专利名称：一种蒸发塘和一种高含盐浓水的结晶回收方法
技术领域：
本发明涉及高含盐浓水的减排技术领域，特别是涉及一种蒸发塘和一种高含盐浓水的结晶回收方法。
背景技术：
为了促进工业经济与水资源及环境的协调发展，国家越来越重视环境污染保护工作。2005年颁布的《中国节水技术政策大纲》首先提出要发展外排废水回用和“零排放”技术；《国家环境保护“十一五”规划》明确要求在钢铁、电力、化工、煤炭等重点行业推广废水循环利用，努力实现废水少排放或零排放；在《国家环境保护“十二五”科技发展规划》中将研发污染控制技术、培育环保产业的科技需求作为一个重要的规划方向。高含盐浓水处理是废水零排放系统中的关键环节。高含盐浓水是含盐量大于4%的废水，将其直接排放会严重污染环境，危害人民群众的健康。因此，需要对高含盐浓水进行回收处理，以减少或消除废水的排放，保护生态环境。
在降水量小、蒸发量大且地广人稀的地区采用蒸发塘处理高含盐浓水，具有很好的发展前景。现有的蒸发塘是将高含盐浓水集中于一个或几个处理池中，利用太阳能使高含盐浓水蒸发而结晶。这种技术的缺点在于，目前处理池必须设计得较深，才能满足蒸发需求，但这严重影响蒸发效率，使蒸发塘失效，从而无法实现废水零排放。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蒸发塘和一种高含盐浓水的结晶回收方法，能提高高含盐浓水的回收处理速度，以达到废水零排放的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种蒸发塘，该蒸发塘包括调节池、 结晶池、残液贮存池、盐贮存区；其中，
所述调节池、所述结晶池、所述残液贮存池均为顶部敞口的钢筋混凝土水池；
所述调节池与所述结晶池相连，以将其暂存的高含盐浓水送入所述结晶池进行蒸发结晶；
所述结晶池与所述残液贮存池相连，以将其内部的所述高含盐浓水结晶后剩余的残液送到所述残液贮存池储存；
所述结晶池与所述盐贮存区相连，以将其内部的所述高含盐浓水结晶后得到的结晶盐送到所述盐贮存区储存。本发明的有益效果是本发明中，调节池用于暂存外部送来的高含盐浓水，结晶池用于对从调节池送来的高含盐浓水进行蒸发结晶，得到的结晶盐是有毒有害物质，要送到盐贮存区进行集中存储，而剩余的残液则送到残液贮存池储存。该蒸发塘中，调节池的容积通常设置得比较大，以尽可能多的贮存高含盐浓水；结晶池顶部开口的面积通常比较大，以提高蒸发结晶速度。可见，由于本发明设置了调节池专门用于暂存高含盐浓水，而结晶池专门用于对高含盐浓水蒸发结晶，相对于现有的处理池要同时进行高含盐浓水`的存储和蒸发结晶的技术，本发明中的结晶池深度可设置较浅，以充分吸收太阳能，加快蒸发结晶速度，避免出现现有技术中大量高含盐浓水贮存于结晶池中无法蒸发结晶的现象。这样就大大加快了高含盐浓水的蒸发结晶速度，也就提高了其处理速度，达到了废水零排放的目的，调节池中暂存的高含盐浓水可以少量多次的形式送到结晶池内进行结晶， 从而防止了高含盐浓水的溢出。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进
进一步，还包括危险废物填埋场，其与所述盐贮存区相连，以填埋从所述盐贮存区送来的所述结晶盐。
进一步，还包括
气象预报装置；
面积不小于所述结晶池顶部的敞口面积的结晶池苫盖，其在所述天气预报装置预报有降水天气时遮盖在所述结晶池顶部的敞口上方；
以及
面积不小于所述残液贮存池顶部的敞口面积的残液贮存池苫盖，其在所述天气预报装置预报有降水天气时遮盖在所述残液贮存池顶部的敞口上方。
进一步，所述盐贮存区为露天贮存区；则该蒸发塘还包括面积不小于所述盐贮存区的露天面积的盐贮存区苫盖，在降水天气时遮盖在所述盐贮存区的上方。
