本发明涉及废水处理领域，具体涉及高效节能低温负压蒸发废水处理方法及处理系统。
背景技术：
现有的地下盐碱水处理、废水处理或者海水淡化处理等处理系统中，大多数水处理系统均采用膜处理系统。
因此，由于膜处理系统的成本高，管理过程繁琐，造成了目前的水处理系统的投资大且成本高，管理过程繁琐，水处理系统的各个系统中大多数采用电能直接供能，从而造成整个水处理系统的能耗大且运行成本高。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的不足，本发明旨在提出高效节能低温负压蒸发废水处理方法及处理系统，其能对盐碱水、海水或者工业废水等废水进行低能耗的处理。
为实现上述目的，本发明的高效节能低温负压蒸发废水处理方法，包括以下步骤：
s1：将盐碱水、海水或者工业废水等废水进行预加热；
s2：将预加热后的废水抽入到低温负压蒸发器中进行加热蒸发，并保持低温负压蒸发器的蒸发温度；
s3：将废水蒸发后产生的水蒸气以及不凝性气体通过水射器抽至冷却循环系统中，并保持低温负压蒸发器的负压状态；
s4：将低温负压蒸发器中蒸发后的废水产生的废渣排出低温负压蒸发器；
s5：将抽出低温负压蒸发器的水蒸气经过冷却循环系统冷凝形成净化水。
进一步的，在步骤s2中，蒸发温度的温度值保持40℃～70℃。
进一步的，在步骤s3中，负压状态的压力值保持0.01mpa～0.05mpa。
进一步的，预加热由太阳能加热、电加热或者水蒸气冷凝后的余热加热。
进一步的，在步骤s5中，部分的净化水用于给水射器提供工作流体。
进一步的，加热蒸发的供热主要采用热泵系统，热泵系统包括热泵、水下集热管、水下蒸发盘管以及蒸发盘组，热泵为地源热泵、水源热泵或者风源热泵。
进一步的，在步骤s5中，部分净化水中的余热给水下集热管提供热能，且该余热通过板式热交换器为废水进行预加热。
本发明还提出低温负压蒸发废水处理系统，包括水下集热管和地下集热管，包括以下系统：
负压蒸发系统，负压蒸发系统包括低温负压蒸发器和热泵系统，热泵系统包括热泵，水下集热管或/和地下集热管、热泵以及低温负压蒸发器依次连接；
预加热系统，预加热系统包括废水水泵和预加热装置，预加热系统与负压蒸发系统连接，预加热装置包括太阳能加热器或者电加热器；
冷却循环系统，冷却循环系统包括循环箱和连接在循环箱上的供冷系统，循环箱上设置有排水口和排气口；
抽真空喷淋系统，抽真空喷淋系统包括抽真空水泵、真空管、水射器和喷淋管，抽真空喷淋系统与负压蒸发系统及冷却循环系统连接。
进一步的，低温负压蒸发器包括密封体，密封体的内部底侧设置有水下蒸发盘管，热泵连接有热媒管，热媒管与水下蒸发盘管连接，密封体连接有废水管，密封体的底侧设置有排渣口，水下蒸发盘管的上侧设置有蒸发盘组，蒸发盘组包括各个依次叠合的蒸发盘片，密封体外侧连接有蒸发管，蒸发管上连接有循环泵，蒸发管上连接有布水器，布水器的各个出水口位于各个蒸发盘片的上表面，热媒管穿插在蒸发盘片中。
进一步的，水下蒸发盘管的上侧设置有除沫器，除沫器位于蒸发盘组的下侧，各个蒸发盘片倾斜设置。
进一步的，供冷系统包括与循环箱连接的热棒，热棒连接有冷凝管。
进一步的，水下集热管以及真空管与循环箱连接。
进一步的，负压蒸发系统、预加热系统、冷却循环系统、抽真空喷淋系统以及热泵系统的动力由
光伏发电、风力发电、常规供发电或者温差驱动提供。
有益效果：首先将废水进行预加热，然后将废水在低温负压蒸发器中加热蒸发，低温负压蒸发器中产生负压及低温，且低温负压系统的净化过程简单，可以降低低温负压系统消耗的能源，达到节能的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
图1是本发明整体的结构示意图；
图2是低温负压蒸发器的结构意图；
图3是热媒管与蒸发盘组连接结构图的正视图；
图4是热媒管与蒸发盘组连接结构图的剖视图。
附图标记：1、负压蒸发系统；11、低温负压蒸发器；111、密封体；112、水下蒸发盘管；113、热媒管；114、废水管；115、排渣口；12、热泵；13、水下集热管；14、地下集热管；2、预加热系统；21、废水水泵；3、抽真空喷淋系统；31、抽真空水泵；32、真空管；33、水射器；34、喷淋管；4、冷却循环系统；41、循环箱；42、供冷系统；5、预加热装置；6、排水口；7、排气口；8、除沫器；9、热棒；10、冷凝管；15、板式热交换器；16、蒸发盘组；161、蒸发盘片；162、蒸发管；163、循环泵；164、布水器。
