CN104973638A - 一种高盐高浓度有机废液处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高盐高浓度有机废液处理工艺，具体包括如下步骤：(1)通过变频器来控制物料的进料量，物料从预热器进入蒸馏塔中进行常压蒸馏，轻组分通过轻组分冷凝器冷凝；重组分进入由三个加热器组成的三效蒸发系统中进行蒸发分离；(2)三效蒸发系统中各效加热器产生的汽液混合物进入各效分离器，经过除雾器除雾的轻组分冷凝，有机组分引入尾气系统或排空；(3)经过三效强制循环蒸发浓缩后的二次蒸汽进入冷凝器冷凝，出料的浓缩液部分进入反应釜中，部分浓缩液进入焚烧车间焚烧，回收热值。本发明系统具有良好的稳定性，处理工艺适应性强，采用强制循环蒸发工艺，换热效率高，两级除雾实现了良好的除雾效果，延缓结垢。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种高盐高浓度有机废液处理工艺。
背景技术
近年来，随着工农业生产的发展和城镇人民生活水平的提高，工业废水、城市污水排放量越来越大，由此引起的环境污染，已严重影响到环境生态和人类健康，尤其是高盐高浓度有机废水的排放。高浓度含盐有机废液是指至少含有3.5％总溶解固体TDS(Total DissolvedSolid)的高浓度有机废水，其主要来源于化工、机械加工等工业生产过程。高浓度含盐有机废液除含有高浓度的不溶于水或微溶于水，并以乳化形态存在于水中的有机物外，还含大量的的无机盐，如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等离子，这些盐的存在对生物处理有明显的抑制作用，而以乳化形态存在于水中的有机质也难以采用生物处理方法。针对此类废水，目前较为成熟、有效的处理工艺主要包括物理化学法，生物化学法及其组合工艺，其中物理化学法主要有：电化学法、膜分离法、深度氧化法、离子交换法和焚烧法。生物法是处理高盐有机废水最传统和广泛流行的方法，一般包括以下几种方法：(1)传统活性污泥法；(2)厌氧处理系统；(3)序批式反应系统；(4)好氧颗粒污泥；(5)从盐湖、盐田、盐沼采取菌种，培养驯化适耐细菌。此外，以上几种方法可根据实际情况，相互结合以达到理想的处理效果。物理化学法和生物处理法均可以用于高盐有机废水的处理，但各有优势和不足。因此，有研究人员提出将两个工艺组合来处理高盐有机废水，即针对不同来源的高盐有机废水选择合适的物理化学法进行预处理然后再进行生物化学法处理。
高浓度含盐有机废液含盐量高、高浓度的有机质以乳化形态存在的特点为其处理带来了很大的障碍，面对日益严格的环境保护要求，单一的处理方法在经济和技术上都存在一定的问题。焚烧法是目前最常用的一种处理方法，但由于废液中含水量较大，因此需要较多的燃料，导致运行成本高；物理化学法中的深度氧化法相对而言占地面积较小，处理后基本无二次污染，但较难的控制条件和较高的运行成本工业化制约了它的推广应用；膜分离法和生物法由于高浓度含盐有机废液的污染特征导致难以单独适用。在单一技术研发的基础上，采用多种技术组合的工艺是未来处理高浓度含盐有机废液的发展方向。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高盐高浓度有机废液处理工艺。
本发明采取的技术方案为：