进一步，所述调节池和所述结晶池采用管道或明沟连接；
和/ 或，
所述调节池和所述结晶池之间设有提升泵。
进一步，所述结晶池和所述残液贮存池采用管道或明沟连接；
和/ 或，
连接所述结晶池和所述残液贮存池之间设有提升泵。
进一步，所述调节池的底部及内壁、所述结晶池的底部及内壁都涂有防渗隔热材料；
所述残液贮存池的内壁上和所述盐贮存区接触所述结晶盐的地面都敷设防渗材料。
进一步，还包括驱鸟装置，其与所述调节池、所述结晶池、所述残液贮存池的距离均不超过其工作有效作用距离。
另外，本发明还提供了一种高含盐浓水的结晶回收方法，该方法基于上述的蒸发塘；该方法包括
步骤1:将所述高含盐浓水送入调节池暂存；
步骤2 :在结晶池内没有正在进行蒸发结晶的高含盐浓水的情况下，所述调节池将其暂存的所述高含盐浓水送入所述结晶池内，进入所述结晶池的所述高含盐浓水的进水量Q不超过SXE ;其中，S为所述结晶池顶部的敞口面积，E为所述结晶池的蒸发量；
步骤3 :所述高 含盐浓水在所述结晶池内蒸发结晶为结晶盐，剩余的残液从所述结晶池送到所述残液贮存池储存，将所述结晶盐送到所述盐贮存区储存。
进一步，所述步骤2中，E=kEw_h ;其中，k为折算系数，Ew为所述结晶池所在地区的年蒸发量，h为所述结晶池所在地区的年均降水量。
进一步，所述步骤2中，利用直径为20cm的蒸发皿实测Ew，则k大于O而不超过O.4 ；
或，
所述步骤2中，利用E601型蒸发皿来实测Ew，则k大于O而不超过O. 6。
进一步，所述步骤2中，在降水天气时利用结晶池苫盖遮盖所述结晶池顶部的敞口 ；则 h=0。
进一步，所述步骤2中，所述结晶池内的所述高含盐浓水的深度不超过I米。
进一步，所述步骤2中，在所述调节池将其暂存的所述高含盐浓水送入所述结晶池内之后，还包括将絮凝剂添加到所述结晶池内的所述高含盐浓水中。
图1为本发明提出的蒸发塘的结构图2为本发明提出的高含盐浓水的结晶回收方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提出了一种蒸发塘，图1为该蒸发塘的结构图。如图1所示，该蒸发塘包括 调节池101、结晶池102、残液贮存池103、盐贮存区104。
本发明中，调节池101、结晶池102、残液贮存池103均为顶部敞口的钢筋混凝土水池，调节池101用于暂存外部送来的高含盐浓水，结晶池102利用太阳能对高含盐浓水进行蒸发结晶，结晶后得到的结晶盐为有毒有害物质，要送到盐贮存区104储存，由于结晶盐为固态物质，因而盐贮存区104是存储固态物质的贮存区域，可设计为房屋形建筑，或凉棚形式的建筑等具有顶部遮盖物的建筑形式，还可以为露天贮存区等没有顶部遮盖物的形式。 结晶池102内的高含盐浓水在结晶后剩余的残液的浓度非常高，对环境有害，不能直接排放，因而送到残液贮存池103贮存。
调节池101与结晶池102相连，以将其暂存的高含盐浓水送入结晶池102进行蒸发结晶。当结晶池102内有正在进行蒸发结晶的高含盐浓水时，调节池101不能向结晶池 102输送高含盐浓水，否则会稀释结晶池102内的高含盐浓水，影响其蒸发结晶的速度。只有当结晶池102内的高含盐浓水已蒸发结晶完成，残液被送至残液贮存池103贮存，且结晶盐被送到盐贮存区104储存后，调节池101才能再向结晶池102输送高含盐浓水，以进入下一个蒸发结晶的过程。
调节池101向结晶池102输送的高含盐浓水为液体物质，因而调节池101和结晶池102可采用管道或明沟连接，以利用高度差采用重力来输送高含盐浓水。当然，也可采用提升泵等设备来输送高含盐浓水，以克服结晶池102高于调节池101的高度差，这样，就要在调节池101和结晶池102之间设置提升泵。这两种方式可以单独采用，也可以结合使用， 即将调节池101和结晶池102用管道或明沟连接，并在二者之间设置提升泵。具体采用何种方式可根据当地的地形条件来确定。
