CN103880232A - 一种有机含盐废水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机含盐废水处理系统及方法,主要包括:预热氧化室,将废水中的有机物及氨氮污染物彻底转化成二氧化碳、水及氮气,并利用氧化产生的热量预热废水;蒸发室,氧化预热后的废水经加热器加热后进入蒸发室进行蒸发;脱气塔,通过脱气使蒸发回收的清水中含有的氮气与水分离,并循环利用氮气;保护气体发生器,补充损失的气体,保证蒸发室中的风压恒定;能量回收器,回收蒸汽的热量,并传递给原水,加热原水。有机含盐废水经过上述处理过程后,实现了废水的零排放并回收水和固体盐,实现了含盐废水处理的减量化、资源化和无害化。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机含盐废水处理系统及方法,更具体地说,涉及一种将有机含盐废水经过多级处理单元处理后,将有机物转化成二氧化碳和水,并将水和盐分别回收的一种有机含盐废水的处理系统及方法。
背景技术
水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,是经济社会可持续发展和维持生态平衡、保持环境优美的重要基础。据2006年3月22日在墨西哥城第四届水资源论坛上公布的《世界水资源开发报告》称,全球用水量在20世纪增加了6倍,增长速度是人口增速的2倍,有11亿人缺水,26亿人无法保证用水卫生;到2030年全球工农业及城市用水供需矛盾更趋紧张,水资源安全问题日趋恶化。在我国,人均水资源仅为世界人均水资源的四分之一,水资源面临的问题更加严峻。
随着科学技术的发展,产生了越来越多的有机含盐废水,有机含盐废水组成复杂,废水中除了含有不同的盐类物质外,还含有悬浮物、油脂、石油类等有机污染物。因此,要处理该废水,首先必须根据来水的性质将水中的石油类、悬浮物、有机物等污染物通过一定的技术措施预先去除,使废水组成趋向单一、稳定,一方面降低这些污染物的含量,另一方面为后面的废水脱盐提供便利。
当前有机含盐废水的普遍处理方法为“预处理+双膜法(超滤+反渗透)+蒸发结晶”。预处理将废水中的石油类、悬浮物及有机物降低到一定的标准以满足膜处理单元的进水要求,膜处理单元浓缩并回收废水,浓缩水进入到蒸发结晶处理单元。在预处理阶段,一般选用气浮、沉淀、过滤等方法去除石油类、悬浮类物质;但并不能有效去除有机物;由于盐分的存在,也不适于利用生化处理的方法来降低有机物;双膜法回收清水并产生浓盐水,双膜浓缩可降低蒸发结晶的规模,膜浓缩后浓缩液中盐含量及有机物含量上升,且不易生化降解或化学氧化分解。有机浓盐水进入到蒸发结晶系统后,进一步蒸发、浓缩及结晶实现废水零排放。
蒸发结晶技术是利用热量蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出,叫蒸发结晶,利用这一技术可使废水得到浓缩,以便得到需要浓度的液体或固体物质,为后续处理工艺提供条件,在进行零排放处理时,蒸发结晶技术常作为最后的把关技术。常用的蒸发技术有MEE(多效蒸发)、TVR(热蒸汽再压缩蒸发)、MVR(机械蒸汽再压缩蒸发)等模式,一般能够将含盐废水浓缩至含盐量为30%左右,经蒸发浓缩后的浓缩液再利用闪蒸技术实现结晶。由于有机物的存在,随着浓度的增加废水的性质将发生改变,极易导致蒸发器中的换热器结垢、从而影响废水在换热器表面的均匀分布、降低换热效率,导致蒸发部分的投资及运行费用升高;在闪蒸阶段也存在同样的问题。因此,利用上述方法处理有机含盐废水不能达到预定处理目标。
