CN103848530B - 一种ddiso一体化同步氧化除盐装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DDISO一体化同步氧化除盐装置，该装置根据有机物合成吸热，无机化分解放热的原理，利用高盐、高浓度废水中的有机物在特定的条件下无机化过程中释放的热量，作为水汽化时的热能，使废水汽化浓缩，汽化的水蒸气不断排出，废水中的盐得以浓缩，当浓缩液中的盐呈过饱和状态时，盐则结晶析出，达到同步氧化和脱盐目的。该装置主要包括有处理液进水系统、同步氧化浓缩反应器系统、气体收集系统和结晶脱盐系统，处理液进水系统将废水中悬浮物和油拦截后向同步氧化浓缩反应器系统供水，同步氧化浓缩反应器系统的任务是完成对废水中有机物的无机化和对盐的浓缩，气体收集系统将气体收集冷凝送至气水分离器，分离了凝结水的气体排空。

Description

一种DDISO一体化同步氧化除盐装置

技术领域

本发明涉及一种高盐高浓度有机废水处理装置，更具体地说涉及一种DDISO一体化同步氧化除盐装置。

背景技术

当前，水资源是世界各国普遍面临急需解决的问题之一。据联合国世界资源研究所研究报道，世界水资在质和量的方面都面临着比其它资源和比以往都更为严峻的局面。据统计全球2006年全球工业用水量为2.07万亿立方米，而这一现象世界各地状况极不相同，需求量与有限的可以用水资源极不适应，并且全世界每年排向自然水体的工业和生活废水为4200亿立方米，造成35%以上的淡水资源受到污染，因而治理水体污染将尤为重要。

我国废水排放总量是460亿吨，工业废水达212.4亿吨，其中化工废水排放量37亿吨，高浓度有机化工废水达10亿吨左右，其中70%以上未能有效地处理直接排放进入水体。

高浓度有机废水主要具有以下特点：

1高有机物、高盐并存：浓度一般在2万mg/L以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L，可生化性差，BOD与COD的比值小于0.1，微生物不能在这样的环境条件下生存。无法采用单一的处理方法，而需要采用组合式多单元串联的处理方法才能达标，处理工艺路线长、操作复杂、运行成本高。

2废水成分复杂：有机物以环状、杂环和长链的芳香烃、卤代烃化合物居多，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。

3色度高，气味大：有些废水散发出刺鼻恶臭，给周围环境造成不良影响。

4具有强酸强碱性，腐蚀性强。

高浓度有机废水的危害性：

1大量消耗水体中溶解氧，破坏水体生境：由于生物降解作用，高浓度有机废水使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生生物将死亡，生物链阻断，水环境恶化，水体生境破坏。

2感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人们的正常生活。

3致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。

高盐、高浓度有机污染物废水主要来自化工、精细化工、医药、农药等行业，常规的处理工艺主要采用多效蒸发+生化+双膜组合进行处理。

生化法必须是低盐条件下（氯盐<5000mg/L,硫酸盐<3000mg/L）运行，高盐废水必须在除盐后才能进入生化系统。所以，生化法在蒸发除盐后串接在多效蒸发法后，其利用微生物去除废水中可生物降解的有机污染物。虽然其运行费用低，但工艺路线长，占地面积大，抗冲击负荷能力要求高，管理维护复杂，大部分的情况下无法保证系统出水水质稳定达标。

双膜法是在生化系统的后面采用SF（超滤）膜＋RO膜或NF（纳滤）膜+RO（反渗透）膜作为深度处理，进一步截留废水中难以生物降解的污染物。其虽然能部分地解决了生化法出水水质达标问题，但是存在着膜的污染、膜的使用寿命短、浓水产率高、投资和运行费用大等问题（其产水率也只有70％～75％），存在着浓水（浓水量约30％～25％）最终处置问题。

