乳化液废水浓缩处理装置及处理方法与流程

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种乳化液废水浓缩处理装置及处理方法。

背景技术：

乳化液是一种含矿物油的半合成加工液产品，特别适用于铝金属及其合金的加工。但乳化液废水中的有机物浓度高，含油色度大，如果直接排放会造成严重的环境污染，增加了废水的处理难度。目前，对乳化液的处理常用的方法是破乳除油。常用的破乳方法有加热法盐析法凝聚法、酸化法混合法以及化学絮凝上浮法。由于乳化液一般处理量小，破乳除油需要添加较多化学药剂，因此处理成本很高。

膜法处理也是乳化液废水处理的一种方法，传统的膜法处理通过膜过滤的方式将乳化液废水中的油分截留，得到含油的乳化液浓缩液和过滤水，达到乳化液废水浓缩的目的。但膜法处理产生的乳化液浓缩液的量较大，仍然不利于浓缩液的后续处理。且处理的废水含油量高，对过滤使用的膜损耗较大，进而增加了成本。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种无需破乳、运行成本低的乳化液废水浓缩处理装置及处理方法。

本发明提供了一种乳化液废水浓缩处理装置，包括：

加热器，所述加热器的进液口用于与乳化液废水连接，用于加热所述乳化液废水；

分离器，所述分离器的第一进液口与所述加热器的第一出液口连接，所述分离器的出液口与所述加热器的进液口连接，使所述加热器与所述分离器之间形成循环回路，用于蒸发浓缩所述乳化液废水；所述分离器的第一出气口与所述加热器的进气口连接，用于将所述分离器排出的蒸汽返回至所述加热器中作为热源；及

陶瓷膜组，所述陶瓷膜组的进液口与所述加热器的第二出液口连接，用于除去自所述第二出液口排出的冷凝水中的残留油分。

在其中一些实施例中，所述分离器包括第一分离室与第二分离室，所述第一分离室与所述第二分离室的底部连通，所述第一分离室与所述第二分离室的顶部设有隔板分隔；所述第一分离室与所述加热器的第一出液口连接，以使经所述加热器加热的乳化液废水进入所述分离器；所述分离器的所述第一出气口开设于所述第二分离室。

在其中一些实施例中，还包括除雾组件，所述除雾组件设于所述第二分离室内。

在其中一些实施例中，所述分离器的第二进液口与洁净水源连接，用于清洗所述除雾组件。

在其中一些实施例中，还包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的出气口与所述分离器的进气口连接，用于提供新鲜蒸汽作为所述分离室的蒸发热源。

在其中一些实施例中，还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机设置在所述分离器的出液口与所述加热器的进液口之间，所述蒸汽压缩机用于对所述蒸汽升温升压。

在其中一些实施例中，所述陶瓷膜组的陶瓷膜孔径为10～30nm。

在其中一些实施例中，所述加热器设有视镜，所述视镜用于供观察所述加热器内产生的冷凝水的颜色。

在其中一些实施例中，所述加热器的第二出液口与所述乳化液废水连接，用于将浑浊有色的所述冷凝水汇入所述乳化液废水。

在其中一些实施例中，还包括换热器，所述换热器的第一进液口与乳化液废水连接，所述换热器的第一出液口与所述加热器的进液口连接，所述换热器的第二进液口与所述加热器的第二出液口连接，所述换热器的第二出液口与所述乳化液废水和/或所述陶瓷膜组连接，用于对所述乳化液废水预热。

上述乳化液废水浓缩处理装置包括蒸发器、蒸发源及陶瓷膜组。蒸发器包括加热器及分离器，加热器与分离器之间形成回路，通过蒸发器对乳化液废水多次蒸发浓缩得到的浓缩液包含乳化液废水中大量的油分和盐，浓缩液浓缩倍数高、量少。通过陶瓷膜组对蒸发浓缩、然后冷凝的冷凝水处理，除去残留的油分，除油后的冷凝水可以直接排放。并且陶瓷膜组仅用于处理冷凝水中的残留油分，油量较少，能够避免陶瓷膜组直接处理废水原液导致的对陶瓷膜组的损耗，装置运行成本低。整个处理装置不需要添加药剂破乳，不添加预处理设备，占地面积小，运行成本低。