一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)通过变频器来控制物料的进料量，物料通过进料泵从物料缓冲罐输送至预热器I和预热器II，所述预热器的热源来自后续三效蒸发过程中一效加热器、二效加热器和三效加热器的蒸发冷凝水，预热器I和预热器II均和蒸馏塔连接，通过预热器I和预热器II将物料的温度提升至90℃后进入蒸馏塔中进行常压蒸馏，在蒸馏塔中，物料中沸点低于90℃的轻组分通过轻组分冷凝器冷凝，然后进入有机组分冷凝罐储存，有机组分冷凝罐中的气相通过蒸馏塔真空泵引入尾气系统或排空，有机组分冷凝罐中的液相通过轻组分出液泵输出轻组分冷凝液；沸点高于90℃的重组分进入由三套加热器组成的三效蒸发系统中进行蒸发分离，蒸馏塔中的物料通过再沸器进入一效加热器，在一定压力蒸汽条件下，达到设计的蒸发温度，在一效分离器中蒸发分离，达到设计的蒸发量；一效蒸发器分离器蒸发后的物料进入二效加热器，并在二效蒸发分离器中蒸发分离，二效蒸发器蒸发后的物料进入三效加热器，在三效蒸发分离器出料；
(2)三效蒸发系统中各效加热器产生的汽液混合物进入各效分离器，即一效加热器产生的汽液混合物进入一效分离器，二效加热器产生的汽液混合物进入二效分离器，三效加热器产生的汽液混合物进入三效分离器，产生的蒸汽和夹带的微小液滴在分离器里上升，在上升的过程中经过除雾器进行除雾分离二次蒸汽中夹带的微小液滴，经过除雾器除雾的轻组分进入轻组分冷凝器，冷凝后的物料进入有机组分冷凝罐，有机组分通过蒸馏塔真空泵引入尾气系统或排空；与此同时，一效分离器中的重组分通过一效循环泵回收到一效加热器中，二效分离器中的重组分通过二效循环泵回收到二效加热器中，三效分离器中的重组分通过三效循环泵回收到三效加热器中；
(3)三效分离器中的重组分进入蒸发冷凝水罐I，蒸发冷凝水罐I中重组分通过排水泵I输送到蒸馏塔中，经过三效强制循环蒸发浓缩后的二次蒸汽进入冷凝器I，冷凝器I中的物料通过管道进入蒸发冷凝水罐II，蒸发冷凝水罐II中的冷凝水通过排水泵II引入外围蒸馏水罐，三效加热器出料的浓缩液通过出料泵II部分进入反应釜中，反应釜中的物料通过离心机或抽滤槽进入地池，部分浓缩液进入焚烧车间焚烧，回收热值。
进一步的，所述步骤(1)中一效蒸发：物料进入一效加热器以强制循环的方式进行蒸发，其加热温度为：110～130℃，通过一效分离器蒸发后的浓缩液浓度为：8～10％；二效蒸发：通过二效分离器蒸发后的浓缩液浓度为：15～20％；三效蒸发：通过三效分离器蒸发后的浓缩液浓度为：30％以上。
进一步的，所述步骤(1)在三效蒸发系统中，采用顺流蒸发方案，即物料与蒸汽在效间同向流动的蒸发流程。
进一步的，所述步骤(1)一效加热器产生的二次蒸汽进入二效壳程为其提供热源，二效加热器产生的二次蒸汽进入三效壳程为其提供热源，三效加热器产生的二次蒸汽经过冷凝器冷凝后，经排水泵排出。
进一步的，所述步骤(1)整个系统配置真空泵，采用负压蒸发。
进一步的，所述步骤(2)中分离器的下端为储液腔，分离器的中心位置设置360°喷淋腔，喷淋腔内环形交错设置有向下倾斜的旋流式蒸汽滤板，蒸汽滤板的一端固定在环形腔壁上，蒸汽滤板的另一端为自由端，蒸汽滤板的自由端略微超出环形腔体的中心轴线；所述喷淋腔的外壁和分离器的内壁之间设置有折流式水平滤板，折流式水平滤板等间距设置。
进一步的，所述步骤(2)中除雾器安装在分离器的上端，除雾器的上下两端面均设置为波形叶片，上下波形叶片形成的格栅上架设有金属丝网，金属丝网之间铺设有纤维滤棉。
进一步的，所述步骤(3)冷凝器中的冷凝水来自于凉水塔，凉水塔通过水管连接凉水池，凉水池通过凉水塔循环泵和冷凝器连接，所述凉水池中有自来水补水。