因此,如何采用合理的处理工艺实现有机含盐废水零排放是目前最重要的环节。要实现有机含盐废水的蒸发结晶,必须将废水中的有机污染物含量降至最低以确保蒸发结晶器的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种有机含盐废水的处理系统及方法,能降低废水中有机物的含量、提高蒸发结晶的效率、提高产品水和盐的质量,实现废水零排放以及盐类的回收。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种有机含盐废水处理方法,包含以下步骤:
1)预热氧化:电解氧化有机含盐废水,去除废水中的有机物及氨氮污染物,并利用电解氧化产生的热量预热废水;
2)蒸发:对氧化预热后的废水进行蒸发,蒸发过程中加入了保护气体,以保证蒸发过程中风压恒定不变;
3)冷却脱气:冷却蒸发产生的蒸汽,对蒸汽冷凝水进行脱气处理;
4)脱水:对蒸发单元中产生的结晶物进行脱水处理;
5)能量回收:回收蒸发产生的热量,并将热量传递至预热氧化单元;
优选的是:步骤1)中所述的电解氧化使用的正负极电极为钻石合金电极,该电极运行环境要求电导率大于10000μm/cm,电解氧化电压为24~50V,电流为20~200A,通过电解氧化产生高氧化电位的羟基自由基对废水中的还原性污染物进行无选择的氧化,电解反应依靠废水自身的导电性进行,没有电极消耗,因此不需要再进行后处理、没有二次污染,简化了工艺,对后续处理工艺没有任何不良影响;
优选的是:步骤2)中所述的蒸发单元还补充了保护气体,所述保护气体与进水的质量比为1:1~30:1;保护气体可以有效保证蒸发室中的压力平衡,避免出现负压状态,同时提高蒸发产生蒸汽的运动速度,保护气体可以循环使用;
本发明还提供了一种有机含盐废水处理系统,包括:预热氧化室、加热器、蒸发室、冷却器、脱气塔、脱水机、保护气体发生器以及能量回收器,其中:
预热氧化室:将废水中的有机物及氨氮污染物转化成二氧化碳、水及氮气;其出水进入到:
加热器:对经预热氧化室电解氧化的废水进行加热;其出水进入到:
蒸发室:经加热器加热后的废水进入蒸发室进行蒸发;蒸发产生的蒸汽进入冷却器,产生的结晶物进入到脱水机;未被蒸发的废水循环回到预热氧化室;
冷却器:冷却蒸发室产生的蒸汽;产生的蒸汽冷凝水进入到:
脱气塔:进行气、水分离;产生的气体循环进入蒸发室,产生的清水回收利用;
脱水机:对蒸发室产生的结晶物进行脱水处理,脱水产生的液体经泵提升回到预热氧化室,产生的固体回收利用;
保护气体发生器:产生的气体,通过蒸发室的进气管线,进入蒸发室;
能量回收器:回收蒸发室产生的热量,并将热量传递至预热氧化室,对预热氧化室的出水进行加热。
优选的是:所述的加热器为板式换热器;
优选的是:所述的蒸发室为低温循环浓缩蒸发室,蒸发温度小于100℃,主要含有布水系统、蒸发腔、浓水结晶室、除泡室四部分,经加热器加热后的废水通过布水系统均匀地喷洒在蒸发腔的上部形成微小的雾滴,部分废水转化成蒸汽,并在外力作用下上升至蒸发室顶部,进入冷却器进行冷却;为防止非蒸汽物质溢出,在蒸发室顶部设置有除泡室,非蒸汽物质在上升的过程中与除泡室中的丝网填料发生碰撞,下降回蒸发腔,并降落至浓水结晶室;
优选的是:所述的冷却器为翅式换热器,冷却器将蒸汽的热量进行吸收转移,使蒸汽转变生成水,初步实现气体与水的简单分离;
优选的是:所述的脱气塔为密闭式塔式脱气塔,保证冷凝水在进行气、水分离的同时不会进入空气,脱气产生的气体通过脱气塔塔顶风机送回蒸发室,确保蒸发室保持良好的气体环境;所述脱气塔从上至下依次为出气层、除泡层、布水层、脱气层及清水层,所述脱气塔的气体出口端还设置有保护气体补充口;
优选的是:所述的保护气体发生器为一体式气体发生器,产生的气体主要成分为氮气,用以补充蒸发室中因清水排出而损失的气体,保证蒸发室中的风压恒定不变;
