[0001] 本
申请要求于2015年10月14日提交中国
专利局、申请号为201510661224.1、
发明名称为“一种
污水处理方法和设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
[0002] 本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理方法和设备。
背景技术
[0003] 工业生产中会产生大量的工业污水和工业
废水，而工业污水和工业废水的直接排放将会造成严重的环境污染问题，甚至会直接造成
饮用水的污染，从而会给人类的生活造成严重的损害。
[0004] 现阶段，可采用多种方式进行污水处理，常见的有采用
蒸发技术可去除含有盐的污水和废水，该方法是通过对污水和废水进行加热使其部分蒸发为水
蒸汽，由于水蒸汽的蒸发使得污水和废水中盐的含量增大，达到饱和程度时，盐分将会从污水和废水中析出，从而将盐分与水进行分离。
[0005] 具体的，请参照图1，图1是
现有技术采用的蒸发技术进行污水处理方法的
流程图，第一步，在预热器中使污水进行预
热处理，该预热处理是为之后的工序提供一定的参数；第二步，将预热器中的
流体注入加热器，在该加热器可以将流体加热到必要的
温度，由于加热器中的流体为高压状态，因此流体在加热器中一般不会发生
相变；第三步，经过加热器的流体注入至蒸发室中，流体进入蒸发室后压
力迅速下降导致部分液体闪蒸或迅速
沸腾，未蒸发液体和盐分暂存在蒸发室，废水不断地被蒸发，废水中的盐的浓度越来越高，当废水中的盐分超过饱和状态时，水中的盐分就会不断地析出，进入蒸发室的下部排出。
[0006] 但是，上述现有技术的污水处理方法在加热器对污水进行加热时需要消耗大量的
热能，并且水蒸汽也可能发生冷凝现象，也会造成热源利用率低的问题，因此，采用现有技术方法将会造成
能源的浪费，不能有效的节约能源。
发明内容
[0007] 本发明提供一种污水处理方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
[0008] 本发明另外提供一种污水处理设备。
[0009] 本发明提供一种污水处理方法，包括：
[0010] 将污水进行雾化处理；
[0011] 将所述雾化后的污水注入至高压环境的加热器中，加热至预定温度，形成汽液共存形态的污水；
[0012] 所述汽液共存形态的污水输入至结晶
蒸发器中，在所述结晶蒸发器中，将析出饱和的污染成分；
[0013] 将所述结晶蒸发器中的水蒸汽经
过冷凝获得不包含所述污染成分的水，完成污染成分和水的分离。
[0014] 可选的，在所述将所述结晶蒸发器中的水蒸气经过冷凝获得不包含所述污染成分的水之前，执行以下步骤：
[0015] 将述结晶蒸发器中输出的水蒸汽通过第一
压缩机进行压缩处理；
[0016] 将经过压缩处理的水蒸汽输入至所述加热器中。
[0017] 可选的，所述将污水进行雾化处理，采用以下方式：
[0018] 采用
超声波将污水的水分子打散形成使污水形成为雾状形态。
[0019] 可选的，所述将污水进行雾化处理，采用以下方式：
[0020] 使污水通过高速旋转的
涡流风扇，所述涡流风扇的高速转动将污水打散为雾状形态。
[0021] 可选的，所述将污水进行雾化处理，采用以下方式：
[0022] 向所述污水中通入高速气流；
[0023] 所述高速气流将冲击污水，并带动污水喷射形成雾状形态。
[0024] 可选的，所述在所述污水中通入高速气流中的高速气流通过以下方式获得：
[0025] 采用第二压缩机将低压的空气压缩为高压气体；
[0026] 将所述高压气体通过细小管口形成高速气流。
[0027] 可选的，所述第一压缩机和第二压缩机采用蚌线技术完成压缩处理。
[0028] 可选的，所述将所述雾化后的污水注入至高压环境的加热器中，加热至预定温度的步骤中，所述加热器中对污水的加热采用以下方式：
[0029] 将热源设置在所述加热器的中心；
[0030] 采用中心热源对污水进行由中心向
外延伸的加热。
[0031] 可选的，所述将所述雾化后的污水注入至高压环境的加热器中，加热至预定温度的步骤中，所述加热器中对污水的加热采用以下方式：
