CN103482715B - 一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法，使用多效蒸发器、分馏塔的组合，实现有机物和水的高效分离，并通过逆流换热来预热进料废水，实现热量的高效利用。对于有机物浓度较高（COD≧20000mg/L）、成份复杂、难生化降解废水尤其适用。这种有机废水在沉淀过滤后，经过预热、多效蒸发与分馏，得到的蒸馏水有机物浓度很低（COD≦1000mg/L）。与传统的多效蒸发浓缩相比，不仅实现了热量的高效利用，又显著地降低蒸馏出水的有机物浓度，从而减轻后续蒸馏水生化处理的处理负荷、甚至可以免除蒸馏水后续处理环节而直接达标排放。

Description

一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法

技术领域

本发明涉及一种高浓度有机废水处理方法，具体地说是一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法。

背景技术

在印染行业、线路板行业、电镀行业、炼油行业或其他有机化工行业中，往往会产生高浓度的有机废水（或废液），这些有机废水的COD浓度很高，COD≧20000mg/L，甚至高达200000mg/L。此外往往还含有部分碱性物质和溶解盐（TDS：1-8%）。如线路板行业的显影、脱膜槽液，橡胶塑料行业反应釜清洗废水，有机溶剂行业的生产废液，炼油厂产生的碱渣废液等等。

对于这类有机废液，如果采用生物处理法进行处理，由于可生化性差、含盐量高、有机物浓度太高等原因，微生物难以培养，生化效果差，往往是要掺杂在其它废水中、经稀释上百倍后进行处理，但仍然效果差。如果采用化学氧化法处理，比如Fenton氧化，存在药剂添加量大、处理成本高、处理后水质无法保证等问题。如果采用直接高温焚化处理这种有机废液，是通过高温彻底分解有机物的一种方法。然而此方式需要消耗大量热量：必须加热至800℃以上，才能有效分解，必须将全部废水从室温升温，所耗热量大部分由燃气或燃油提供。因此有机废水中的水含量，对于高温焚化处理的能耗有非常大的影响。如果能够有效的将水和有机物分离，可以大幅的降低处理量和处理费用。

传统的多效蒸发浓缩系统可以有效的降低蒸发能耗，但也存在以下不足：使用气液分离器来分离蒸发后的有机物和水，相当于分馏塔的一块理论板，本身分离效率低，同时由于有机物浓度高，夹带现象严重致分离效率更低，从而导致蒸馏出来的废水的COD高，所得的蒸馏水还需要进一步生化或物化处理才能达标排放。

发明内容

所要解决的技术问题：本发明针对现有技术不足，提供了一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法，将蒸发和分馏技术有机结合，有效的分离了水和有机物。

技术方案：一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法，其特殊之处在于：使用多效蒸发器、分馏塔的组合，实现有机物和水的高效分离，并通过逆流换热来预热进料废水来实现热量的高效利用。

所述分馏塔分为一效分馏塔和二效分馏塔，分馏塔内填装填料，例如使用BX500丝网波纹填料，其理论塔板数为5块/米，含2米高上述填料的分馏塔相当于有10块理论塔板。

所述二效分馏塔上部设有换热器夹套，用于原料废水的逆流预热，减少蒸汽带走的热量损失，同时冷凝部分蒸汽，提供一定的回流，提高有机物的分离效率。

所述多效蒸发器分为一效蒸发器和二效蒸发器，同传统多效蒸发的蒸发器相同。

所述的高浓度有机废水的COD浓度在20000mg/L以上，这种废液通过蒸发浓缩处理后，原液中99%以上的有机组分和100%的无机盐组分保留在浓缩液中，浓缩液为原液的20%以下（依赖于原液中有机物及总溶解性固体的质量百分比），浓缩液具有较高的热值可直接焚烧，而原液中80%以上的水分以蒸馏水的方式得到分离，蒸馏水中的COD在50-1000mg/L之间。

本发明有益效果：本发明在于提供一种高浓度有机废水的蒸发浓缩方法，技术核心是将蒸发和分馏技术有机结合，实现了水和有机物的有效分离。浓缩倍数高，浓缩液为原液的20%以下（依赖于原液中有机物及总溶解性固体的质量百分比），浓缩液的有机物含量高、含水量少、热值高，可以直接进行高温焚化处理，不需要额外添加燃料，从而大幅度降低了焚化费用；而蒸馏出来的蒸馏水有机物含量少，通常COD≦1000mg/L,可以进一步进行生化处理然后达标排放，如果原料废液中的有机物浓度低，蒸馏水的COD≦50mg/L，可直接排放。因此本系统既有可行性和经济性，环保效果也十分显著。

本发明主要利用逆流热交换、蒸发、分馏等原理及技术，实现有机物和水的高效分离和热量的高效利用。

本发明用分馏塔取代传统多效蒸发中的气液分离器，解决了传统蒸发中的高沸点有机物夹带多，分离效率低的问题。

本发明在分馏塔的上部增加换热器夹套，用于原料废水的逆流预热，减少蒸汽带走的热量损失，实现了热量的高效利用，同时冷凝部分蒸汽，提供一定的回流，提高了有机物的分离效率。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

本发明具体实施的工艺流程图见附图1。

一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法，其特殊之处在于：使用多效蒸发器、分馏塔的组合，实现有机物和水的高效分离，并通过逆流换热来预热进料废水实现热量的高效利用。