优选的是:所述的脱水机为旋流式离心脱水机,对结晶物进行脱水处理;
优选的是:所述的能量回收器为空调式能量回收系统,由冷水机组与热泵机组组成,并将从蒸汽中回收的热量传递到预热氧化室,对预热氧化室的出水进行加热。
本发明的有益效果在于,本发明中所采用的有机含盐废水的处理系统及方法,利用高效氧化技术氧化分解废水中的有机污染物及无机还原性污染物,使废水中的COD含量降至最低,然后利用蒸发结晶一体式的低温蒸发结晶器,使废水浓缩结晶,对有机物及氨氮污染物的氧化、产品水及产品盐的品质有着非常理想的效果,通过进出系统的水质情况对比,采用本发明的有机含盐废水处理系统,对含盐废水的回收率最高能够达到85%以上,结晶盐中的有机物含量小于100mg/L;实现了高品质水和盐类的回收,实现了废水处理的减量化、资源化和无害化,实现了“零排放”,降低了企业对新鲜水的依赖性,促进了当地环境的和谐。
附图说明
图1示出了本发明的工艺流程图;
图2示出了本发明中预热氧化室的结构示意图;
图3示出了本发明中蒸发室的结构示意图;
图4表出了本发明中脱气塔的结构示意图;
图5示出了本发明中能量回收器的系统示意图;
图6示出了本发明实施例中的各单元COD去除率及累计去除率的变化曲线图;
图7示出了本发明实施例中的各单元TDS去除率及累计去除率的变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示:本发明一种有机含盐废水处理方法,包括如下步骤:
1)有机含盐废水经泵提升进入预热氧化室进行电解氧化,用以去除废水中的有机物及氨氮污染物等还原性物质。电解氧化的正负极均选用钻石合金电极,依靠废水自身的导电性进行电解氧化,该过程电极消耗极少,没有二次污染,对后续处理工艺没有任何不良影响。具体操作如下:
电解氧化采用钻石合金电极作为正负两极,直流电源,两极电压为24-50V,电流为20-200A,本发明实施例1中选择的直流电压为48V,电流强度为100A,通过对两极通电,使废水电解产生具有高氧化性的羟基自由基(·OH),羟基自由基具有很高的氧化电位,仅次于氟,能够无选择地氧化各种污染物,各种氧化剂的氧化电位见表1:
表1各种氧化剂的氧化电位
羟基自由基(·OH)可以无选择性地和废水中的还原性物质进行反应,彻底氧化废水中的有机物、氨氮及其他还原性物质。预热氧化室结构如图2所示:废水经过水泵提升首先进入电解氧化室的进水端,废水经过进水稳定区1与蒸发室及脱水机循环回来的废水混合并稳定水流状态后进入到电解氧化区2,废水经过电极栅时,废水中的污染物和由电解直接、间接产生的羟基自由基结合发生氧化反应,有机物被转化成二氧化碳和水,氨氮被转化成氮气,低价态无机物亦被转化成高价态稳定无害物质,电解氧化后的废水经过出水稳定区3稳定水流状态后,去往下一个处理单元。由于电解氧化是放热反应,因此废水经过预热氧化室后温度有所升高,升高的幅度和废水中的还原性物质的含量直接相关。
此电解氧化机理可分为两个部分,即直接氧化和间接氧化。直接氧化作用是指溶液中·OH基团的氧化作用,它是由水通过电化学作用产生的,该基团具有很强的氧化活性,对作用物几乎无选择性。直接氧化的电极反应如下:
2H2O→2·OH+2H++2e-
有机物+·OH→CO2+H2O
2NH3+6·OH→N2↑+6H2O
2·OH→H2O+1/2O2
若废水中含有高浓度的Cl-时,Cl-在阳极放出电子,形成Cl2,进一步在溶液中形成ClO-,溶液中的Cl2/ClO-的氧化作用能有效去除废水中的有机物。这种氧化作用即为间接氧化,反应如下:
阳极:4OH-→2H2O+O2+4e-
2Cl-→Cl2+2e-