[0032] 将热源设置在所述加热器的内壁上；
[0033] 采用热源对污水进行由外部向中心延伸的加热。
[0034] 可选的，所述将所述雾化后的污水注入至高压环境的加热器中，加热至预定温度的步骤中，所述加热器中对污水的加热采用以下方式：
[0035] 在加热器中注入高温的饱和水蒸汽对污水进行加热。
[0036] 本发明还提供一种污水处理设备，包括：雾化处理装置、加热器和结晶蒸发器，所述雾化处理装置将污水进行雾化处理，经过雾化处理的污水注入所述加热器中加热至预定温度，形成汽液共存形态输出，汽液共存形态的污水注入结晶蒸发器中进行结晶蒸发处理；
[0037] 在所述结晶蒸发器中，将析出饱和的污染成分，且将所述结晶蒸发器中的水蒸汽经过冷凝获得不包含所述污染成分的水，完成污染成分和水的分离。
[0038] 可选的，还包括第一压缩机，所述第一压缩机将所述结晶蒸发器排出的水蒸汽进行压缩处理，并将经过压缩处理的水蒸汽注入所述加热器中。
[0039] 可选的，所述雾化处理装置包括第二压缩机、高速气流通道和污水注入通道，高速气流通道和污水注入通道具有交汇点，所述第二压缩机将空气压缩为高速气流，所述高速气流将会冲击流入交汇点的污水，使其形成雾状形态。
[0040] 可选的，所述第一压缩机和第二压缩机具有
曲柄圆滑
块机构。
[0041] 与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0042] 本发明提供一种污水处理方法，该方法包括：将污水进行雾化处理；将所述雾化后的污水注入至高压环境的加热器中，加热至预定温度，形成汽液共存形态的污水；所述汽液共存形态的污水输入至结晶蒸发器中，在所述结晶蒸发器中，将析出饱和的污染成分；将所述结晶蒸发器中的水蒸汽经过冷凝获得不包含所述污染成分的水，完成污染成分和水的分离。该方法是将污水经过雾化处理之后再对其进行加热处理，雾化后的流体为细小的液体颗粒，该液体颗粒相比于流动的液体在加热时与外界或者热源的
接触面积更大，因此，雾化后的液体颗粒有利于加热，可缩短加热时间和加热时所需的
能量，从而可以有效的利用热源，节约加热所需的能源。
附图说明
[0043] 图1是现有技术采用的蒸发技术进行污水处理方法的流程图。
[0044] 图2是本发明
实施例提供的一种污水处理方法的流程图。
[0045] 图3是本发明实施例提供的一种雾化处理方法的流程图。
[0046] 图4是本发明实施例提供的将二次
蒸汽压缩处理后进行雾化处理的方法流程图。
[0047] 图5是本发明实施例提供的一种液体处理设备的结构示意图。
具体实施方式
[0048] 本发明实施例提供一种污水处理方法，该方法一般是为了去除污水或者废水中的污染物质或者成分，其中污染物质或成分一般为类似盐分等可以溶于水又可以在饱和的情况下从废水中析出的物质，且该污染物质或成分可以通过蒸发技术去除，因此该方法是采用蒸发技术去除污水中污染物质或成分的一种方法。
[0049] 图2是本发明实施例提供的一种污水处理方法的流程图，请参照图2，该液体处理方法包括：
[0050] 步骤S201，将污水进行雾化处理。
[0051] 将污水进行雾化处理，通过雾化处理将会形成雾化后的污水。所述雾化处理是使液体经过特殊装置
化成小滴，成雾状喷射出去。
[0052] 上述雾化处理方式可以具有多种，只要将待处理的液体打散为雾状的液体颗粒即可。
[0053] 所述将污水进行雾化处理中的雾化采用以下方式实现：
[0054] 第一种，使污水通过高速旋转的涡流风扇，所述涡流风扇的高速转动将污水打散为雾状形态。
[0055] 在该种情况下，一般通过涡流风扇的污水也具有一定的流动速度，以保证污水在经过涡流风扇后可以向外侧喷出。在涡流风扇的外侧，即污水喷出的方向上，设置多个具有一定
密度和一定大小的网格，该网格可以与喷出的雾化的液滴进行进一步的碰撞，使得采用该雾化方式产生的雾状水滴更均匀，雾化效率和效果更好。
[0056] 上述网格的密度和数量可根据实际的需要进行设置，网格的密度越大，网格所形成面积尺寸越小，则形成的雾状的液体颗粒越细小，雾化处理的效果也就越好。
[0057] 第二种，采用
