公布日：2022.02.01

申请日：2021.10.30

分类号：C02F1/04(2006.01)I;C01B5/00(2006.01)I

摘要

本发明公开了一种低氘水废水循环利用装置及方法，包括低氘水制备装置、冷却塔和储水池、低氘水制备装置从下至上包括依次连接的蒸馏罐、气液分离罐、收集室和冷凝室，蒸馏罐开设有废水排出口，废水排出口连接至储水池，储水池连接至冷凝室，冷凝室连接至冷却塔，冷却塔连接至储水池，装置各部件之间均通过管道相连，本发明结构简单、操作方便，能够对生产的低氘水中的废水和冷凝水进行有效的收集和反复使用，实现生产过程中水的零排放，充分利用了水资源，节约用水，通过本技术方案单台制水设备有效节约废水排放每天576升以上、冷凝水排放每天24720升以上，均被有效的节约水资源和用水成本，完全实现废水零排放。

权利要求书

1.一种低氘水废水循环利用装置，其特征在于，包括低氘水制备装置、冷却塔(9)和储水池(8)、所述的低氘水制备装置从下至上包括依次连接的蒸馏罐(1)、气液分离罐(14)、收集器(13)和冷凝室(12)，所述的蒸馏罐(1)开设有废水排出口(2)，所述的废水排出口(2)连接至储水池(8)，所述的储水池(8)连接至冷凝室(12)，所述的冷凝室(12)连接至冷却塔(9)，所述的冷却塔(9)连接至储水池(8)，所述的装置各部件之间均通过管道相连。

2.根据权利要求1所述的低氘水废水循环利用装置，其特征在于，所述的废水排出口(2)与储水池(8)之间，靠近废除排放口端的管道上设置有隔膜式真空泵(3)，位于隔膜式真空泵(3)与储水池(8)之间，且靠近隔膜式真空泵(3)端的管道上设有温度监视点(26)，所述的冷凝室(12)上设置有温度传感器(4)，所述的温度传感器(4)信号连至总控制处理器。

3.根据权利要求1或2所述的低氘水废水循环利用装置，其特征在于，所述的储水池(8)输出至冷凝室(12)之间的管路为冷凝水进水管路，所述的冷凝室(12)输出至储水池(8)之间的管路为冷凝室(12)出水管路，所述的冷凝水进水管路上靠近储水池(8)段设有分支点(6)，所述的分支点(6)与储水池(8)之间设有管道式离心泵(7)，所述的管道式离心泵(7)与储水池(8)之间设有阀门(5)，所述的冷凝水进水管路通过分支点(6)分为管路一(15)、管路二(16)和管路三(17)，三条分支管路，所述的管路一(15)连接市政管网，所述的管路一(15)上设有阀门(5)。

4.根据权利要求3所述的低氘水废水循环利用装置，其特征在于，所述的冷凝水进水管路上靠近冷凝室(12)段设有汇聚点，所述的汇聚点为管路二(16)和管路三(17)的汇聚之处，所述的汇聚点上设置有T形球阀门(5)。

5.根据权利要求4所述的低氘水废水循环利用装置，其特征在于，所述的管路三(17)上设置有换热器(18)，所述的换热器(18)连接制冷压缩机(19)，所述的制冷压缩机(19)上设有温度传感器(4)，所述的冷凝水进水管路和冷凝出水管路上靠近冷凝室(12)段均设有温度表(11)。

6.根据权利要求3所述的低氘水废水循环利用装置，其特征在于，所述的冷凝水出水管路上，位于温度表(11)与储水池(8)之间设有冷却塔(9)，所述的冷却塔(9)内通过玻璃钢散热片和负压风扇降温，靠近冷却塔(9)的出水口端设有温度检测点，所述的温度检测点上设置有连接wfi联网模块的控制继电器。

7.一种如权利要求1或2或4或5或6所述的低氘水废水循环利用装置的低氘水废水循环利用方法，其特征在于，包括如下步骤：1)低氘水在生产过程中，蒸馏罐(1)中产生的高氘水，通过隔膜式真空泵(3)，从废水排出口(2)排出，流经管道至储水池(8)；2)打开管路一(15)的阀门(5)，市政用水经过管路二(16)流至冷凝室(12)用作冷凝水后再通过冷凝水出水管路中的冷却塔(9)降温后输送至储水池(8)收集，直至储水池(8)达到规定的水位后，关闭管路一(15)阀门(5)；3)开启管道式离心泵(7)和距离储水池(8)最近的阀门(5)，储水池(8)内的水通过管路二(16)给冷凝室(12)提供冷凝水；4)当冷凝水进水管路上，最靠近冷凝室(12)的温度表(11)的温度指标显示超过限定值以后，通过操作T型换向球阀，改变冷凝室(12)的供水管路二(16)至管路三(17)，使储水池(8)内水通过管道式离心泵(7)加压后经过管路三(17)输送至换热器(18)，换热器(18)通过制冷压缩机(19)进行水温换热冷却，使其水温通过控制后再通过管道输送到冷凝室(12)内；5)从冷凝室(12)内出来的高温冷凝水通过冷凝室(12)出水管路上的冷却塔(9)散热降温后，再重新回流入储水池(8)，实现低氘水废水的零排放和循环使用。