结晶池102与残液贮存池103相连， 以将其内部的高含盐浓水结晶后剩余的残液送到残液贮存池103进行长期贮存及蒸发。
结晶池102与残液贮存池103可采用管道或明沟连接，也可以在结晶池102与残液贮存池103之间设置提升泵，还可以将二者结合，即将结晶池102与残液贮存池103用管道或明沟连接，并在二者之间设置提升泵。具体的设置方式也要参考当地的地形条件而定。
结晶池102与残液存池103相连，以将其内部的闻含盐浓水结晶后剩余的残液送到残液贮存池103储存。可以将残液贮存池103的容积设置的比较大，从而对残液进行长期储存处理。由于每个批次的蒸发结晶后，剩余的残液都不多，而且残液也可以在残液贮存池103内的进一步蒸发。
图1中，结晶池102与盐贮存区104相连，以将结晶池102内部的高含盐浓水结晶后得到的结晶盐送到盐贮存区104贮存。
由此可见，本发明中，调节池用于暂存外部送来的高含盐浓水，结晶池用于对从调节池送来的高含盐浓水进行蒸发结晶，得到的结晶盐是有毒有害物质，要送到盐贮存区进行集中存储，而剩余的残液则送到残液贮存池贮存。该蒸发塘中，调节池的容积通常设置得比较大，以尽可能多的贮存高含盐浓水；结晶池顶部开口的面积通常比较大，以提高蒸发结晶速度。可见，由于本发明设置了调节池专门用于暂存高含盐浓水，而结晶池专门用于对高含盐浓水蒸发结晶，相对于现有的处理池要同时进行高含盐浓水的存储和蒸发结晶的技术，本发明中的结晶池深度可设置较浅，以充分吸收太阳能，加快蒸发结晶速度，避免出现现有技术中大量高含盐浓水贮存于蒸发塘中无法蒸发结晶的现象。这样就大大加快了高含盐浓水的蒸发结晶速度，也就提高了其处理速度，达到了废水零排放的目的，调节池中暂存的高含盐浓水可以少量多次的形式送到结晶池内进行结晶。
盐贮存区104内储存的结晶盐由于为有毒有害物质，需输送至危险废物填埋场填埋。因此，该蒸发塘还可以包括危险废物填埋场，该危险废物填埋场与盐贮存区104相连， 以填埋从盐贮存区104送来的结晶盐。
蒸发塘通常设置在降水量少而蒸发量大的地区，从而充分利用太阳能使高含盐浓水尽快蒸发结晶。但是，由于结晶池102和残液贮存池103均为顶部敞口的钢筋混凝土水池，在有降水时，结晶池102和残液贮存池103内都会收集一部分降水，从而造成结晶池102 内的高含盐浓水被稀释，降低本发明的蒸发处理速度，也会造成残液贮存池103内的液面升高。因此，需要对结晶池102和残液贮存池103及时进行遮盖处理，以防降水的进入。这样，本发明还可以包括气象预报装置，用以预报天气，提醒工作人员及时对结晶池102和残液贮存池103进行遮盖处理。常见的气象预报装置包括气象观测仪器、天气雷达以及气象资料接收系统等，当然也可以采用其他气象预报装置。
本发明中的遮盖可用苫盖方式。如图1所示，该蒸发塘还包括结晶池苫盖1021， 其面积不小于结晶池102顶部的敞口面积，在天气预报装置预报有降水天气时，可将结晶池苫盖1021遮盖在结晶池102顶部的敞口上方，达到防止雨水进入的目的。另外，该蒸发塘还包括残液贮存池苫盖1031，其面积不小于残液贮存池103顶部的敞口面积，在天气预报装置预报有降水天气时，可将残液贮存池苫盖1031遮盖在残液 贮存池103顶部的敞口上方。