超声波将污水的水分子打散形成使污水形成为雾状形态。
[0058] 超声波本身具有一定的震动
频率，通过超声波的震动将水分子打散，使污水由流动形态变为雾状形态。
[0059] 此外，第三种，也是本发明实施例提供一种最简单直接的雾化方式。该雾化方式可参考图3，图3是本发明实施例提供的一种雾化处理方法的流程图，该雾化处理方法包括：
[0060] 步骤S201-1，向所述污水中通入高速气流。
[0061] 该雾化方法实际是压缩雾化的具体实施，所述高速气流是通过第二压缩机将低压的空气压缩为高压气体，并且再将所述高压气体通过细小管口形成高速气流喷出。
[0062] 所述第二压缩机产生的高速气流是为了与污水的水分子撞击提供初始的
动能，只有具有一定的动能才能将水分子打散形成水雾，具体是将高速气流的动能撞击水分子，使得水分子之间的分子键遭到破坏，最终形成水雾。
[0063] 为了与本发明实施例后续中的污水处理设备中包括的装置相对应，将该处设置的压缩机称为是第二压缩机，所述第二压缩机中将采用蚌线技术以实现压缩处理过程。
[0064] 步骤S201-2，所述高速气流将冲击污水，并带动污水喷射形成雾状形态。
[0065] 该步骤具体是，所述高速气流具有一定的传输通道，污水传输也具有一定的通道，而两个通道是具有交汇点，高速气流的传输通道经过交汇点之后仍然按照原来的方向喷射气体，而污水的传输通道可以由任意的方向与所述高速气流的传输通道进行交汇，经过交汇点的污水将不按照原来的通道传输，而是被高速气流带动快速沿着高速气流的传输通道喷射出，并且喷射出的为雾状的形态。
[0066] 无论采用何种方式，只要实现该步骤中将流动的液体形成为雾状的液体颗粒即可。在该步骤中，形成的雾化污水在之后的步骤中需要进行加热，而雾化形态的液体由多个细小的水滴构成，因此雾化的液体与空气或者外界的热源的接触面积较大，因此，在加热的过程中，由于雾化的液体与热源或者空气接触面积大，其加热速度和效率均得以提高，从而可以节省加热时所需要的热源的能量。
[0067] 此外，对雾化后的液体进行加热不但可以节省能源，在加热到一定温度的前提下，还可以减少加热时间，为污水处理工艺产生另一个有益效果。
[0068] 步骤S202，将所述雾化后的污水注入至高压环境的加热器中，加热至预定温度，形成汽液共存形态的污水。
[0069] 在该步骤中，对雾化后的污水的加热一般不会发生形态的相变，由于所述加热器的高压环境，在高压环境中，水的沸点也随之升高，在所述加热器中将污水加热至预定温度，将会形成汽液共存形态的污水。具体是，在该加热环节，由于水的沸点升高，预定温度并没有达到水在其相应的压强下的沸点，因此污水并不会完全蒸发为水蒸汽，而是以气体和液体两者共存的形态存在于所述加热器中。
[0070] 所述汽液共存形态是与固体相对应的，包含气体和液体两种形态，以及气体和液体之间还会发生相互转换。
[0071] 所述加热器中的加热方式可以使多种的，按照加热方式分可以分为采用电热丝进行加热，采用
辐射加热，或者采用水蒸汽加热等。
[0072] 例如，采用的加热方式可以是利用饱和水蒸汽加热，具体的，在加热器中注入高温的饱和水蒸汽对污水进行加热。
[0073] 此外，按照热源
位置也可以进行分类，分别为中心加热和外围加热。
[0074] 具体是，第一种中心加热方式，将热源设置在所述加热器的中心；采用中心热源对污水进行由中心向外延伸的加热。
[0075] 第二种外围加热方式，将热源设置在所述加热器的内壁上；采用热源对污水进行由外部向中心延伸的加热。
[0076] 步骤S203，所述汽液共存形态的污水输入至结晶蒸发器中，在所述结晶蒸发器中，将析出饱和的污染成分。
[0077] 经过加热器的汽液共存形态的污水注入至结晶蒸发器中，汽液共存形态的污水进入结晶蒸发器后压力迅速下降导致部分液体闪蒸或迅速沸腾，未蒸发液体和盐分暂存在蒸发室，废水不断地被蒸发，废水中的盐的浓度越来越高，当废水中的盐分超过饱和状态时，水中的盐分就会不断地析出，进入结晶蒸发器的下部排出。