一种高盐高浓度有机废液处理系统，其特征在于，物料缓冲罐1通过进料泵和预热器I、预热器II连接，预热器I、预热器II和蒸馏塔连接，蒸馏塔的顶端和轻组分冷凝器连接，轻组分冷凝器和有机组分冷凝罐连接，有机组分冷凝罐通过轻组分出液泵和蒸馏塔真空泵连接，蒸馏塔的底端通过再沸器和三效强制循环蒸发系统连接，三效强制循环蒸发系统包括一效分离器、二效分离器和三效分离器；所述一效分离器的前端和一效加热器连接，一效分离器的后端和一效循环泵连接，一效分离器的另一分支和后一循环加热系统中的二效加热器连接，所述二效分离器的前端和二效加热器连接，二效分离器的后端和二效循环泵连接，二效分离器的另一分支和后一循环加热系统中的三效加热器连接，所述三效分离器的前端和三效加热器连接，三效分离器的后端和三效循环泵连接，三效分离器的另一分支通过冷凝器I和反应釜连接，反应釜通过离心机或抽滤槽和地池连接。
本发明的有益效果为：
本发明的处理工艺适应性强：系统不但可以处理复杂多样的有机废水，可以根据来液的性质控制蒸发温度，调整蒸发量，进而将有机废液中的有机质、水和盐有效分离，为后续污水达标排放提供了可能，该方案运用范围广，适用性强。
两级除雾实施确保除雾效果：在本发明中，为了防止大液滴从二次蒸汽出口飞溅出去，在分离器内及二次蒸汽出口设置了旋流式蒸汽滤板、折流式水平滤板并连的曲折通道除雾装置，可将上升蒸汽中的较大液滴分离下来，同时在分离器的上端采用丝网除雾器，除雾器能够分离二次蒸汽中夹带的微小液滴，二次蒸汽通过分离器里两级除雾分离，蒸汽中的液滴夹带可降低到0.1％，这将极大的提高蒸馏水的品质，延长了设备的使用寿命，确保压缩机长期稳定运行。
本发明中各效产生的汽液混合物进入各效分离器，产生的蒸汽和夹带的微小液滴在分离器里上升，在上升的过程中会遇到除雾器，能够确保分离二次蒸汽中夹带的微小液滴，从而达到了良好的分离效果，极大的降低了物料对设备造成的损伤，提高了蒸馏水的出水水质。
专业防结垢设计：分离器带360°喷淋设施，除雾器的上下两端面均设置为波形叶片，上下波形叶片形成的格栅上架设有金属丝网，金属丝网之间铺设有纤维滤棉，该结构设计独特，便于冲洗分离器内壁及金属丝网的残留物，延缓结垢。
本发明采用强制循环蒸发工艺，确保物料在换热管内保持高速流动的状态，使得换热管内充满料液防止料液在换热管内发生相变，降低了结垢速率。
安装高度低，换热效率高，维护方便：蒸发器系统设计为三效强制循环蒸发系统，该加热器具有安装高度低，换热效率高，维护方便等优点。
系统具有良好的稳定性：通过温度、流量、压力、液位等传感器回传信号，PLC控制系统自动保持各种数据平衡，确保系统能够连续稳定高效的运行。
自动清洗系统：在进入蒸发器前，由于本系统实行低温、低温差蒸发，降低了设备结垢的可能性。但根据物料是否含有、或者含有结垢物质的多少来定设备经过长期的运行，不可避免的会有结垢现象出现，当出现结垢现象而导致设备蒸发能力下降时，可以使用本系统自动清洗系统，系统会根据系统设定的定期清洗时间从清洗罐泵入清洗液，可根据实际要求，可为弱酸弱碱、或者直接为清水，其清洗过程同蒸发过程一样，清洗后的清洗液泵入原液混合一起蒸发处理。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为本发明中分离器的结构示意图。
其中，1、物料缓冲罐；2、进料泵；3、预热器I；4、预热器II；5、蒸馏塔；6、再沸器；7、一效加热器；8、二效加热器；9、三效加热器；10、一效分离器；11、二效分离器；12、三效分离器；13、一效循环泵；14、二效循环泵；15、三效循环泵；16、排水泵I；17、蒸发冷凝水罐I；18、出料泵；19、冷凝器I；20、反应釜；21、凉水塔；22、凉水池；23、凉水塔循环水泵；24、冷凝器II；25、离心机或抽滤槽；26、蒸发冷凝水罐II；27、排水泵II；28、真空泵；29、地池；30、轻组分冷凝器；31、有机组分冷凝罐；32、轻组分出液泵；33、蒸馏塔真空泵；34、除雾器；35、360°喷淋腔；36、蒸汽滤板；37、折流式水平滤板。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
