CN106495386A - 一种高盐分难降解有机废水的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高盐分难降解有机废水的处理方法及装置，具体涉及一种催化湿式氧化和MVR蒸发浓缩结晶技术的耦合处理高浓度难降解COD和高盐分工业废水的方法及装置。该装置包括：汽液换热器、液液交换器、增压泵（或称循环泵）、压缩风机、氧化剂投加装置、湿式催化氧化反应器（WAO）、蒸发器、蒸汽压缩机及汽水分离器。原水经气液换热器、液液换热器两级预热后，在WAO反应器发生空气催化湿式氧化；氧化后的废水，经蒸发器蒸发浓缩，得到结晶盐和蒸馏水；本发明结合了湿式氧化技术和MVR技术的优势，有效降解有机物及提高废水可生化性，并实现WAO氧化反应产生热能和蒸发器的二次蒸汽的有效利用。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，涉及含高盐分、难降解有机废水，特别涉及高盐分、高浓度难降解有机物的废水处理。
背景技术
高盐分、高浓度难降解有机废水是一类由印染、垃圾渗滤液、造纸精细化工等行业产生的生产废水。废水中的COD含量高达10000~50000 mg/L，其中含有苯、甲苯、苯甲酸、苯酚及其它苯系物等难降解有机物；废水中的盐分高达10%~15%。这种废水可生化性差，难以通过生化处理去除；也不能通过膜处理技术，实现TDS的达标排放。如果直接排放不仅严重污染环境，且造成资源的严重浪费。
目前，国内外处理高盐分、高浓度难降解有机废水的技术有：化学氧化、H2O2氧化、Fenton 试剂、催化氧化、湿式氧化、活性炭吸附、A\O、A\A\O、SBR等方法降解COD；多效蒸发、MVR、膜处理等方法脱除废水中的盐分。
UASB、A\O、A\AO、SBR等是目前国内外处理高浓COD的主流技术。
H2O2氧化、Fenton 试剂氧化、湿式氧化等是目前国内外处理难降解COD和提高B/C的主流技术。
多效蒸发、MVR技术、膜处理技术是目前国内外处理高盐分工业废水的主流技术。
目前针对高盐分、高浓度难降解有机废水主要采用多个传统工艺的组合，工艺流程过长、设备投资高、运行费用高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能源节约的、有机物降解高效的、能实现脱盐的、耦合湿式氧化和蒸发浓缩技术的处理高盐分难降解有机废水的方法及装置。
本发明的技术方案为：
一种高盐分难降解有机废水的处理方法，包括如下步骤：
（1）待处理废水（原水或原液）经气液热交换器、液液热交换器的二级预热后，再经增压泵增压；
（2）经预热增压后的原水通过压缩风机注入氧化空气或通过氧化剂投加装置投加氧化剂后在WAO氧化反应器中发生氧化反应；
（3）氧化反应后的混合液经液液换热器预热原水（混合液温度较高，通过液液换热器，能够将热量传递给原水或原液对其进行预热），然后喷入蒸发器，在蒸发器内发生闪蒸；
（4）步骤（3）所得浓缩后的母液析出盐结晶，脱水后得到的残液与原液混合进入下一个循环。
进一步地，蒸发器产生的二次蒸汽经离心蒸汽压缩机增压、升温后，成为气液换热器中对原水（或原液）进行预热的热源，氧化反应后的混合液将热量传递给液液换热器后，继续作为原水预热的热源，从而形成循环，提高了热效率，降低了能耗。
进一步地，步骤（2）中，WAO氧化反应器的压力为0.5~5 MPa，温度为130~200℃。
进一步地，步骤（3）中，混合液降温后通过文丘里喷射器喷入蒸发器。
进一步地，步骤（3）中，蒸发器内部的压力为60~100 KPa，温度为70~100℃。
进一步地，步骤（4）中，结晶后的脱水设备为双推料离心机。
一种用于上述的高盐分难降解有机废水的处理方法的装置，包括气液热交换器、液液热交换器、增压泵（或称循环泵）、压缩风机、WAO氧化反应器（或称湿式氧化反应器）、蒸发器和蒸汽压缩机，气液热交换器、蒸发器、液液热交换器、WAO氧化反应器依次连接，还包括设置于气液热交换器与蒸发器之间的蒸汽压缩机，WAO氧化反应器与液液热交换器之间设置增压泵，并在WAO氧化反应器进料管设置用于注入氧化空气的压缩风机或/和氧化剂加药装置。
进一步地，所述的氧化剂加药装置包括管道混合器，便于氧化剂与待处理废水的混合。
进一步地，液液热交换器与WAO氧化反应器还通过管路直接相连。
进一步地，气液热交换器与液液热交换器还通过管路直接相连。
进一步地，蒸发器设置文丘里喷射器，用于喷射混合液，文丘里喷射器采用文丘里式喷嘴。
进一步地，蒸发器顶部设置两级除雾器，可采用折流板式、屋脊式除雾器或其它形式。
进一步地，还包括气液分离器，所述的气液分离器与气液交换器连接。
进一步地，还包括双推料离心机，所述的双推料离心机其与蒸发器的下部连接。
本发明的有益效果在于：
本发明结合了湿式催化氧化技术和MVR技术的特点，利用WAO（湿式催化氧化）实现有机物的高催化降解效率60%~90%和提高BOD/COD从0.15至0.4；经MVR蒸发，蒸馏水中的COD含量仅为原水中COD的10%~20%，与原水中的有机物的成分和含量有关，蒸馏再经常规污水处理工艺即可达标排放；COD氧化放热维持WAO自身氧化反应温度的同时，提供蒸发所需的热量，蒸发产生的二次蒸汽用于预热原水，系统内部产生的热量可以维持系统正常运行，不需要引入生蒸汽及其它热源。与传统的WAO和MVR相比，本发明显著提高了效率，并且明显降低了能耗。
附图说明