多效蒸发法是将几个蒸发器串联运行，废水和低沸点污染物受热汽化实现与高沸点盐类分离。多效蒸发器是利用上级蒸发器二次蒸汽的潜热作为下级蒸发器热源进行再次利用，利用一次称之为一效。由于各效的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，使蒸汽热能得到多次利用，提高了原蒸汽的利用效率。由于热损失，温差损失等原因，单位蒸汽消耗量不可能达到被全部利用的目的，原蒸汽利用率的提高是以降低其生产强度作为代价而取得的。在相同的操作条件下，多效蒸发器的生产能力并不比传热面积相同的单效蒸发器的生产能力大。而且效数增加，设备费用成倍增大，所以不是效数越多越好。因此，在运用多效蒸发器时，必须对设备费和操作费进行权衡以决定合理的效数。同时，即使多效蒸发，最后一效高热焙的二次蒸汽也被放弃，未加以充分利用，所以多效蒸发其热功效率也相当低。

因此，目前还缺乏同时能有效处理高盐、高浓度有机污染物废水的技术，现有的高盐、高浓度有机污染物废水组合处理方法存在着工艺路线长、处理的有效性、可靠性和稳定性差、投资大、运行费用高、运行管理和维护复杂，出水水质难以保证的问题。因此，需要开发一种新的技术或装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述高盐、高浓度有机污染物废水现有技术中存在的不足与问题，提供一种DDISO（Desaltingdeviceintegratedsynchronousoxidation）一体化同步氧化除盐装置。该DDISO一体化同步氧化除盐装置根据有机物合成吸热，无机化分解放热的原理，利用高盐、高浓度废水中的有机物在特定的条件下无机化过程中释放的热量，作为水汽化时的热能，使废水汽化浓缩，汽化的水蒸气不断排出，废水中的盐得以浓缩，当浓缩液中的盐呈过饱和状态时，盐则结晶析出，达到同步氧化有机物和脱盐目的。在同步氧化除盐过程中通过有机污染物氧化和浓缩析盐，使高盐、高浓度有机污染物废水得以净化，同步氧化除盐过程中除装置启动时，需要供给热能外，正常运行时不消耗热量。本专利为一体化设备，具有结构紧凑、工艺路线短、占地面积小、运行维护便捷、卫生安全、运行成本低等优点。

本发明的技术方案如下：

本发明的DDISO一体化同步氧化除盐装置，其主要包括有处理液进水系统、同步氧化浓缩反应器系统、气体收集系统和结晶脱盐系统，处理液进水系统将废水中悬浮物和油拦截后进入处理液储罐1，处理液储罐1通过提升泵3与同步氧化浓缩反应器系统的同步氧化浓缩反应器5连接，提升泵3从处理液储罐1内抽吸废水送入同步氧化浓缩反应器5进行处理；处理产生排出的混合气体送至气体收集系统收集和分离；经过处理同步氧化浓缩反应器5废水中盐的浓度越来越高，当浓度达到设计结晶浓度时，将浓缩液排至结晶脱盐系统的结晶罐2，在罐内将浓缩液减压降温，使浓缩液呈过饱和状态，实现结晶除盐；结晶罐2同时连接提升泵3，并通过提升泵3将结晶罐2内液体循环抽送至同步氧化浓缩反应器5内，进行循环氧化浓缩；

所述的同步氧化浓缩反应器系统同步氧化浓缩反应器5由内腔和外夹套两部分组成，反应器内腔内置KMD-5催化剂，反应器外夹套为换热夹套，反应器启动时用于加热内腔，使其达到氧化反应温度；在正常工作时，用于降温，排除氧化浓缩过程中产生的热量；同步氧化浓缩反应器5一边通过管道同时连接热媒储罐9和冷媒储罐10，另一边通过换热器二7以及冷热媒循环泵11同时连接热媒储罐9和冷媒储罐10，形成循环；热媒储罐9内设有电加热器12用以加热热媒储罐9中的热媒YRM-2；同时同步氧化浓缩反应器5连接有高压气罐4，同步氧化浓缩反应器5内腔废水加热同时，高压气罐4从同步氧化浓缩反应器5底部通过释放器向内腔供氧，提供废水中有机物氧化反应所需氧气；