如图1所示，一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)通过变频器来控制物料的进料量，物料通过进料泵2从物料缓冲罐1输送至预热器I3和预热器II4，所述预热器的热源来自后续三效蒸发过程中一效加热器7、二效加热器8和三效加热器9的蒸发冷凝水，预热器I3和预热器II4均和蒸馏塔5连接，通过预热器I3和预热器II4将物料的温度提升至90℃后进入蒸馏塔5中进行常压蒸馏，在蒸馏塔5中，物料中沸点低于90℃的轻组分通过轻组分冷凝器30冷凝，然后进入有机组分冷凝罐31储存，有机组分冷凝罐31中的气相通过蒸馏塔真空泵33引入尾气系统或排空，有机组分冷凝罐31中的液相通过轻组分出液泵32输出轻组分冷凝液；沸点高于90℃的重组分进入由三套加热器组成的三效蒸发系统中进行蒸发分离，蒸馏塔5中的物料通过再沸器6进入一效加热器7，在一定压力蒸汽条件下，达到设计的蒸发温度，在一效分离器中蒸发分离，达到设计的蒸发量；一效蒸发器分离器10蒸发后的物料进入二效加热器8，并在二效蒸发分离器11中蒸发分离，二效蒸发器11蒸发后的物料进入三效加热器9，在三效蒸发分离器13出料；
(2)三效蒸发系统中各效加热器产生的汽液混合物进入各效分离器，即一效加热器7产生的汽液混合物进入一效分离器10，二效加热器8产生的汽液混合物进入二效分离器11，三效加热器9产生的汽液混合物进入三效分离器12，产生的蒸汽和夹带的微小液滴在分离器里上升，在上升的过程中经过除雾器34进行除雾分离二次蒸汽中夹带的微小液滴，经过除雾器34除雾的轻组分进入轻组分冷凝器30，冷凝后的物料进入有机组分冷凝罐31，有机组分通过蒸馏塔真空泵33引入尾气系统或排空；与此同时，一效分离器10中的重组分通过一效循环泵13回收到一效加热器7中，二效分离器11中的重组分通过二效循环泵14回收到二效加热器8中，三效分离器12中的重组分通过三效循环泵15回收到三效加热器9中；
(3)三效分离器12中的重组分进入蒸发冷凝水罐I17，蒸发冷凝水罐I17中重组分通过排水泵I16输送到蒸馏塔5中，经过三效强制循环蒸发浓缩后的二次蒸汽进入冷凝器I19，冷凝器I19中的物料通过管道进入蒸发冷凝水罐II26，蒸发冷凝水罐II26中的冷凝水通过排水泵II27引入外围蒸馏水罐，三效加热器9出料的浓缩液通过出料泵II18部分进入反应釜20中，反应釜20中的物料通过离心机或抽滤槽25进入地池29，部分浓缩液进入焚烧车间焚烧，回收热值。
进一步的，所述步骤(1)中一效蒸发：物料进入一效加热器7以强制循环的方式进行蒸发，其加热温度为：110～130℃，通过一效分离器10蒸发后的浓缩液浓度为：8～10％；二效蒸发：通过二效分离器11蒸发后的浓缩液浓度为：15～20％；三效蒸发：通过三效分离器12蒸发后的浓缩液浓度为：30％以上。
进一步的，所述步骤(1)在三效蒸发系统中，采用顺流蒸发方案，即物料与蒸汽在效间同向流动的蒸发流程。
进一步的，所述步骤(1)一效加热器7产生的二次蒸汽进入二效壳程为其提供热源，二效加热器8产生的二次蒸汽进入三效壳程为其提供热源，三效加热器9产生的二次蒸汽经过冷凝器冷凝后，经排水泵排出。
进一步的，所述步骤(1)整个系统配置真空泵28，采用负压蒸发。