盐贮存区104是专门储存结晶后得到的固态的结晶盐，该结晶盐为有毒有害物质，如果与降水相遇，会逐渐溶解，在降水量较大时，有可能会随降水污染土壤，造成重大的环境灾难。因此，可以将盐贮存区104设计为房屋形建筑，或凉棚形式的建筑，从而利用建筑的顶棚来防止结晶盐与降水的接触。但是，如果盐贮存区104设计为露天贮存区的形式， 即其顶部是露天无遮盖的，则该蒸发塘还应包括面积不小于盐贮存区104的露天面积的盐贮存区苫盖1041，在降水天气时，将盐贮存区苫盖1041遮盖在盐贮存区104的上方，以防降水溶解结晶盐。
上述的结晶池苫盖1021、残液贮存池苫盖1031以及盐贮存区苫盖1041在降水前遮盖在相应池子的上方，在降水结束后应收起，以继续进行高含盐浓水的蒸发结晶。并且， 结晶池苫盖1021、残液贮存池苫盖1031以及盐贮存区苫盖1041的收放都可以采用机械化方式，以提高反应速度。
本发明中，调节池101、结晶池102、盐贮存区104以及残液贮存池103内的物质均为有毒有害物质，绝对不能渗透到地下土壤中。因此，本发明还可以在调节池101的底部及内壁、结晶池102的底部及内壁都敷设防渗隔热材料，既防止有毒有害物质渗入土壤，又防止热量向土壤的散失，尽可能充分利用热量来加快高含盐浓水的蒸发结晶。另外，还在残液贮存池103的内壁(包括其底面在内的内壁)上和盐贮存区104接触结晶盐的地面都敷设防渗材料，防止有毒物质向土壤的渗透。
该蒸发塘中，调节池101、结晶池102以及残液贮存池103内均装有有害液体，鸟类误饮会中毒，因此，如果蒸发塘设置在候鸟迁徙区域，则会影响候鸟的生存。本发明还可以利用听觉、视觉、物理、化学、生态等方法中的一种或多种来实现驱鸟功能。具体的，本发明中的蒸发塘还包括驱鸟装置，其与调节池101、结晶池102、残液贮存池103的距离均不超过其工作有效作用距离。如果调节池101、结晶池102、残液贮存池103相互之间的距离较远， 可以设置多个驱鸟装置，以防止鸟类进入蒸发塘所在区域。这里的驱鸟装置包括利用爆竹弹发射器、定向声波、超声波语音、电子爆音声波、煤气炮、大型激光器、小型激光枪、播放鸟类天敌捕食的声音等听觉方式来驱逐鸟类，利用稻草人、彩色风轮、充气人等视觉方式来阻吓鸟类，利用设置隔网等物理方式来防止鸟类进入蒸发塘，利用散发令鸟类难受气味的驱鸟剂等化学方式来驱逐鸟类，还可以采用生态方法让鸟类不愿进入蒸发塘所在区域，例如， 将蒸发塘所在区域的周边环境通过绿化方式设计为鸟类不愿栖息的环境。
本发明还提出了一种高含盐浓水的结晶回收方法，该方法基于上述的蒸发塘。图 2为该方法的流程图，如图2所示，该方法包括
步骤201 :将高含盐浓水送入调节池暂存。
这里的调节池即为图1中的调节池101。
步骤202 :在结晶池内没有正在进行蒸发结晶的高含盐浓水的情况下，调节池将其暂存的高含盐浓水送入结晶池内，进入结晶池的高含盐浓水的进水量Q不超过SXE。
该步骤中，S为结晶池顶部的敞口面积，E为结晶池的蒸发量。
需要指出的是，该步骤在“结晶池内没有正在进行蒸发结晶的高含盐浓水”的情况下执行，该条件不仅意味着结晶池内的高含盐浓水刚好结晶完成时不能执行本步骤，还意味着结晶池内正在进行高含盐浓水的蒸发结晶工作时也不能执行本步骤。
该步骤限制了从调节池向结晶池输送的高含盐浓水的进水量Q的最大值为SXE， 使结晶池内的高含盐浓水的量保持在SXE的范围内，这样，每批次进入结晶池的高含盐浓水的量较少，蒸发结晶的速度也较快。由SXE可以看出，进水量Q的最大值与结晶池的面积S以及结晶池的蒸发量E都成正比。
本步骤中，结晶池的蒸发量E可用公式E=kEw_h确定，其中，k为折算系数，Ew为结晶池所在地区的年蒸发量，h为结晶池所在地区的年均降水量。
如果在降水天气时利用结晶池苫盖遮盖结晶池顶部的敞口，降水就不会影响结晶池的正常工作，这样，公式中的h=0。