同时，由于乳化液废水属于油水混合物，在处理中容易产生泡沫，采用上述设置隔板的设计的分离器，能够避免乳化液废水在蒸发浓缩过程中产生泡沫。并且除雾装置能够一定程度地阻隔油分，减少蒸汽中混入的油分。

通过加热器上设置的视镜，能够通过冷凝水的颜色、澄清度快速判断冷凝水中的含油量，含油量高的浑浊冷凝水直接通入乳化液废水再次进行蒸发浓缩。含油量低的澄清冷凝水进入陶瓷膜组除油，这样进一步减少了陶瓷膜组的处理量。

本发明还提供了一种乳化液废水浓缩处理方法，包括以下步骤：

对乳化液废水依次进行加热、蒸发浓缩，得到蒸汽和浓缩液；其中，所述加热和蒸发浓缩的步骤循环进行多次；

将所述蒸汽冷凝，得到冷凝水；且将所述蒸汽冷凝产生的热量用作所述加热、蒸发浓缩步骤中加热所述乳化液废水的热源；及

将所述冷凝水经陶瓷膜过滤，除去残留油分。

上述乳化液废水浓缩处理方法，首先对乳化液废水蒸发浓缩，含有高盐分和含油量的浓缩液可以收集起来，陶瓷膜组对冷凝水进行除油处理，除油后的冷凝水可直接排放。该处理方法不需要添加药剂对乳化液废水进行破乳处理，并且陶瓷膜组仅处理蒸发浓缩、冷凝产生的含油量低的冷凝水，大大减少了陶瓷膜组的废水处理量，可以降低运行成本。

附图说明

图1为本发明一实施方式的乳化液废水浓缩装置的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面将结合乳化液废水浓缩处理装置对乳化液废水浓缩处理方法进行详细的介绍。

参阅图1，本发明一实施方式提供了一种乳化液废水浓缩处理装置，包括加热器100、分离器200及陶瓷膜组300。

加热器100的进液口用于与乳化液废水连接，用于加热乳化液废水。

加热器100的第一出液口与分离器200的第一进液口连接，分离器200的出液口与加热器100的进液口连接，以使加热器100与分离器200之间形成循环回路。分离器200用于蒸发浓缩经加热器100加热的乳化液废水，得到蒸汽和浓缩液。

可理解，乳化液废水在分离器200中可通过循环回路进行多次蒸发浓缩。

分离器200的第一出气口与加热器100的进气口连接，用于将分离器200排出的蒸汽返回至加热器100中作为热源。

加热器100的第二出液口用于排出蒸汽换热后形成的冷凝水。

陶瓷膜组300的进液口与加热器100的第二出液口连通，用于除去冷凝水中的残留油分。

上述乳化液废水浓缩处理装置包括加热器100、分离器200及陶瓷膜组300。通过加热器100、分离器200对乳化液废水加热、蒸发浓缩得到的浓缩液包含乳化液废水中大量的油分和盐。通过陶瓷膜组300对蒸发浓缩、然后冷凝的冷凝水处理，除去残留的油分，除油后的冷凝水达到排放标准，可以直接排放。并且陶瓷膜组300仅用于处理冷凝水中的残留油分，油量较少，能够避免陶瓷膜组300直接处理废水原液导致的对陶瓷膜组300的损耗，装置运行成本低。整个处理装置不需要添加药剂破乳，不添加预处理设备，占地面积小。

在实际运行中，根据乳化液废水浓缩倍数的要求，可以使乳化液废水在加热器100与分离器200形成的回路之间循环多次蒸发浓缩，得到浓缩液。具体地，根据分离器200的出液口的出水量可以判断浓缩液量。

在其中一些实施例中，分离器200的第一进液口连通有喷淋组件，喷淋组件设于分离器200内，以使乳化液废水在分离器200内形成小液珠。喷淋组件有利于乳化液废水在分离器200内均匀分布，形成小液珠表面积增大，有利于乳化液废水的蒸发浓缩。

