括蒸发浓缩装置和蒸发结晶装置，通过设置蒸发浓缩装置和蒸发结晶装置，能够对浓盐水分别进行浓缩和结晶操作的分段处理，使浓盐水在满足设定的结晶条件时，才会由蒸发浓缩装置输送至蒸发结晶装置中进行结晶操作，从而达到提高蒸发速度和效率的目的，有利于浓盐水的有效强化自然蒸发。然蒸发。然蒸发。

技术研发人员：仝胜录 熊日华 刘捷 刘立国 王海棠

受保护的技术使用者：北京低碳清洁能源研究院

技术研发日：2020.03.31

技术公布日：2021/10/7