EwS结晶池所在地区的年蒸发量，测量Ew的方法较多，例如，可以利用直径为20cm 的蒸发皿来实测Ew，此时折算系数k可以设置为大于O而不超过O. 4;当然，还可以利用 E601型蒸发皿来实测Ew，此时k可以设置为大于O而不超过O. 6。
另外，还可以限制结晶池内的高含盐浓水的深度，使其不超过I米，从而尽可能加快高含盐浓水的蒸发结晶。
步骤203 :高含盐浓水在结晶池内蒸发结晶为结晶盐，剩余的残液从结晶池送到残液贮存池储存，将结晶盐送到盐贮存区储存。
高含盐浓水蒸发结晶后得到的结晶盐为有毒有害的固体物质，应送到盐贮存区集中存放，剩余的残液中，有毒有害物质的浓度也很高，因而需要送到残液贮存池贮存，防止污染环境。
随着时间的推移，盐贮存区储存的结晶盐逐渐增多，而盐贮存区的容积有限，不可能无限增加存储量，因而需要将结晶盐填埋，这样，步骤203之后，还可以包括步骤204 :将盐贮存区储存的结晶盐送到危险废物填埋场填埋。
为了进一步提高高含盐浓水的蒸发结晶速度，还可以向其中添加絮凝剂。这样，在步骤202中，在调节池将其暂存的高含盐浓水送入结晶池内之后，还可以包括如下步骤将絮凝剂添加到结晶池内的高含盐浓水中，以加速高含盐浓水的结晶。
由此可见，本发明具有以下优点
(I)本发明中，调节池用于暂存外部送来的高含盐浓水，结晶池用于对从调节池送来的高含盐浓水进行蒸发结晶，得到的结晶盐是有毒有害物质，要送到盐贮存区进行集中存储，而剩余的残液则送到残液贮存池储存。该蒸发塘中，调节池的容积通常设置得比较大，以保证高含盐浓水贮存；结晶池面积通常比较大，提高蒸发结晶速度。可见，由于本发明设置了调节池专门用于暂存高含盐浓水，而结晶池专门用于对高含盐浓水蒸发结晶，相对于现有的处理池要同时进行高含盐浓水的存储和蒸发结晶的技术，本发明中的结晶池深度可以设置得更浅一些，从而减少每个批次进行蒸发结晶的高含盐浓水的量，这样就大大加快了高含盐浓水的蒸发结晶速度，也就提高了其回收处理速度，调节池中暂存的高含盐浓水可以少量多次的形式送到结晶池内进行结晶，避免出现大量高含盐浓水贮存于蒸发塘中无法蒸发结晶的现象。
(2)本发明中，调节池的内壁、结晶池和残液贮存池的内壁和池底都敷设防渗隔热材料，既可防止有毒物质向土壤的渗透，又可充分利用太阳能来加快高含盐浓水的蒸发结晶。另外，盐贮存区地面敷设防渗材料，防止有毒物质向土壤的渗透。
以上所述仅为本发明`的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种蒸发塘，其特征在于，该蒸发塘包括调节池、结晶池、残液贮存池、盐贮存区； 其中，所述调节池、所述结晶池、所述残液贮存池均为顶部敞口的钢筋混凝土水池；所述调节池与所述结晶池相连，以将其暂存的高含盐浓水送入所述结晶池进行蒸发结晶;所述结晶池与所述残液贮存池相连，以将其内部的所述高含盐浓水结晶后剩余的残液送到所述残液贮存池储存；所述结晶池与所述盐贮存区相连，以将其内部的所述高含盐浓水结晶后得到的结晶盐送到所述盐贮存区储存。
2.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，还包括危险废物填埋场，其与所述盐贮存区相连，以填埋从所述盐贮存区送来的所述结晶盐。
3.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，还包括气象预报装置；面积不小于所述结晶池顶部的敞口面积的结晶池苫盖，其在所述天气预报装置预报有降水天气时遮盖在所述结晶池顶部的敞口上方；以及面积不小于所述残液贮存池顶部的敞口面积的残液贮存池苫盖，其在所述天气预报装置预报有降水天气时遮盖在所述残液贮存池顶部的敞口上方。