[0078] 步骤S202和S203中的加热处理和结晶蒸发处理一般为常规的处理方式，分别在加热器和结晶蒸发器中完成相应的处理。但本发明实施例提供的方法在加热处理过程中处理的是已经雾化的污水，而不是传统的普通的流动的液体污水，因此，在上述步骤中也有介绍，对雾化的液体的加热更简单和节省能源，因此，该加热处理过程相比于传统的加热过程可以更有效的利用热能，并且加热效果较好，加热效率高。
[0079] 步骤S204，将所述结晶蒸发器中的水蒸汽经过冷凝获得不包含所述污染成分的水，完成污染成分和水的分离。
[0080] 此外，在采用蒸发技术去除污水中污染物质和成分时，一般还采用二次蒸汽再压缩(MVR)工艺，即将述结晶蒸发器中输出的水蒸汽通过第一压缩机进行压缩处理；再将经过压缩处理的水蒸汽输入至所述加热器中。
[0081] 结合本发明实施例提供的污水处理方法，该实施例提供的方法中涉及将污水首先进行雾化处理，因此，也可以将再压缩处理工艺加入到本发明实施的方法中。
[0082] 具体是，请参考图4，图4是本发明实施例提供的将二次
蒸汽压缩处理后进行雾化处理的方法流程图。
[0083] 该方法是在步骤S204之前执行的，具体执行步骤如下：
[0084] 步骤S401，将述结晶蒸发器中输出的水蒸汽通过第一压缩机进行压缩处理。
[0085] 上述步骤S203中已经将液体进行结晶蒸发处理，该结晶蒸发处理是在结晶蒸发器中进行的，经过结晶蒸发器产生的水蒸汽经过第一压缩机进行压缩处理，该第一压缩机将低温低压的经由结晶蒸发器输出的所述水蒸汽经过压缩处理形成具有高温高压的水蒸汽，该具有高温高压的水蒸汽将在下一步骤S402中进行加热处理。
[0086] 步骤S402，将经过压缩处理的水蒸汽输入至所述加热器中。
[0087] 该步骤是将经过所述第一压缩机压缩处理过的水蒸汽作为热源注入至所述加热器中进行进一步的加热，之后继续进入结晶蒸发器和第一压缩机中进行循环处理。
[0088] 此外，也可以将即将经过所述第一压缩机压缩处理过的水蒸汽进行雾化处理，由于水蒸汽也可能存在液态的水珠，再经过雾化处理后将会形成更均匀的雾化形态的流体。因此，该循环过程如下：首先经过结晶蒸发器的水蒸汽进入第一压缩机，形成高压水蒸汽，将该高压水蒸汽进行雾化处理，之后再进入所述加热装置中加热处理，加热后的流体再次进入结晶蒸发器，未蒸发的流体在污染物质饱和的情况下会析出饱和物质，蒸发的水蒸汽再次进入第一压缩机，采用循环的方式进行上述的处理。
[0089] 上述将经过结晶蒸发器的水蒸汽压缩处理后进行雾化处理的方法可以有效的利用剩余的热能，将所述水蒸汽进行压缩再利用，并且结合对液体蒸汽的雾化处理，上述压缩处理和雾化处理均可以提高热源的利用率以及加热效率，因此，两中方式结合使用使得在污水处理工艺中具有更显著的效果，采用本发明实施例提供的液体处理方法一方面可以提供能源的利用率，起到节省能源的效果；另一方面还可以节省加热时间，提高污水处理的效率。
[0090] 本发明实施例还提供一种液体处理设备，请参考图5，图5是本发明实施例提供的一种液体处理设备的结构示意图，该设备包括雾化处理装置501、加热器502和结晶蒸发器503，所述雾化处理装置将污水进行雾化处理，经过雾化处理的污水注入所述加热器中加热至预定温度，形成汽液共存形态输出，汽液共存形态的污水注入结晶蒸发器中进行结晶蒸发处理。
[0091] 在所述结晶蒸发器中，将析出饱和的污染成分，且将所述结晶蒸发器中的水蒸汽经过冷凝获得不包含所述污染成分的水，完成污染成分和水的分离。
[0092] 优选的，还包括第一压缩机，所述第一压缩机将所述结晶蒸发器排出的水蒸汽进行压缩处理，并将经过压缩处理的水蒸汽注入所述加热器中。
[0093] 优选的，所述雾化处理装置包括第二压缩机、高速气流通道和污水注入通道，高速气流通道和污水注入通道具有交汇点，所述第二压缩机将空气压缩为高速气流，所述高速气流将会冲击流入交汇点的污水，使其形成雾状形态。
[0094] 优选的，所述第一压缩机和第二压缩机具有曲柄圆滑块机构。
[0095] 由于上述液体处理设备与上述方法之间具有对应关系，因此，对该设备的情况可参考上述方法的介绍。
[0096] 本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和
修改，因此本发明的保护范围应当以本发明
权利要求所界定的范围为准。