溶液中:Cl2+H2O→ClO-+H++Cl-
有机物+ClO-→CO2+H2O
2)预热氧化室出水进入加热器进行加热,一般废水被加热温度最高不超过100℃,加热室的能源来自于能量回收器,废水加热之后,进入到蒸发室,在蒸发室中进行蒸发,蒸发室结构如图3所示:由进水管1、除泡室2、布水系统3、蒸发腔4、浓水结晶室5、出盐管6、浓水循环管7以及蒸汽出口8等几部分组成;具体操作如下:
经过加热器加热后的废水经过进水管1进入蒸发室,通过布水系统3均匀地喷洒在蒸发腔4的上部形成微小的雾滴,雾滴中的部分废水转化成蒸汽,并在外力的作用下上升至蒸发室顶部,随后进入冷却器进行冷却;为防止非蒸汽物质溢出,在蒸发室顶部设置了除泡室2,除泡室2中设置有蜂窝状的丝网填料,非蒸汽物质在上升的过程中与除泡室2中的丝网填料发生碰撞,跌落回蒸发腔4,并降落至浓水结晶室5;在此,结晶物由于重力的作用降落至浓水结晶室5底部,上部浓缩液在循环泵的提升下通过浓水循环管7进入氧化预热室,进一步去除浓缩液中的污染物,底部浓缩液则经过提升泵的作用进入脱水机进行脱水。为确保蒸发室中的布水均匀,浓缩液的回流量为进水流量的5-20倍,视实际情况可以进行调整,本发明实施例1中采用15倍于进水的流量。
为确保蒸发室的安全稳定性,在蒸发室中加入了保护气体,保护气体中氮气的含量在95%以上,保护气体一方面可以防止危险的发生,另一方面可以吸收蒸汽,携带蒸汽。保护气体与进水的比例与废水中还原性物质的含量相关,一般质量比为1:1~30:1,本发明实施例1中选择的质量比为10:1。
3)通过蒸发室产生的蒸汽通过风机的作用进入冷却器进行降温处理,蒸汽的热量被转移回收,蒸汽温度降低,释放热量,转化成水和气体的混合物。本发明实施例1中所采用的冷却器为翅式换热器,换热总面积为10m2,进出口尺寸为DN50,蒸汽进入换热器的温度为60℃,出换热器的温度为35℃。
4)经冷却器降温后的蒸汽冷凝水进入脱气塔中进行脱气处理,主要脱除清水中的气体,脱气塔的结构如附图4所示:脱气塔从上至下主要包括出气层2、除泡层3、布水层4、脱气层5及清水层6。通过进水管1的来水通过布水层4均匀分布在脱气层5的上方,液体在重力作用下向下运动,经过填料层进入到清水层6,气体经过除泡层3及出气层2稳定流态后,在风机8的作用下再回到蒸发室。为补充因为排水带出的气体,在脱气塔的气体出口端9设置了保护气体补充口,气体发生器产生的保护气体经此口补充在蒸发室的进气管线上,进入蒸发室。脱气塔产生的清水从底部通过清水泵经出水管7排放。
5)随着蒸发的进行,蒸发室中浓水结晶室5的底部富集一定量的结晶物,通过浆料泵的提升,将结晶物输送入脱水机,脱水机由旋流除砂器组成,当水流在一定的压力下从除砂进水口以切向方向进入设备后,产生强烈的旋转运动,由于砂和水密度不同,在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下,密度低的水上升,由出水口排出,密度大的砂粒由设备底部的排污口排出,从而达到除砂的目的。在一定范围和条件下,除砂器进水压力越大,除砂率越高,并可多台并联使用。本发明中选择的脱水机外形尺寸为D165xH700,进口尺寸为DN25,出口尺寸为DN40,排渣尺寸为DN25,处理量为5m3/h,进水压力为0.2MPa。根据浓缩结晶段的结晶物情况可以决定脱水机的启停。
6)为避免能量的浪费,本系统设置了能量回收器,其示意图如附图5所示:由蒸发室产生的蒸汽和从压缩机过来的液体制冷剂在换热器中发生热交换,蒸汽的热量转移至制冷剂,蒸汽冷凝形成液体,制冷剂吸热蒸发变成气态,吸收热量的制冷剂再回到压缩机中,经过压缩机进一步压缩提高热量并通过换热器将热量传递到预热氧化室出水的换热器上,如此,加热废水的能量能够回收回来,只需补充由于机械效率及其它原因而损失的能量。