4.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，所述盐贮存区为露天贮存区；则该蒸发塘还包括面积不小于所述盐贮存区的露天面积的盐贮存区苫盖，在降水天气时遮盖在所述盐贮存区的上方。
5.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，所述调节池和所述结晶池采用管道或明沟连接；和/或，所述调节池和所述结晶池之间设有提升泵。
6.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，所述结晶池和所述残液贮存池采用管道或明沟连接；和/或，所述结晶池和所述残液贮存池之间设有提升泵。
7.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，所述调节池的底部及内壁、所述结晶池的底部及内壁都涂有防渗隔热材料；所述残液贮存池的内壁上和所述盐贮存区接触所述结晶盐的地面都敷设防渗材料。
8.根据权利要求1所述的蒸发塘，其特征在于，还包括驱鸟装置，其与所述调节池、所述结晶池、所述残液贮存池的距离均不超过其工作有效作用距离。
9.一种高含盐浓水的结晶回收方法，该方法基于权利要求1所述的蒸发塘；其特征在于，该方法包括步骤1:将所述高含盐浓水送入调节池暂存；步骤2:在结晶池内没有正在进行蒸发结晶的高含盐浓水的情况下，所述调节池将其暂存的所述高含盐浓水送入所述结晶池内，进入所述结晶池的所述高含盐浓水的进水量Q不超过SXE ;其中，S为所述结晶池顶部的敞口面积，E为所述结晶池的蒸发量；步骤3 :所述高含盐浓水在所述结晶池内蒸发结晶为结晶盐，剩余的残液从所述结晶池送到所述残液贮存池储存，将所述结晶盐送到所述盐贮存区储存。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，E=kEw-h;其中，k为折算系数，Ew为所述结晶池所在地区的年蒸发量，h为所述结晶池所在地区的年均降水量。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，利用直径为20cm的蒸发皿来实测Ew，则k大于O而不超过O. 4 ；或，所述步骤2中，利用E601型蒸发皿来实测Ew，则k大于O而不超过O. 6。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，在降水天气时利用结晶池苫盖遮盖所述结晶池顶部的敞口 ；则11=0。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述结晶池内的所述高含盐浓水的深度不超过I米。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，在所述调节池将其暂存的所述高含盐浓水送入所述结晶池内之后，还包括将絮凝剂添加到所述结晶池内的所述高含盐浓水中。
全文摘要
本发明涉及一种蒸发塘和一种高含盐浓水的结晶回收方法。该蒸发塘包括调节池、结晶池、残液贮存池、盐贮存区；其中，调节池、结晶池、残液贮存池均为顶部敞口的钢筋混凝土水池；调节池与结晶池相连，以将其暂存的高含盐浓水送入结晶池进行蒸发结晶；结晶池与残液贮存池相连，以将其内部的高含盐浓水结晶后剩余的残液送到残液贮存池储存；结晶池与盐贮存区相连，以将其内部的高含盐浓水结晶后得到的结晶盐送到盐贮存区储存。本发明能提高高含盐浓水的处理速度，以达到废水零排放的目的。
文档编号C02F1/14GK103058305SQ20131001465
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者靳波, 王炜, 付宝华, 于峥 申请人:中国寰球工程公司