具体地，在实际运行中，控制乳化液废水在加热器100与分离器200之间的流速为1.5m/s～3.5m/s。控制流速为1.5m/s～3.5m/s能够降低乳化液废水在设备中的结垢概率，避免影响加热效率。

具体地，加热器100与分离器200之间的压力高于运行温度下的饱和蒸汽压力，因此乳化液废水不会在加热器100及与分离器200连接的管道之间不会发生沸腾，避免乳化液废水在分离器200外蒸发。

在其中一些实施例中，分离器200的第一进液口与加热器100的第一出液口之间设置限流孔板，以使分离器200与加热器100之间形成压差，使加热器100与分离器200之间的压力高于运行温度下的饱和蒸汽压力。可以理解，设置于分离器200的第一进液口与加热器100的第一出液口之间以形成压差的元件不限于限流孔板，能够使加热器100与分离器200之间的压力高于运行温度下的饱和蒸汽压力即可。

在其中一些实施例中，乳化液废水浓缩处理装置还包括料液输送泵410。料液输送泵410设置于加热器100的进液口用于与乳化液废水之间。料液输送泵410用于提供动力，将乳化液废水输送进入加热器100中。

在其中一些实施例中，乳化液废水浓缩处理装置还包括强制循环泵420。强制循环泵420设置于分离器200的出液口与加热器100的进液口之间，且强制循环泵420还处于料液输送泵410与加热器100的进液口之间。强制循环泵420一方面给在加热器100与分离器200中循环加热、蒸发浓缩的乳化液废水提供动力，另一方面，料液输送泵410输送的乳化液废水先通过强制循环泵420，与加热器100与分离器200中循环加热、蒸发浓缩的乳化液废水混合，然后同步进入加热器100。

在其中一些实施例中，分离器200包括第一分离室210与第二分离室220，第一分离室210与第二分离室220的底部连通，第一分离室210与第二分离室220的顶部设有隔板230分隔。第一分离室210与加热器100的第一出液口连接，以使经加热器100加热的乳化液废水进入分离器200；分离器200的第一出气口开设于第二分离室220。

由于乳化液废水是油水混合物，在蒸发浓缩过程中会产生泡沫，通过采用上述结构的分离器200，第一分离室210内产生的蒸汽被隔板230阻隔，细微的泡沫落入第二分离室220底部，蒸汽从第一分离室210与第二分离室220底部连通处流动，然后从第二分离室220的第一出气口排出。

在其中一些实施例中，乳化液废水浓缩处理装置还包括除雾组件240，除雾组件240设于第二分离室220内，以用于除去第二分离室220中待排出的蒸汽中的杂质，进而减少进入加热器100中的蒸汽杂质，保证最终加热器100中的出水质量。

在其中一些实施例中，分离器200的第二进液口用于与洁净水源连接，用于对清洗除雾组件240。在乳化液废水浓缩处理装置停机时，可通入洁净水清洁除雾组件240。在其中一些实施例中，分离器200的第二进液口连接有洁净水喷淋组件，用于向除雾组件240喷淋洁净水，以清洁除雾组件240。

在其中一些实施例中，分离器200的第二进液口与洁净水源连接的管路上设有法兰工件。

具体地，分离器200的第一出气口设于第二分离室220的顶部，除雾组件240设置在分离器200的第一出气口下方，并且完全覆盖第二分离室220的顶部，洁净水喷淋组件设置于分离器200的第一出气口及除雾组件240之间。

在其中一些实施例中，分离器200还设置有第二出气口，用于与大气连通，以控制分离器200内的压力，避免在运行中，分离器200内的压力过高或过低，蒸发浓缩在常压条件下进行。进一步地，第二出气口设有阀门控制，以便于控制与大气连通的程度，进而精准控制分离器200内的压力。具体地，本实施方式中的常压条件是指压强为80kpa～120kpa。

在其中一些实施例中，乳化液废水浓缩处理装置还包括蒸汽发生器500，蒸汽发生器500用于提供新鲜蒸汽，蒸汽发生器500的出气口与分离器200的进气口连接，以作为分离器200的蒸发热源。蒸汽发生器500的进液口与洁净水源连接，以用于将洁净水源转化成新鲜蒸汽。可以理解，提供蒸发热源的结构不限于本实施方式的蒸汽发生器500，可也直接与新鲜蒸汽源连接，只要能够为分离器200提供蒸发热源即可。