采用上述有机含盐废水处理系统,蒸发结晶产生的盐分纯度高达99%以上,仅有极少量的污染物存在,产生的清水TDS含量低于100mg/L,有机物含量低于10mg/L,水质情况极好,可以直接回用到许多场所。
实施例1
2012年10月,北京纬纶华业环保科技股份有限公司针对某炼油厂有机含盐废水进行了实验。实验装置总体为连续运行,脱水单元采用间歇运行模式。
1、实验原水水质
表2实验原水水质表
项目 | 长期平均值 | 最高值 | 最低值 |
项目 | 长期平均值 | 最高值 | 最低值 |
PH | 7-9 | ||
CODCr(mg/l) | 5009.8 | 5500.5 | 4504.3 |
NH4+(mg/l) | 66.5 | 82 | 45 |
溶解固形物(mg/l) | 60050.5 | 88346.9 | 56399.1 |
温度℃ | 35 | 45 | 20 |
2、产水水质要求
根据现场生产情况确定产水各指标限值情况,如表3所示:
表3产水水质要求表
项目 | 数值 | 备注 |
PH | 6-9 | |
CODCr(mg/l) | 60 | |
NH4+(mg/l) | 10 | |
溶解固形物(mg/l) | 60 | 无限制 |
温度℃ | 30 |
3、实验结果
在试验过程中,对重点污染物进行跟踪监测,评价各工艺段的去除效果。试验重点污染物日常监测分析结果见表4(表内数据为多次监测的平均值)。
表4 重点污染物监测分析结果
注:蒸发器蒸汽出口流量为折算为液态后的流量。
从表4中的数据可以看出,本系统的产水水质优于所要求的产水水质。
4、各主要污染物去除效果分析
1)COD去除效果
对于来水,CODCr的平均浓度为5009.8mg/L,与蒸发室及脱水机脱水混合后在预热氧化室进口的浓度为637mg/L,预热氧化室出口的浓度为200mg/L,脱气塔进水浓度为15mg/L,脱气塔出水浓度为13mg/L。
参见图6,对于各单元CODCr的去除率,预热氧化室的去除率为96.0%,蒸发室的去除率为92.5%,累计去除率为99.7%,脱气塔去除率为13.33%,累计去除率为99.7%,整个系统总去除率为99.7%。
从上述实验结果来看预热氧化室对COD的去除是相当有效的,蒸发室对COD虽然没有氧化效果,但是对COD的截留效果是相当明显的,说明在此温度下,COD可挥发性较弱,没有发生蒸发作用,被截留到浓水结晶室的COD可以返回预热氧化室中进行二次氧化,脱气塔对COD的去除效果则相对较低。
2)NH3-N去除效果
对于NH3-N,来水的氨氮总量为66.5mg/L,进入预热氧化器后,在电解氧化作用下,氨氮及有机物被直接氧化,在预热氧化器出口未检出氨氮,说明本预热氧化单元对氨氮的去除效果是十分有效的。
3)TDS去除效果分析
对于TDS,来水的平均浓度为60050.5mg/L,预热氧化室没有去除效果,脱气塔的进水(蒸发室出水)的浓度为10mg/L,脱气塔产水浓度为10mg/L。
参见图7,试验期间,经过监测汇总分析,对于TDS各单元的去除率,预热氧化室的去除率为0%,蒸发室的去除率为99.98%,累计去除率为99.98%,脱气塔的去除率为0%,累计去除率为99.98%,整个系统总去除率为99.98%。
从上述实验结果可知,蒸发室是去除废水中TDS的主要单元,其他单元对TDS基本没有去除效果。
4)废水回收率
试验期间,经过监测,来水水量为0.2m3/h,预热氧化段产水为2.23m3/h(含循环量2.0m3/h),蒸发室产水为0.2m3/h(脱气塔进水),脱气塔产水为0.2m3/h,脱水机平均产盐量为0.0345m3/h(含水率为60%)。