8.根据权利要求7所述的低氘水废水循环利用装置的低氘水废水循环利用方法，其特征在于，所述的隔膜式真空泵(3)边上的温度监视点(26)连接WiFi联网模块进行实时温度传输和低温报警，所述的低温为低于25℃，所述的冷凝室(12)上的温度传感器(4)在温度超过50℃后将强制停机已确保产出低氘水的氘值达到设定值。

9.根据权利要求7所述的低氘水废水循环利用装置的低氘水废水循环利用方法，其特征在于，其特征在于，冷凝室(12)内的水被冷凝消耗后产生的高温水为35~42℃，通过所述的冷却塔(9)散热降温后至35℃以下。

10.根据权利要求7所述的氘水废水循环利用装置的低氘水废水循环利用方法，所述的步骤4)中，所述的限定值是当冷凝水进水温度超过25℃或者出水温度超过42℃时，开启T形球阀阀门(5)改变水管水路；换热器(18)通过制冷压缩机(19)进行水温换热冷却，控制在18~24℃。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种低氘水废水循环利用装置及方法，是一种低氘水在生产过程中废水的自身循环使用和再次利用装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种低氘水废水循环利用装置，包括低氘水制备装置、冷却塔和储水池、低氘水制备装置从下至上包括依次连接的蒸馏罐、气液分离罐、收集室和冷凝室，蒸馏罐开设有废水排出口，废水排出口连接至储水池，储水池连接至冷凝室，冷凝室连接至冷却塔，冷却塔连接至储水池，装置各部件之间均通过管道相连。

作为进一步地改进，本发明所述的废水排出口与储水池之间，靠近废除排放口端的管道上设置有隔膜式真空泵，位于隔膜式真空泵与储水池之间，且靠近隔膜式真空泵端的管道上设有温度监测点，冷凝室上设置有温度传感器，温度传感器信号连至总控制处理器。

作为进一步地改进，本发明所述的储水池输出至冷凝室之间的管路为冷凝水进水管路，冷凝室输出至储水池之间的管路为冷凝室出水管路，冷凝水进水管路上靠近储水池段设有分支点，分支点与储水池之间设有管道式离心泵，管道式离心泵与储水池之间设有阀门，冷凝水进水管路通过分支点分为管路一、管路二和管路三，三条分支管路，管路一连接市政管网，管路一上设有阀门。

作为进一步地改进，本发明所述的冷凝水进水管路上靠近冷凝室段设有汇聚点，汇聚点为管路二和管路三的汇聚之处，汇聚点上设置有T形球阀门。

作为进一步地改进，本发明所述的管路三上设置有换热器，换热器连接制冷压缩机，制冷压缩机上设有温度传感器，冷凝水进水管路和冷凝出水管路上靠近冷凝室段均设有温度表。

作为进一步地改进，本发明所述的冷凝水出水管路上，位于温度表与储水池之间设有冷却塔，冷却塔内通过玻璃钢散热片和负压风扇降温，靠近冷却塔的出水口端设有温度检测点，温度检测点上设置有连接wfi联网模块的控制继电器。

本发明还公开了一种低氘水废水循环利用装置的低氘水废水循环利用方法，包括如下步骤：

1)低氘水在生产过程中，蒸馏罐中产生的高氘水，通过隔膜式真空泵，从废水排出口排出，流经管道至储水池；

2)打开管路一的阀门，市政用水经过管路二流至冷凝室用作冷凝水后再通过冷凝水出水管路中的冷却塔降温后输送至储水池收集，直至储水池达到规定的水位后，关闭管路一阀门；

3)开启管道式离心泵和距离储水池最近的阀门，储水池内的水通过管路二给冷凝室提供冷凝水；

4)当冷凝水进水管路上，最靠近冷凝室的温度表的温度指标显示超过限定值以后，通过操作T型换向球阀，改变冷凝室的供水管路二至管路三，使储水池内水通过管道式离心泵加压后经过管路三输送至换热器，换热器通过制冷压缩机进行水温换热冷却，使其水温控制后再通过管道输送到冷凝室内；