在其中一些实施例中，分离器200的出液口与加热器100的进液口之间设有蒸汽压缩机600，蒸汽压缩机600用于对蒸汽升温升压。经过蒸汽压缩机600升温升压的蒸汽作为加热器100的热源对乳化液废水加热处理。

在其中一些实施例中，加热器100还设有出气口，用于排出加热器100内的不凝气体。

在其中一些实施例中，乳化液废水浓缩处理装置还包括冷凝水泵430。冷凝水泵430设置于陶瓷膜组300的进液口与加热器100的第二出液口之间，用于为加热器100产生的冷凝水提供动力，将冷凝水输送进入陶瓷膜组300。在其中一些实施例中，冷凝水泵430的出液口还与冷凝水泵430的进液口连接，形成回路。冷凝水泵430的出液口与冷凝水泵430的进液口连接形成的回路可以将一部分冷凝水回流继续通过冷凝水泵430，保证冷凝水泵430的工作流量。

在其中一些实施例中，陶瓷膜组300的陶瓷膜孔径为10nm～30nm。优选地，陶瓷膜孔径为20nm。在其中一些实施例中，陶瓷膜组300有9～20个膜通道。优选地，陶瓷膜组300有15～20个膜通道。具体地，在处理装置运行时，澄清冷凝水加压进入陶瓷膜组300，在陶瓷膜组300的陶瓷膜的作用下，大分子的油分被陶瓷膜截留，小分子的水分作为滤液，排出陶瓷膜组300，通过陶瓷膜组300过滤得到的滤液达到排放标准。需要注意的是，在实际运行时，陶瓷膜组300避免混入空气，气泡的存在会影响陶瓷膜组300的过滤效果。

在其中一些实施例中，加热器100设有视镜，视镜用于观察加热器100内产生的冷凝水的颜色和浊度。

在其中一些实施例中，加热器100的第二出液口用于与乳化液废水连接，以将浑浊有色的冷凝水汇入乳化液废水。通过视镜肉眼观察加热器100内的冷凝水，能够快速判断冷凝水中的残余油量，将含油量较高的浑浊冷凝水汇入乳化液废水继续参与蒸发浓缩，将含油量较低的澄清冷凝水排入陶瓷膜组300进行过滤除油处理，可以进一步减少陶瓷膜组300的处理油量，进一步减少陶瓷膜组300的使用损耗。

在其中一些实施例中，乳化液废水处理系统还包括换热器700。换热器700的第一进液口与乳化液废水连接，换热器700的第一出液口与加热器100的进液口连接，用于对乳化液废水预热处理。

进一步地，换热器700的第二进液口与加热器100的第二出液口连接，换热器700的第二出液口与乳化液废水和/或陶瓷膜组300连接，以使乳化液废水与冷凝水进行换热。设置换热器700对冷凝水及乳化液废水进行换热，能够大量回收处理装置的热能，使冷凝水进一步冷却后排出装置，同时对乳化液废水预热，降低了处理装置的能耗。

在其中一些实施例中，乳化液废水处理装置还包括冷凝器800。冷凝器800的进液口与分离器200的出液口连接，用于冷却自分离器200的出液口排出的浓缩液。冷却后的浓缩液通过冷凝器800的出液口排出。

本发明一实施方式还提供了一种乳化液废水浓缩处理方法，包括以下步骤s1～s3。

步骤s1：对乳化液废水依次进行加热、蒸发浓缩，得到蒸汽和浓缩液；其中，加热和蒸发浓缩的步骤循环进行多次。

步骤s2：将蒸汽冷凝，得到冷凝水；且将蒸汽冷凝产生的热量用作步骤s1中加热乳化液废水的热源。

步骤s3：将冷凝水经陶瓷膜过滤，除去残留油分。

上述乳化液废水浓缩处理方法，首先对乳化液废水蒸发浓缩，得到含有高盐分和含油量的浓缩液。陶瓷膜对蒸发浓缩、冷凝的冷凝水进行过滤除油处理，除油后的冷凝水达到排放标准，可以直接排放。该处理方法不需要添加药剂对乳化液废水进行破乳处理，并且陶瓷膜仅处理蒸发浓缩、冷凝产生的含油量低的冷凝水，大大减少了陶瓷膜组的乳化液废水处理量，对设备损耗小，可以降低运行成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，包括：