5)效果分析
通过上述试验结果及数据分析可以看出,采用本系统实现了处理有机含盐废水的废水零排放。
经过预处理的来水经过泵提升与蒸发室及脱水机回流的废水混合后进入到预热氧化室进行电解氧化,在此去除废水中的有机物及氨氮等还原性物质,在此单元,CODCr及氨氮的去除率分别为96.0%及97.1%;该单元采用钻石合金电极作为电解氧化的正负极,不牺牲电极,依靠电解产生的羟基自由基对废水中的污染物实现直接氧化,氧化效率高,最终产物为二氧化碳、水及氮气等,没有二次污染;本单元为去除有机物及氨氮等还原性污染物的关键工段,废水经过氧化后,其产水中的污染物浓度大大降低。
预热氧化室出水经过加热器加热之后进入蒸发室,本实施例1中,进水温度为35℃,经过预热氧化之后温度可上升至36℃;预热氧化室出水经加热器加热后的温度为60℃,进入蒸发室废水中的主要污染物为混合盐类,本单元对盐类的去除率为99.98%,对氨氮没有去除效果,废水在蒸发室中进行低温蒸发,盐、难降解有机物及未蒸发的水在重力作用下,下降至浓水结晶室中;废水经过蒸发后产水的CODCr、TDS含量符合产水水质要求。
通过蒸发产生的蒸汽则经过冷却器降温之后进入脱气塔脱除气体,脱气塔对氨氮及TDS没有去除效果,对CODCr的去除效果为13%;经脱气塔分离出来的气体与保护气体发生器产生的补充气混合后再回到蒸发室。保护性气体同时携带蒸汽,实现废水的多重蒸发,利用气体在不同温度下的含湿量的变化,吸收废水中的清水变成蒸汽,并通过冷却器释放出水分。
由于电解氧化的作用,废水中的污染物得到有效去除,在浓水结晶室产生的结晶物质量很好,脱水机分离产生的混合盐含水量为60%,其他污染物含量低于1‰,为混合盐的回收利用提供条件。
6、制水成本
表5总制水成本一览表(单位:元/方水)
7、经济效益、环境效益、社会效益分析
目前,很多有机含盐废水中有机物含量高、成分复杂并含有一定的毒性,且废水中的高含盐量不适合生化处理,因此,如何处理这类废水成为一个世界性难题。
常见的有机含盐类废水的蒸发处理方法有强制蒸发结晶、自然蒸发及综合利用等方式。蒸发结晶主要有MEE及MVR等技术。对于强制蒸发方式,一方面,由于废水的含盐量很高,对蒸发设备的材质要求很高,蒸发结晶的投资费用也很高;另一方面,随着废水的浓缩,有机污染物的浓度也越来越高,在蒸发的过程中会产生大量的泡沫,降低蒸发过程中的传质传热效果,从而影响蒸发效率。目前,常规工艺蒸发一吨废水所需蒸汽量在0.15-0.45吨,耗电量在20-100kw之间。蒸发后产生的混合物为混合盐及有机物的混合物,没有利用价值,因此采用这种模式只是将污染物进行了并不彻底的分类,虽然进行了水的回收利用,但是污染物的总量并未发生任何改变,未能实现污染物的减量化及无害化,不是有机含盐类废水的有效解决办法。自然蒸发需要有大量的土地和较大的蒸发损失量,受到地域的限制,仅在蒸发量远远大于降水量的地区能够使用,同时还存在和强制蒸发结晶同样的问题(污染物并未减量化及无害化),这种处理方法也不适宜规模化处理。本发明是一种氧化、蒸发及结晶组合工艺,通过合理的工艺路线,实现了有机含盐废水处理的减量化、资源化、无害化。本发明首先将废水经过没有电极消耗的电解氧化处理,使有机物、氨氮等还原性物质被氧化生成二氧化碳、水及氮气,实现污染物的减量化及无害化,经过电解氧化,废水的主要成分为混合盐及水,组成趋向单一化,有利于废水在蒸发室的蒸发回收;通过蒸发结晶回收高品质的水及混合盐,实现了废水处理的资源化;同时系统中还设置了能量回收系统,可以回收大量的能源,降低了废水处理的成本。