所述的气体收集系统通过换热器一6与同步氧化浓缩反应器5连接，将气体收集冷凝送至气水分离器8，分离了凝结水的气体排空。

本发明的DDISO一体化同步氧化除盐装置，其进一步的技术方案是同步氧化浓缩反应器系统同步氧化浓缩反应器5启动时，首先由电加热器12加热热媒储罐9中的热媒YRM-2，冷热媒循环泵11将热媒YRM-2送至同步氧化浓缩反应器5换热外夹套加热腔内废水，循环流动，使腔内废水温度达到设计的反应温度；随着同步氧化浓缩反应器内腔废水中有机物氧化反应进行，有机物中的化学能以热能被释放出来，当温度超过设计工作温度时，冷热媒循环泵11启动，强制热媒YRM-循环，通过换热器二7的换热，将氧化反应中释放的热量排出系统外，维持系统反应温度的稳定。

本发明的DDISO一体化同步氧化除盐装置，其进一步的技术方案还可以是所述的同步氧化浓缩反应器5设置有自动和手动泄压安全装置，以防止反应器超温、超压。

本发明中：

处理液进水系统的任务是拦截废水中悬浮物和油，向同步氧化浓缩反应器5供水。废水经除油和悬浮物预处理后进入处理液储罐1内调节储存，由提升泵从处理液储罐1内抽吸废水送入同步氧化浓缩反应器5处理。

同步氧化浓缩反应器系统的任务是完成对废水中有机物的无机化和对盐的浓缩。同步氧化浓缩反应器由内腔和外夹套两部分组成。内腔内置KMD-5催化剂，同步氧化浓缩是在内腔内完成的。外夹套为换热夹套，反应器启动时用于加热内腔费，使其达到氧化反应温度；在正常工作时，用于降温，排除氧化浓缩过程中产生的热量。反应器启动时，首先由电加热器12加热热媒储罐9中的热媒YRM-2，冷热媒循环泵11将热媒YRM-2送至反应器换热外夹套加热腔内废水，循环流动，使腔内废水温度达到设计的反应温度。反应器内腔废水加热同时，高压气罐4从反应器底部通过释放器向反应器内腔供氧，提供废水中有机物氧化反应所需氧气。随着反应器内腔废水中有机物氧化反应进行，有机物中的化学能以热能被释放出来，当温度超过设计工作温度时，冷热媒循环泵11启动，强制热媒YRM-2循环，通过换热器二7的换热，将氧化反应中释放的热量排出系统外，维持系统反应温度的稳定。为保证同步氧化浓缩反应器5安全、可靠地工作，反应器设置自动和手动泄压安全装置，防止反应器超温、超压。

气体收集系统的任务是收集反应内腔排出的混合气体，安全排出系统。随废水在反应器内腔氧化浓缩进行，废水中的有机物在无机化的过程中，形成二氧化碳和水，同时，水受热汽化，在反应器内腔液体上方形成一层混合气体。在混合气体压力作用下，混合气体通过反应器除雾器拦截混合气体中的废水液体，进入换热器一6，使水蒸气从混合气体中冷凝分离出来，送至气水分离器8，截留冷凝水，将不凝气体分离排空。

随着混合气体中水蒸气不断地排出反应器内腔，内腔废水得以浓缩，废水中盐的浓度越来越高，当浓度达到设计结晶浓度时，为防止在反应器内腔结晶，将浓缩排至结晶罐2，在罐内将浓缩液减压降温，使浓缩液呈过饱和状态，实现结晶除盐。经结晶分离后废水处于未饱和状态，由提升泵3再次循环抽送至同步氧化浓缩反应器5内，进行循环氧化浓缩。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