进一步的，所述步骤(3)冷凝器中的冷凝水来自于凉水塔21，凉水塔21通过水管连接凉水池22，凉水池22通过凉水塔21循环泵和冷凝器连接，所述凉水池22中有自来水补水。
如图2所示，所述步骤(2)中分离器的下端为储液腔，分离器的中心位置设置360°喷淋腔35，喷淋腔内环形交错设置有向下倾斜的旋流式蒸汽滤板36，蒸汽滤板36的一端固定在环形腔壁上，蒸汽滤板36的另一端为自由端，蒸汽滤板36的自由端略微超出环形腔体的中心轴线；所述喷淋腔的外壁和分离器的内壁之间设置有折流式水平滤板37，折流式水平滤板37等间距设置。
进一步的，所述步骤(2)中除雾器34安装在分离器的上端，除雾器34的上下两端面均设置为波形叶片，上下波形叶片形成的格栅上架设有金属丝网，金属丝网之间铺设有纤维滤棉。
一种高盐高浓度有机废液处理系统，其特征在于，物料缓冲罐1通过进料泵和预热器I3、预热器II4连接，预热器I3、预热器II4和蒸馏塔5连接，蒸馏塔5的顶端和轻组分冷凝器30连接，轻组分冷凝器30和有机组分冷凝罐31连接，有机组分冷凝罐31通过轻组分出液泵32和蒸馏塔真空泵33连接，蒸馏塔5的底端通过再沸器6和三效强制循环蒸发系统连接，三效强制循环蒸发系统包括一效分离器10、二效分离器11和三效分离器12；所述一效分离器10的前端和一效加热器7连接，一效分离器10的后端和一效循环泵13连接，一效分离器10的另一分支和后一循环加热系统中的二效加热器8连接，所述二效分离器11的前端和二效加热器8连接，二效分离器11的后端和二效循环泵14连接，二效分离器11的另一分支和后一循环加热系统中的三效加热器9连接，所述三效分离器12的前端和三效加热器9连接，三效分离器12的后端和三效循环泵15连接，三效分离器12的另一分支通过冷凝器I19和反应釜20连接，反应釜20通过离心机或抽滤槽25和地池29连接。
以上所述并非是对本发明的限制，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)通过变频器来控制物料的进料量，物料通过进料泵从物料缓冲罐输送至预热器I和预热器II，所述预热器的热源来自后续三效蒸发过程中一效加热器、二效加热器和三效加热器的蒸发冷凝水，预热器I和预热器II均和蒸馏塔连接，通过预热器I和预热器II将物料的温度提升至90℃后进入蒸馏塔中进行常压蒸馏，在蒸馏塔中，物料中沸点低于90℃的轻组分通过轻组分冷凝器冷凝，然后进入有机组分冷凝罐储存，有机组分冷凝罐中的气相通过蒸馏塔真空泵引入尾气系统或排空，有机组分冷凝罐中的液相通过轻组分出液泵输出轻组分冷凝液；沸点高于90℃的重组分进入由三套加热器组成的三效蒸发系统中进行蒸发分离，蒸馏塔中的物料通过再沸器进入一效加热器，在一定压力蒸汽条件下，达到设计的蒸发温度，在一效分离器中蒸发分离，达到设计的蒸发量；一效蒸发器分离器蒸发后的物料进入二效加热器，并在二效蒸发分离器中蒸发分离，二效蒸发器蒸发后的物料进入三效加热器，在三效蒸发分离器出料；
(2)三效蒸发系统中各效加热器产生的汽液混合物进入各效分离器，即一效加热器产生的汽液混合物进入一效分离器，二效加热器产生的汽液混合物进入二效分离器，三效加热器产生的汽液混合物进入三效分离器，产生的蒸汽和夹带的微小液滴在分离器里上升，在上升的过程中经过除雾器进行除雾分离二次蒸汽中夹带的微小液滴，经过除雾器除雾的轻组分进入轻组分冷凝器，冷凝后的物料进入有机组分冷凝罐，有机组分通过蒸馏塔真空泵引入尾气系统或排空；与此同时，一效分离器中的重组分通过一效循环泵回收到一效加热器中，二效分离器中的重组分通过二效循环泵回收到二效加热器中，三效分离器中的重组分通过三效循环泵回收到三效加热器中；