图1 为本发明装置的结构示意图，图中，1、气液热交换器，2、液液热交换器，3、增压泵，4、压缩风机，5、氧化剂加药装置，6、WAO催化氧化反应器，7、文丘里喷射器，8、蒸发器，9、蒸汽压缩机，10、气液分离器，11、双推料离心机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
本发明的用于高盐分难降解有机废水的处理方法的装置，包括气液热交换器1、液液热交换器2、增压泵（或称循环泵）3、压缩风机4、WAO氧化反应器（或称湿式氧化反应器）6、蒸发器8和蒸汽压缩机9，气液热交换器1、蒸发器8、液液热交换器2、WAO氧化反应器6依次连接，还包括设置于气液热交换器1与蒸发器8之间的蒸汽压缩机9，WAO氧化反应器6与液液热交换器2之间设置增压泵3，并在WAO氧化反应器6的进料管设置用于注入氧化空气的压缩风机4和氧化剂加药装置5；液液热交换器2与WAO氧化反应器6同时还通过管路直接相连，气液热交换器1与液液热交换器2也同时通过管路直接相连，蒸发器8设置文丘里喷射器7，用于喷射混合液，文丘里喷射器7采用文丘里式喷嘴；蒸发器8底部设置两级除雾器，可采用折流板式或屋脊式除雾器；还包括气液分离器10，气液分离器10与气液交换器1连接，还包括与蒸发器8的下部连接的双推料离心机11。
实施例1
某糖精钠生产废水——采用本发明的方法及相应的中试装置对置换铜酸水的铁置换液进行预处理。
该置换铜酸水先经铁置换回收铜单质、调节pH至8.5~9、沉淀，上清液的COD 14200~15680 mg/L、COD 2690~ 3120 mg/L、NaCl~8%、Na2SO4~3%。
上清液的后续处理，包括以下步骤：
（1）铜酸水铁置换液，沉淀后的上清液经气液热交换器1、液液热交换器2预热后，由增压泵3和压缩风机4增压后在WAO氧化反应器6中发生催化氧化反应，WAO氧化反应器的压力3.2~4.1 MPa，温度181.2~186.3℃；
（2）氧化反应后的混合液经液液热交换器2换热降温后，通过文丘里喷射器7的文丘里喷嘴喷入蒸发器8，在蒸发器8内发生闪蒸，蒸发器8内部的压力61.6 ~98 KPa，温度78.2~99.6℃；
（3）浓缩后的母液析出杂盐结晶（NaCl、Na2SO4），经双推料离心机11脱水，残液回流至蒸发器8；
（4）蒸发器8产生的二次蒸汽经离心蒸汽压缩机9增压、升温后，在气液热交换器1中对铁置换上清液预热，形成冷凝水.。
所得冷凝水的指标为：pH 6.5~7.5、COD 834~1120 mg/L，BOD 258~414 mg/L。
对比处理前后的各项数据，可知本发明的处理方法对高盐分难降解有机废水的处理效果良好。
Claims (10)
1.一种高盐分难降解有机废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原液经过气液热交换器、液液热交换器的二级预热后，再经增压泵增压；
（2）经预热增压后的原液通过压缩风机注入氧化空气或通过氧化剂投加装置投加氧化剂后在WAO氧化反应中发生氧化反应；
（3）氧化反应后的混合液经液液换热器预热原液，然后喷入蒸发器，在蒸发器内发生闪蒸；
（4）步骤（3）所得浓缩后的母液析出盐结晶，脱水后得到的残液与原液混合进入下一个循环。
2.根据权利要求1所述的高盐分难降解有机废水的处理方法，其特征在于，蒸发器产生的二次蒸汽经离心蒸汽压缩机增压、升温后，成为气液换热器中对原液进行预热的热源，氧化反应后的混合液将热量传递给液液换热器后，作为原液进一步预热的热源，从而形成循环。
3.根据权利要求1所述的高盐分难降解有机废水的处理方法，其特征在于，步骤（2）中，WAO氧化反应器的压力为0.5~5 MPa，温度为130~200℃。
4.根据权利要求1所述的高盐分难降解有机废水的处理方法，其特征在于，步骤（3）中，混合液降温后通过文丘里喷射器喷入蒸发器；蒸发器内部的压力为60~100 KPa，温度为70~100℃。
5.一种用于权利要求1至4任一项所述的高盐分难降解有机废水的处理方法的装置，其特征在于，包括气液热交换器、液液热交换器、增压泵、压缩风机、WAO氧化反应器、蒸发器和蒸汽压缩机，气液热交换器、蒸发器、液液热交换器、WAO氧化反应器依次连接，气液热交换器与蒸发器之间设置蒸汽压缩机，WAO氧化反应器与液液热交换器之间设置增压泵，并在WAO氧化反应器进水管配用于注入压缩风机或/和氧化剂加药装置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的氧化剂加药装置包括管道混合器。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，液液热交换器与WAO氧化反应器还通过管路直接相连；气液热交换器与液液热交换器还通过管路直接相连。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，蒸发器设置文丘里喷射器，用于喷射混合液，文丘里喷射器采用文丘里式喷嘴；蒸发器底部设置两级除雾器，采用折流板式或屋脊式除雾器。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括气液分离器，所述的气液分离器与气液交换器连接。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括双推料离心机，所述的双推料离心机与蒸发器的下部连接。
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