所述分馏塔分为一效分馏塔2和二效分馏塔4，都使用BX500丝网波纹填料，一效分馏塔填料高度为2米，二效分馏塔填料高度为1.5米。

所述二效分馏塔4上部设有换热器夹套，用于原料废水的逆流预热，减少蒸汽带走的热量损失，同时冷凝部分蒸汽，提供一定的回流，提高有机物的分离效率。

所述多效蒸发器分为一效蒸发器1和二效蒸发器3。

所述的高浓度有机废水的COD浓度在20000mg/L以上，这种废液通过蒸发浓缩处理后，原液中99%以上的有机组分和100%的无机盐组分保留在浓缩液中，浓缩液为原液的20%（依赖于原液中有机物及总溶解性固体的质量百分比），浓缩液具有较高的热值可直接焚烧；而原液中80%以上的水分以蒸馏水的方式得到分离，蒸馏水中的COD在50-1000mg/L之间。

工艺流程说明如下：

（1）高浓度有机废水通过二效分馏塔4上部换热器的夹套进行预热，其温度可以由室温（18～25℃）升至40－45℃。在分馏塔的上部增加换热器的夹套，用于原料废水的逆流预热，减少蒸汽带走的热量损失；同时冷凝部分分馏塔内蒸汽，提供一定的回流，提高了有机物的分离效率。

（2）预热后的废水进入一效蒸发器1中（部分预热后的废水进入二效蒸发器3），经外部蒸汽加热后，废水温度升至110－130℃蒸发，变为气液混合物。将其打入一效分馏塔2中，进行固液分离。液体从一效分馏塔2底流入二效蒸发器3内；蒸汽从一效分馏塔2顶流入二效蒸发器3的换热器的夹套。用分馏塔取代传统多效蒸发中的气液分离器，分馏塔内填装填料，相当于多层理论塔板，实现了有机物的有效分离，解决了传统蒸发中的有机物夹带多，分离效率低的问题。

（3）一效分馏塔2塔顶出来的蒸汽做为二次蒸汽，对进入二效蒸发器3内的混合液体（包括从一效分馏塔2底部流出的液体和部分预热后的液体）进行加热，自身温度降低后，冷凝为蒸馏水收集在蒸馏水池6中。（4）流入二效蒸发器3的混合液体，被二次蒸汽加热后，流入二效分馏塔4，液体在负压的条件下（由真空冷凝器5及相其相连的真空泵8提供）蒸发，变为气液混合物。气液混合物在二效分馏塔4内再次分离，塔顶蒸汽经上部换热器部分冷凝后回流，其余未凝蒸汽经真空冷凝器5冷凝后得到蒸馏水，收集在蒸馏水池6中；塔底流出液体为浓缩液，收集于浓缩液池7中。

实施实例1：一种有机溶剂行业的设备清洗废水，COD高达150000mg/L，含有机物6.2％（如甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等有机物）。

上述废水经本发明方法处理后，100份的有机废水可得到15份浓缩液，其余85份为蒸馏水，且有机物含量低于0.1%（COD:120mg/L）。后续处理时，需进入高温焚化的浓缩液减量了85％；蒸馏水的COD很低，氧化降解也非常快速容易，因而具有很好的经济前景。具体的废水进水和出水情况如下表：

实施实例2：炼油厂碱渣废水的处理在石油炼制和加工过程中，为去除油品中的硫化物通常采用碱洗工艺，在碱洗的过程中会产生含有高浓度硫化物和难降解有机物的各种碱渣废水。此实例中污水来源为某一炼油厂催化柴油碱渣废水，其中COD135600mg/L，硫化物12965mg/L，挥发酚9765mg/L，环烷酸4.5%。

上述碱渣废水经过沉降过滤后，经本发明方法处理后，结果如下表：

处理后需焚烧的浓缩液体积减量82％，蒸馏水的COD降低至570mg/L。

Claims (1)

1.一种高浓度有机废水蒸发浓缩处理方法，其特征在于其处理方法步骤如下：

（1）COD浓度在20000mg/L以上的有机废水通过二效分馏塔上部换热器的夹套进行预热，其温度由室温18～25℃升至40－45℃；在二效分馏塔的上部增加换热器的夹套，用于原料废水的逆流预热，减少蒸汽带走的热量损失；同时冷凝部分二效分馏塔内蒸汽，提供一定的回流，提高有机物的分离效率；

（2）预热后的废水进入一效蒸发器中，部分预热后的废水进入二效蒸发器，经外部蒸汽加热后，废水温度升至110－130℃蒸发，变为气液混合物，将其打入一效分馏塔中，进行固液分离；液体从一效分馏塔底流入二效蒸发器内；蒸汽从一效分馏塔顶流入二效蒸发器的换热器的夹套；用分馏塔取代传统多效蒸发中的气液分离器，分馏塔内填装填料，实现有机物的有效分离；

（3）一效分馏塔塔顶出来的蒸汽做为二次蒸汽，对进入二效蒸发器内的混合液体，包括从一效分馏塔底部流出的液体和部分预热后的液体进行加热，自身温度降低后，冷凝为蒸馏水收集在蒸馏水池中；

（4）流入二效蒸发器的混合液体，被二次蒸汽加热后，流入二效分馏塔，液体在负压的条件下蒸发，变为气液混合物；气液混合物在二效分馏塔内再次分离，塔顶蒸汽经上部换热器部分冷凝后回流，其余未凝蒸汽经真空冷凝器冷凝后得到蒸馏水，收集在蒸馏水池中；塔底流出液体为浓缩液，收集于浓缩液池中。