具体实施方式
下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
本发明提出高效节能低温负压蒸发废水处理方法，包括以下步骤：
s1：将盐碱水、海水或者工业废水等废水进行预加热；
s2：将预加热后的废水抽入到低温负压蒸发器中进行加热蒸发，并保持低温负压蒸发器的蒸发温度；
s3：将废水蒸发后产生的水蒸气以及不凝性气体通过水射器抽至冷却循环系统中，并保持低温负压蒸发器的负压状态；
s4：将低温负压蒸发器中蒸发后的废水产生的废渣排出低温负压蒸发器；
s5：将抽出低温负压蒸发器的水蒸气经过冷却循环系统冷凝形成净化水。
下面详细描述高效节能低温负压蒸发废水处理方法。
废水主要包括盐碱水、海水、无挥发性有害物的工业无机废水或有机无机混合废水、生活垃圾渗滤液等。如图1所示，在步骤s1中，首先对废水进行预加热，预加热的能源来源于太阳能、电能或者冷凝水的余热回收，通过将废水预加热，可以减少后续废水蒸发所需的能耗。
如图1所示，本发明的高效节能低温负压蒸发废水处理方法采用水下集热管13、热泵系统以及水下蒸发盘管112，水下集热管13是将自然界的能量储存的一种方式，热泵系统主要包括热泵12，热泵12为地源热泵、水源热泵或者风源热泵，热泵12主要是由较小的能耗驱动后，热泵12可以将水下集热管13中的热能转移至低温负压蒸发器11中对废水进行加热蒸发，并且通过水下蒸发盘管112保持废水蒸发的温度，该废水蒸发的温度值保持在40℃～70℃。
如图1所示，本发明的高效节能低温负压蒸发废水处理方法还采用水射器33，在废水蒸发时，废水产生水蒸气以及不凝性气体，水射器33可以将水蒸气以及不凝性气体共同抽出低温负压蒸发器11，水射器33将水蒸气和不凝性气体抽出低温负压蒸发器11后，低温负压蒸发器11中处于负压状态，该负压状态的压力值保持在0.01mpa～0.05mpa，处于负压状态下的低温负压蒸发器11可以使废水在40℃～70℃的温度下保证蒸发效率，水射器33将水蒸气抽出低温负压蒸发器11时，水射器33会增加低温负压蒸发器11中水蒸气的流速，从而进一步增加废水的蒸发效率。
在步骤s5中，水蒸气冷凝成水滴，水滴汇聚成净化水，水蒸气冷凝时放出热量，净化水中的热量通过热传导的方式将余温传递给水下集热管13，另外，净化水中的余热通过板式热交换器15给废水进行预加热，达到对热量的充分利用，水下集热管13将净化水中的余热利用并通过热泵12继续对废水进行加热蒸发，另外，部分净化水给水射器33提供工作流体，从而水射器33能持续将低温负压蒸发器11的水蒸气抽出低温负压蒸发器11并进行冷凝。
低温负压蒸发器11在将废水持续蒸发的过程中，废水产生的废渣由低温负压蒸发器11的排渣口115排出，废渣为粘稠的液体，该废渣排出低温负压蒸发器11后，可以提高水下蒸发盘管112的热传导能力，从而保证废水的蒸发效率。
本发明首选实施方式的低温负压蒸发废水处理系统，包括水下集热管13和地下集热管14和负压蒸发系统1，负压蒸发系统1包括热泵系统，热泵系统由热泵12组成，负压蒸发系统1还包括低温负压蒸发器11和水下蒸发盘管112，水下集热管13和地下集热管14、热泵12以及低温负压蒸发器11依次连接，热泵12通过较小的电能消耗，热泵12将水下集热管13和地下集热管14中储存的热能转移至水下蒸发盘管112上和蒸发盘组16上，水下蒸发盘管112上对废水进行加热，充分地对自然界的热量进行利用，减少系统运行的电能能耗。
如图1，在低温负压蒸发器11上连接有预加热系统2，预加热系统2对废水进行预加热，减少水下集热管13和地下集热管14的热量消耗，预加热系统2包括太阳能加热器或者电加热器，以及与太阳能加热器或者电加热器连接的废水水泵21，废水水泵21将太阳能加热器或者电加热器预热后的废水抽入到低温负压蒸发器11中，低温负压蒸发器11中预热后的废水则通过水下蒸发盘管112进行加热蒸发。