5)从冷凝室内出来的高温冷凝水通过冷凝室出水管路上的冷却塔散热降温后，再重新回流入储水池，实现低氘水废水的零排放和循环使用。

作为进一步地改进，本发明所述的隔膜式真空泵边上的温度监测点连接WiFi联网模块进行实时温度传输和低温报警，低温为低于25℃，冷凝室上的温度传感器在温度超过50℃后将强制停机已确保产出低氘水的氘值达到设定值。

作为进一步地改进，本发明所述的冷凝室内的水被冷凝消耗后产生的高温水为35~42℃，通过冷却塔散热降温后至35℃以下。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤4)中，限定值是当冷凝水进水温度超过28℃或者出水温度超过42℃时，开启T形球阀阀门改变水管水路；换热器通过制冷压缩机进行水温换热冷却，通过温度传感器控制在18~24℃。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提供了一种低氘水废水循环利用装置，该装置在蒸馏罐上开设了废水排出口，使得所产生的高氘水从废水排出口中排出，同时设计了储水池，高氘水排出后流入储水池，经过对储水池的水温进行调节和监控后，通过管道式离心泵加压后泵出至冷凝室作冷凝水使用，通过设置储水池到冷凝室之间的冷凝水进水管路和冷凝室到储水池之间的冷凝水出水管路，结构简单、操作方便，能够对生产的低氘水中的废水和冷凝水进行有效的收集和反复使用，实现生产过程中水的零排放，充分利用了水资源，节约用水。

2、废水排出口边上的隔膜式真空泵，用于泵出蒸馏罐中的高氘水至储水池。

3、靠近隔膜式真空泵端的管道上设有温度监视点，温度监视点上设置有控制继电器，控制继电器连接WiFi联网模块进行实时温度传输和低温报警，当温度低于25℃，就会产生报警，控制继电器是连接到技术员手机上的，是作为温度远程预警监控，本来蒸馏罐是恒温，30~40度左右，24小时排放，如果温度太低了，说明里面的真空温度或者加热泵损坏了，或者隔膜泵排量水流量变小的，报警说明重水排放系统出现故障，不及时处理将影响低氘水的氘值的稳定，低于设定值时需人工干预了。

4、靠近储水池端的管道上的管道式离心泵，用于泵出储水池中的水至冷凝室当冷凝水使用。

5、冷凝室上方安装有18B20温度传感器，对温度进行监测，温度超过50℃后将强制停机已确保产出低氘水的氘值达到设定值。冷凝室里面是真空温度，蒸馏塔中是负压的，温度一高容易产生上面的冲顶，里面的水蒸气往上冒，会导致管子压力变大，对设备造成破坏和对氘值有影响。

6、管路一用于连通市政管网的水，用做为冷凝水经冷凝室后直接排放的废水通过管道输送至冷却塔物理降温后输送至储水池进行收集，其后，市政管网用水作为储水池补充用水使用，当储水池水量到达规定水位以后，关闭市政管网供水阀门，开启管道式离心泵及阀门，使用储水池内水源通过管路二给冷凝室供冷凝水，当冷凝室进水口的温度表的高于25℃后，通过操作T型换向球阀，改变其供水管水路至管路三，使储水池内水通过管道式离心泵加压后经过管路三管道输送至换热器。换热器通过制冷压缩机进行水温换热冷却，使其水温控制在18~24℃左右后再通过管道输送到低氘水冷凝室装置内做冷凝水使用从而实现低氘水废水的零排放和循环使用。

7、通过对水温进行调节和监控，从而进一步改善了因环境温度造成低氘水出水氘值不稳定的现象，提高制氘设备的稳定性。

8、冷凝水出水管路上，位于温度表与储水池之间设有冷却塔，冷却塔内通过玻璃钢散热片和负压风扇降温，靠近冷却塔的出水口端设有温度监视点，温度监视点上设置有连接wifi联网模块的控制继电器。

9、使用后的高温冷凝水再经过冷却塔散热至35℃已下后重新回流入储水池待用，从而实现低氘水废水的零排放和循环使用。

10、通过本技术方案单台制水设备有效节约废水排放每天576升以上、冷凝水排放每天24720升以上，均被有效的节约水资源和用水成本，完全实现废水零排放。

（发明人：陈国祥）