本发明采用多种工艺相结合,通过电解氧化可以去除废水中的大量COD,同时利用蒸发室对盐和水进行分离,再利用脱气塔回收气体并排出清水,整套系统实现了有机含盐废水的零排放处理,并回收水资源和盐分。使用本发明,有效地处理了有机含盐废水,废水回收率高达85%以上(剩余水分在混合盐中,可进一步回收),同时回收了废水中所有盐分,具有良好的经济效益、社会效益及环境效益。
本发明不仅仅适用于有机含盐废水,针对其他的含盐废水采用适当的前处理后也能应用该方法。
Claims (10)
1.一种有机含盐废水处理方法,其特征在于包含以下步骤:
1)预热氧化:电解氧化有机含盐废水,去除废水中的有机物及氨氮污染物,并利用电解氧化产生的热量预热废水;
2)蒸发:氧化预热后的废水经加热后进行蒸发,蒸发过程中加入了保护气体,以保证蒸发过程中风压恒定不变;
3)冷却脱气:冷却蒸发产生的蒸汽,并对蒸汽冷凝水进行脱气处理;
4)脱水:对蒸发过程中产生的结晶物进行脱水处理;
5)能量回收:回收蒸发产生的热量,并将热量传递至预热氧化单元。
2.根据权利要求1所述的一种有机含盐废水处理方法,其特征在于:步骤1)中所述的电解氧化使用的正负极电极为钻石合金电极,电解电压为24~50V,电流为20~200A。
3.根据权利要求1所述的一种有机含盐废水处理方法,其特征在于:步骤2)中加入的保护气体与进水的质量比为1:1~30:1。
4.一种有机含盐废水处理系统,其特征在于:包括:预热氧化室、加热器、蒸发室、冷却器、脱气塔、脱水机、保护气体发生器以及能量回收器,其中:
预热氧化室:将废水中的有机物及氨氮污染物转化成二氧化碳、水及氮气;其出水进入到:
加热器:对经预热氧化室电解氧化的废水进行加热;其出水进入到:
蒸发室:经加热器加热后的废水进入到蒸发室进行蒸发;蒸发产生的蒸汽进入冷却器,产生的结晶物进入到脱水机;未被蒸发的废水循环回到预热氧化室;
冷却器:冷却蒸发室产生的蒸汽;产生的蒸汽冷凝水进入到:
脱气塔:进行气、水分离;产生的气体循环进入蒸发室,产生的清水回收利用;
脱水机:对蒸发室产生的结晶物进行脱水处理,脱水产生的液体经泵提升回到预热氧化室,产生的固体回收利用;
保护气体发生器:产生的气体,通过蒸发室的进气管线,进入蒸发室;
能量回收器:回收蒸发室产生的热量,并将热量传递至预热氧化室,对预热氧化室的出水进行加热。
5.根据权利要求4所述的一种有机含盐废水处理系统,其特征在于:所述的加热器为板式换热器。
6.根据权利要求4所述的一种有机含盐废水处理系统,其特征在于:所述的蒸发室为低温循环浓缩蒸发室,主要含有布水系统、蒸发腔、浓水结晶室、除泡室四部分,经加热器加热后的废水通过布水系统均匀地喷洒在蒸发腔的上部形成微小的雾滴,部分废水转化成蒸汽,并在外力作用下上升至蒸发室顶部,进入冷却器进行冷却;为防止非蒸汽物质溢出,在蒸发室顶部设置有除泡室,非蒸汽物质在上升的过程中与除泡室中的丝网填料发生碰撞,下降回蒸发腔,并降落至浓水结晶室。
7.根据权利要求4所述的一种有机含盐废水处理系统,所述的冷却器为翅式换热器。
8.根据权利要求4所述的一种有机含盐废水处理系统,其特征在于:所述的脱气塔为密闭式塔式脱气塔,用以脱除清水中的气体,所述脱气塔从上至下依次为出气层、除泡层、布水层、脱气层及清水层,所述脱气塔的气体出口端还设置有保护气体补充口。
9.根据权利要求4所述的一种有机含盐废水处理系统,其特征在于:所述的保护气体发生器为一体式保护气体发生器,产生的保护气体主要成分为氮气。
10.根据权利要求4所述的一种有机含盐废水处理系统,其特征在于:所述的脱水机为旋流式离心脱水机,所述的能量回收器由冷水机组与热泵机组组成。
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