1、目前在工业废水处理领域没有可以同时处理有机物和盐共存的高浓度废水处理技术；

2、本发明具有较强的广普性，可处理任一种类、任意浓度的有机物和盐共存的高浓度废水，不受废水中污染质和盐的种类、浓度的影响；

3、本发明用于处理有机物和盐共存的高浓度废水十分彻底，最终产物为二氧化碳、水、固态无机物和盐，不产生浓缩液、无二次污染，无气味；

4、本发明工艺路线短，运行基本不受外界环境和水质的影响和干扰，处理效果稳定可靠；

5、本发明灵活性大，可根据水量变化调整运行时间，具有随开随停的特点；亦可利用用电调峰时间的电价差异来调整运行时间，降低运行费用。

6、本发明自动化程度高，操作简单，管理方便；

7、本发明在运行过程中不需要添加任何药剂，运行成本无药剂费；

8、本发明除启动时需要热能外，运行中不需要热量，还会产生多余热量，用于其他用途；

9、本发明运行费用低，仅为常规处理工艺的20%-30%。

附图说明

图1为本发明的DDISO一体化同步氧化除盐装置结构与原理示意图

图中：1-处理液储罐；2-结晶罐；3-提升泵；4-高压气罐；5-同步氧化浓缩反应器；6-换热器一；7-换热器二；8-气水分离器；9-热媒储罐；10-冷媒储罐冷；11-冷热媒循环泵；12-电加热器。

具体实施方式

如图所示，本发明的DDISO一体化同步氧化除盐装置，其主要包括有处理液进水系统、同步氧化浓缩反应器系统、气体收集系统和结晶脱盐系统，处理液进水系统将废水中悬浮物和油拦截后进入处理液储罐1，处理液储罐1通过提升泵3与同步氧化浓缩反应器系统的同步氧化浓缩反应器5连接，提升泵3从处理液储罐1内抽吸废水送入同步氧化浓缩反应器5进行处理；处理产生排出的混合气体送至气体收集系统收集和分离；经过处理同步氧化浓缩反应器5废水中盐的浓度越来越高，当浓度达到设计结晶浓度时，将浓缩液排至结晶脱盐系统的结晶罐2，在罐内将浓缩液减压降温，使浓缩液呈过饱和状态，实现结晶除盐；结晶罐2同时连接提升泵3，并通过提升泵3将结晶罐2内液体循环抽送至同步氧化浓缩反应器5内，进行循环氧化浓缩；

所述的同步氧化浓缩反应器系统同步氧化浓缩反应器5由内腔和外夹套两部分组成，反应器内腔内置KMD-5催化剂，反应器外夹套为换热夹套，反应器启动时用于加热内腔，使其达到氧化反应温度；在正常工作时，用于降温，排除氧化浓缩过程中产生的热量；同步氧化浓缩反应器5一边通过管道同时连接热媒储罐9和冷媒储罐10，另一边通过换热器二7以及冷热媒循环泵11同时连接热媒储罐9和冷媒储罐10，形成循环；热媒储罐9内设有电加热器12用以加热热媒储罐9中的热媒YRM-2；同时同步氧化浓缩反应器5连接有高压气罐4，同步氧化浓缩反应器5内腔废水加热同时，高压气罐4从同步氧化浓缩反应器5底部通过释放器向内腔供氧，提供废水中有机物氧化反应所需氧气；

所述的气体收集系统通过换热器一6与同步氧化浓缩反应器5连接，将气体收集冷凝送至气水分离器8，分离了凝结水的气体排空。

同步氧化浓缩反应器系统同步氧化浓缩反应器5启动时，首先由电加热器12加热热媒储罐9中的热媒YRM-2，冷热媒循环泵11将热媒YRM-2送至同步氧化浓缩反应器5换热外夹套加热腔内废水，循环流动，使腔内废水温度达到设计的反应温度；随着同步氧化浓缩反应器内腔废水中有机物氧化反应进行，有机物中的化学能以热能被释放出来，当温度超过设计工作温度时，冷热媒循环泵11启动，强制热媒YRM-循环，通过换热器二7的换热，将氧化反应中释放的热量排出系统外，维持系统反应温度的稳定。

