文章编号： １００５－０３２９（２０１５）１０－０００７－０４
收稿日期： ２０１５－０５－２８ 修稿日期： ２０１５－０６－０９
热泵型电镀废水处理系统性能的试验研究
高宏太，金苏敏，陈 亮
（南京工业大学，江苏南京 ２１１８１６）
摘 要： 基于热泵与增湿去湿蒸发技术，介绍了一种用于电镀废水处理领域的热泵型废水处理系统。为了考察系统的蒸发能效水平，并分析物料循环量对系统能效的影响，搭建了系统试验台。测试结果表明，相对于热驱动系统，热泵型系统的能效水平有了较大的提高，最大达到１１．１ｋｇ／（ｋＷ·ｈ）。运行过程中存在最佳废水循环量使系统蒸发能效最大。关键词： 废水处理；热泵；湿空气；蒸发能效
中图分类号： ＴＨ３；ＴＱ０８１．３ 文献标志码： Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０３２９．２０１５．０１０．００２
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ＧＡＯＨｏｎｇ-ｔａｉ，ＪＩＮＳｕ-ｍｉｎ，ＣＨＥＮＬｉａｎｇ
（ＮａｎｊｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１８１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈｔｈｅｈｅａｔｐｕｍｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ-ｄｅｈｕｍｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｅｗｈｅａｔｐｕｍｐｅｌｅｃｔｒｏ-ｐｌａｔｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｂｅｄｆｏｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅｖａｐｏｒａ-ｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍｈａｓｍｏｒｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｔｈａｎｈｅａｔｄｒｉｖｅｎｓｙｓ-ｔｅｍ，ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｐｅａｋｅｄａｔ１１．１ｋｇ／（ｋＷ·ｈ）．Ｔｈｅｒｅｉｓａｎｏｐｔｉｍａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｗａｔｅｒｍａｓｓｆｌｏｗｒａｔｉｏｆｏｒｍａｘｉ-ｍｕｍｓｙｓｔｅｍｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｈｅａｔｐｕｍｐ；ｍｏｉｓｔａｉｒ；ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
１ 前言
电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀废水是其主要污染物，大多包括重金属盐、铅、砷等有毒物质。传统的电镀废水处理方法包括物理法、化学法、生物法等。物理方法能耗偏高，设备较复杂，化学处理容易引进新的污染源，生物法对操作环境有限制且无法处理高浓度
废水［１］。传统的废水处理方法都存在局限性。
蒸发结晶法是唯一可以达到零液体排放的处理技术，同时可以回收结晶产物与冷凝水。但蒸发操作耗能大，蒸发过程腐蚀严重，对设备工艺与技术要求很高。利用湿空气作为蒸发介质的增湿
去湿技术，来源于太阳能海水淡化领域［２～６］
，麻省
理工的ＲｏｎａｎＫＭｃＧｏｖｅｒｎ等提到该技术在废水
处理上的巨大潜力［７］。由于将蒸发与冷凝过程
分离，增湿去湿技术可以较好地回收冷凝潜热。同时，利用湿空气作为蒸发介质，蒸发温度低，蒸发过程没有剧烈的沸腾传热，过程较温和，对设备腐蚀性较低。热泵作为一种高效节能设备，可以提高蒸发操作的能效水平。基于热泵与增湿去湿蒸发技术，本文介绍一种热泵型电镀废水处理系统，搭建系统试验台，考察系统能效水平，分析物料循环量对系统能效的影响，为系统的优化与深入研究打下基础。２ 系统试验台
热泵型电镀废水处理系统主要由蒸发结晶
器、空气干燥器、压缩机、热泵冷凝器、风机、废水泵、补水箱组成。空气干燥器中有４股流体换热，可分为三部分，从上到下分别为回热器、热泵蒸发
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２０１５年第４３卷第１０期 流 体 机 械