(3)三效分离器中的重组分进入蒸发冷凝水罐I，蒸发冷凝水罐I中重组分通过排水泵I输送到蒸馏塔中，经过三效强制循环蒸发浓缩后的二次蒸汽进入冷凝器I，冷凝器I中的物料通过管道进入蒸发冷凝水罐II，蒸发冷凝水罐II中的冷凝水通过排水泵II引入外围蒸馏水罐，三效加热器出料的浓缩液通过出料泵II部分进入反应釜中，反应釜中的物料通过离心机或抽滤槽进入地池，部分浓缩液进入焚烧车间焚烧，回收热值。
2.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中一效蒸发：物料进入一效加热器以强制循环的方式进行蒸发，其加热温度为：110～130℃，通过一效分离器蒸发后的浓缩液浓度为：8～10％；二效蒸发：通过二效分离器蒸发后的浓缩液浓度为：15～20％；三效蒸发：通过三效分离器蒸发后的浓缩液浓度为：30％以上。
3.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)在三效蒸发系统中，采用顺流蒸发方案，即物料与蒸汽在效间同向流动的蒸发流程。
4.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)一效加热器产生的二次蒸汽进入二效壳程为其提供热源，二效加热器产生的二次蒸汽进入三效壳程为其提供热源，三效加热器产生的二次蒸汽经过冷凝器冷凝后，经排水泵排出。
5.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)整个系统配置真空泵，采用负压蒸发。
6.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中分离器的下端为储液腔，分离器的中心位置设置360°喷淋腔，喷淋腔内环形交错设置有向下倾斜的旋流式蒸汽滤板，蒸汽滤板的一端固定在环形腔壁上，蒸汽滤板的另一端为自由端，蒸汽滤板的自由端略微超出环形腔体的中心轴线；所述喷淋腔的外壁和分离器的内壁之间设置有折流式水平滤板，折流式水平滤板等间距设置。
7.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中除雾器安装在分离器的上端，除雾器的上下两端面均设置为波形叶片，上下波形叶片形成的格栅上架设有金属丝网，金属丝网之间铺设有纤维滤棉。
8.根据权利要求1所述一种高盐高浓度有机废液处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)冷凝器中的冷凝水来自于凉水塔，凉水塔通过水管连接凉水池，凉水池通过凉水塔循环泵和冷凝器连接，所述凉水池中有自来水补水。
9.一种高盐高浓度有机废液处理系统，其特征在于，物料缓冲罐1通过进料泵和预热器I、预热器II连接，预热器I、预热器II和蒸馏塔连接，蒸馏塔的顶端和轻组分冷凝器连接，轻组分冷凝器和有机组分冷凝罐连接，有机组分冷凝罐通过轻组分出液泵和蒸馏塔真空泵连接，蒸馏塔的底端通过再沸器和三效强制循环蒸发系统连接，三效强制循环蒸发系统包括一效分离器、二效分离器和三效分离器；所述一效分离器的前端和一效加热器连接，一效分离器的后端和一效循环泵连接，一效分离器的另一分支和后一循环加热系统中的二效加热器连接，所述二效分离器的前端和二效加热器连接，二效分离器的后端和二效循环泵连接，二效分离器的另一分支和后一循环加热系统中的三效加热器连接，所述三效分离器的前端和三效加热器连接，三效分离器的后端和三效循环泵连接，三效分离器的另一分支通过冷凝器I和反应釜连接，反应釜通过离心机或抽滤槽和地池连接。
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