所述的同步氧化浓缩反应器5设置有自动和手动泄压安全装置，以防止反应器超温、超压。

本实施例的同步氧化浓缩反应器容量为1m³计算即实际处理量约为1m³/h，处理液储罐1的储量约为1.5m³；提升泵3为柱塞泵，其流量为2.5m³/h，工作压力为4～8MPa；换热器一6和换热器二7的换热面积约为80～200m²；热媒储罐9和冷媒储罐10的储量为2m³；冷热媒循环泵11为扩散泵，其流量约为70m³/h。

Claims (3)

1.一种DDISO一体化同步氧化除盐装置，其特征在于主要包括有处理液进水系统、同步氧化浓缩反应器系统、气体收集系统和结晶脱盐系统，处理液进水系统将废水中悬浮物和油拦截后进入处理液储罐(1)，处理液储罐(1)通过提升泵(3)与同步氧化浓缩反应器系统的同步氧化浓缩反应器(5)连接，提升泵(3)从处理液储罐(1)内抽吸废水送入同步氧化浓缩反应器(5)进行处理；处理产生排出的混合气体送至气体收集系统收集和分离；经过处理同步氧化浓缩反应器(5)废水中盐的浓度越来越高，当浓度达到设计结晶浓度时，将浓缩液排至结晶脱盐系统的结晶罐(2)，在罐内将浓缩液减压降温，使浓缩液呈过饱和状态，实现结晶除盐；结晶罐(2)同时连接提升泵(3)，并通过提升泵(3)将结晶罐(2)内液体循环抽送至同步氧化浓缩反应器(5)内，进行循环氧化浓缩；

所述的同步氧化浓缩反应器系统同步氧化浓缩反应器(5)由内腔和外夹套两部分组成，反应器内腔内置催化剂，反应器外夹套为换热夹套，反应器启动时用于加热内腔，使其达到氧化反应温度；在正常工作时，用于降温，排除氧化浓缩过程中产生的热量；同步氧化浓缩反应器(5)一边通过管道同时连接热媒储罐(9)和冷媒储罐(10)，另一边通过换热器二(7)以及冷热媒循环泵(11)同时连接热媒储罐(9)和冷媒储罐(10)，形成循环；热媒储罐(9)内设有电加热器(12)用以加热热媒储罐(9)中的热媒；同时同步氧化浓缩反应器(5)连接有高压气罐(4)，同步氧化浓缩反应器(5)内腔废水加热同时，高压气罐(4)从同步氧化浓缩反应器(5)底部通过释放器向内腔供氧，提供废水中有机物氧化反应所需氧气；

所述的气体收集系统通过换热器一(6)与同步氧化浓缩反应器(5)连接，将气体收集冷凝送至气水分离器(8)，分离了凝结水的气体排空。

2.根据权利要求1所述的DDISO一体化同步氧化除盐装置，其特征在于：同步氧化浓缩反应器系统同步氧化浓缩反应器(5)启动时，首先由电加热器(12)加热热媒储罐(9)中的热媒，冷热媒循环泵(11)将热媒送至同步氧化浓缩反应器(5)换热外夹套加热腔内废水，循环流动，使腔内废水温度达到设计的反应温度；随着同步氧化浓缩反应器内腔废水中有机物氧化反应进行，有机物中的化学能以热能被释放出来，当温度超过设计工作温度时，冷热媒循环泵(11)启动，强制热媒-循环，通过换热器二(7)的换热，将氧化反应中释放的热量排出系统外，维持系统反应温度的稳定。

3.根据权利要求1所述的DDISO一体化同步氧化除盐装置，其特征在于所述的同步氧化浓缩反应器(5)设置有自动和手动泄压安全装置，以防止反应器超温、超压。