如图1，低温负压蒸发器11包括密封体111，密封体111采用防腐蚀材料制作，密封体111的内部设置有蒸发盘组16，前述水下蒸发盘管112设置在密封体111中，热泵12连接有热媒管113，热媒管113与水下蒸发盘管112以及蒸发盘组16均连接，密封体111连接有废水管114，废水管114与废水水泵21连接，废水通过废水管114进入到低温负压蒸发器11中，密封体111的底侧设置有排渣口115，排渣口115排出废水中蒸发后残留的废渣。
如图1，前述蒸发盘组16用于增大热媒管113与废水的接触面积，从而提高废水的蒸发效率。如图3和图4，蒸发盘组16包括各个依次竖直叠合的蒸发盘片161，热媒管113穿插在蒸发盘片161中，密封体111外侧连接有蒸发管162，蒸发管162上连接有循环泵163，蒸发管162上连接有布水器164，布水器164的各个出水口位于各个蒸发盘片161的上表面，蒸发盘片161倾斜设置，因此在蒸发盘片161上的废水能缓慢流动并最终重新落在低温负压蒸发器11内部的底侧。
如图1，废水在蒸发时，为了能提高蒸发效率，减少泡沫对表面蒸发的影响，因此在低温负压蒸发器11中设置有除沫器8，除沫器8位于水下蒸发盘管112以及蒸发盘组16之间，在低温负压蒸发器11的底部设置有除垢自清装置，除垢自清装置采用中国专利cn204469317u公开的自清装置。
如图1，低温负压蒸发器11上连接有抽真空喷淋系统3，抽真空喷淋系统3包括抽真空水泵31、真空管32、水射器33和喷淋管34，水射器33设置在低温负压蒸发器11中，低温负压蒸发器11中由于蒸发作用而产生水蒸气以及不凝性气体，水射器33将水蒸气以及不凝性气体通过喷淋管34抽出低温负压蒸发器11，抽真空水泵31通过将液体通过真空管32抽入到水射器33中，从而为水射器33提供工作流体。真空管32连接有冷却循环系统4，冷却循环系统4将喷淋管34中的水蒸气冷凝形成净化水，净化水相较于原先的废水而得到净化处理，冷却循环系统4包括循环箱41和连接在循环箱41上的供冷系统42，循环箱41可以对冷凝后的净化水进行储存，循环箱41上设置有排水口6和排气口7，净化处理完成的净化水从排水口6排出循环箱41，随水蒸气一起进入到循环箱41中的不凝性气体通过排气口7排出循环箱41。前述供冷系统42主要包括与循环箱41连接的热棒9，热棒9连接有冷凝管10,喷淋管34处于冷凝管10的上方。
如图1，净化水在循环箱41中储存后，前述水下集热管13与循环箱41中的净化水接触，净化水中的余热通过热传递的方式将热量传递给水下集热管13中，水下集热管13通过热泵12再对水下蒸发盘管112进行加热，达到净化水中热量循环使用的效果，同时，抽真空水泵31可以通过真空管32从循环箱41中抽取部分净化水用于水射器33的工作流体。净化水与前述预加热系统2通过板式热交换器15连接，净化水冷却后的余温给预加热系统进一步供热，提高热量的利用率，低温负压蒸发废水系统中的负压蒸发系统、预加热系统、冷却循环系统、抽真空喷淋系统以及热泵系统的动力由光伏发电、风力发电、常规供发电或者温差驱动提供，达到充分地对自然资源利用的效果。
上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。
技术特征：
技术总结
本发明的高效节能低温负压蒸发废水处理方法，包括以下步骤：S1：将盐碱水、海水或者工业废水等废水进行预加热；S2：将预加热后的废水抽入到低温负压蒸发器中进行加热蒸发，并保持低温负压蒸发器的蒸发温度；S3：将废水蒸发后产生的水蒸气以及不凝性气体通过水射器抽至冷却循环系统中，并保持低温负压蒸发器的负压状态；S4：将低温负压蒸发器中蒸发后的废水产生的废渣排出低温负压蒸发器；S5：将抽出低温负压蒸发器的水蒸气经过冷却循环系统冷凝形成净化水。保证了对热量的利用率，以及通过减少低温负压系统净化过程而减少了整个系统的能耗。本发明还提出低温负压蒸发废水处理系统。
技术研发人员：谢天宇;谢宁汉
受保护的技术使用者：谢宁汉;谢天宇
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.02.22
声明：
“高效节能低温负压蒸发废水处理方法及处理系统与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：谢宁汉;谢天宇
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2024年07月05日 ~ 07日 