加热器，所述加热器的进液口用于与乳化液废水连接，用于加热所述乳化液废水；

分离器，所述分离器的第一进液口与所述加热器的第一出液口连接，所述分离器的出液口与所述加热器的进液口连接，使所述加热器与所述分离器之间形成循环回路，用于蒸发浓缩所述乳化液废水；所述分离器的第一出气口与所述加热器的进气口连接，用于将所述分离器排出的蒸汽返回至所述加热器中作为热源；及

陶瓷膜组，所述陶瓷膜组的进液口与所述加热器的第二出液口连接，用于除去自所述第二出液口排出的冷凝水中的残留油分。

2.根据权利要求1所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，所述分离器包括第一分离室与第二分离室，所述第一分离室与所述第二分离室的底部连通，所述第一分离室与所述第二分离室的顶部设有隔板分隔；所述第一分离室与所述加热器的第一出液口连接，以使经所述加热器加热的乳化液废水进入所述分离器；所述分离器的所述第一出气口开设于所述第二分离室。

3.根据权利要求2所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，还包括除雾组件，所述除雾组件设于所述第二分离室内。

4.根据权利要求3所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，所述分离器的第二进液口用于与洁净水源连接，用于清洗所述除雾组件。

5.根据权利要求1所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，还包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器的出气口与所述分离器的进气口连接，用于提供新鲜蒸汽作为所述分离室的蒸发热源。

6.根据权利要求1所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机设置在所述分离器的出液口与所述加热器的进液口之间，所述蒸汽压缩机用于对所述蒸汽升温升压。

7.根据权利要求1所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，所述陶瓷膜组的陶瓷膜孔径为10～30nm。

8.根据权利要求1所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，所述加热器设有视镜，所述视镜用于供观察所述加热器内产生的冷凝水的颜色。

9.根据权利要求8所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，所述加热器的第二出液口与所述乳化液废水连接，用于将浑浊有色的所述冷凝水汇入所述乳化液废水。

10.根据权利要求1～9任一项所述的乳化液废水浓缩处理装置，其特征在于，还包括换热器，所述换热器的第一进液口与乳化液废水连接，所述换热器的第一出液口与所述加热器的进液口连接，所述换热器的第二进液口与所述加热器的第二出液口连接，所述换热器的第二出液口与所述乳化液废水和/或所述陶瓷膜组连接，用于对所述乳化液废水预热。

11.一种乳化液废水浓缩处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

对乳化液废水依次进行加热、蒸发浓缩，得到蒸汽和浓缩液；其中，所述加热和蒸发浓缩的步骤循环进行多次；

将所述蒸汽冷凝，得到冷凝水；且将所述蒸汽冷凝产生的热量用作所述加热、蒸发浓缩步骤中加热所述乳化液废水的热源；及

将所述冷凝水经陶瓷膜过滤，除去残留油分。

技术总结

本发明涉及一种乳化液废水浓缩处理装置及处理方法。乳化液废水浓缩处理装置包括蒸发器、蒸汽源及陶瓷膜组，蒸发器包括加热器及分离器，加热器与分离器之间形成回路，通过蒸发器对乳化液废水多次蒸发浓缩得到的浓缩液包含乳化液废水中大量的油分和盐。陶瓷膜组与加热器出液口连接，蒸发浓缩、然后冷凝的冷凝水处理，除去残留的油分，除油后的冷凝水可以直接排放。该乳化液废水浓缩处理装置通过蒸发器及陶瓷膜组的组合，能够对乳化液废水进行蒸发浓缩，得到含高盐分、高油量的乳化液浓缩液，并且处理产生的冷凝水经过除油处理，达到排放标准。整个处理装置不需要添加药剂破乳，对设备损耗小，运行成本低。

技术研发人员：叶伟炳;李琴

受保护的技术使用者：广东闻扬环境科技有限公司

技术研发日：2020.12.02

技术公布日：2021.03.30