CN107601742B

CN107601742B - 一种高盐高浓度有机废水的处理系统及方法

Info

Publication number: CN107601742B
Application number: CN201711024339.5A
Authority: CN
Inventors: 唐益洲; 孟勇; 曹剑; 胡枚菊; 周江林; 王国华
Original assignee: Hunan Lyuwang Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Lyuwang Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN107601742A

Abstract

一种高盐高浓度有机废水的处理系统及方法，该系统包括蒸发浓缩单元、电催化氧化单元和焚烧单元；所述蒸发浓缩单元包括蒸发浓缩器、分离器、预热器、冷凝器、真空泵、输送泵；所述电催化氧化单元包括直流电源、循环缸、电催化氧化槽及配药系统；所述焚烧单元包括低温燃烧室、高温燃烧装室、余热回收装置和尾气净化装置。本发明还包括一种高盐高浓度有机废水的处理方法。本发明结合蒸发浓缩法、电催化氧化法及焚烧法特点，对高盐高浓度有机废水处理效率高，废水浓度变化适用能力强，且处理成本低，能够实现废水达标排放要求。

Description

一种高盐高浓度有机废水的处理系统及方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种高盐高浓度有机废水的处理系统及方法。

背景技术

随着皮革、印染、制药、石油化工等行业发展，排放高盐高浓度有机废水日益增加。高盐高浓度有机废水是指含有有机物和总溶解固体质量分数大于3.5%的有机废水，其水质有机物浓度高、盐含量大、色度大、成分复杂、难以生化降解，是废水处理领域难点。目前，高盐高浓度有机废水多采用处理方法包括：稀释后进行生化处理方法或配以混凝沉淀、吸附、化学氧化、离子交换等方法，或用焚烧法等技术进行处理。但采用稀释法耗水量大，而采用直接焚烧法进行处理，能耗高，且含有的盐分在高温焚烧过程变为融熔状态，造成焚烧炉结焦、余热回收及尾气处理设备堵塞等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前高盐高浓度有机废水处理方法不足，提供一种高效率、低成本的高盐高浓度有机废水的处理系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：

本发明之高盐高浓度有机废水的处理系统，包括蒸发浓缩单元、电催化氧化单元和焚烧单元；

所述蒸发浓缩单元包括蒸发浓缩器、分离器、预热器、冷凝器、真空泵、输送泵；所述蒸发浓缩器与分离器通过管路及输送泵间隔相连接，所述蒸发器配备强制循环泵，避免晶体进入换热管内堵塞及加速结垢降低蒸发效率；所述预热器装备于冷凝器前，对物料进行预热以节省能耗；所述真空泵与冷凝器相连接；

所述电催化氧化单元包括直流电源、循环缸、电催化氧化槽及配药系统；所述直流电源的正极与电催化氧化槽阳极相连接，负极与电催化氧化槽阴极相连接；所述电催化氧化槽通过溢流管与循环缸相连接，所述循环缸中配置在线pH计及液位计，控制反应pH值及液位；所述配药系统包括pH调节罐及氯化钠添加罐，所述pH调节罐通过管路、pH调节泵及控制阀与循环缸相连接，所述氯化钠添加罐通过管路、氯化钠输送泵及控制阀与循环缸相连接，所述循环缸通过管路、循环泵及控制阀与电催化氧化槽相连接；

所述焚烧单元包括低温燃烧室、高温燃烧装室、余热回收装置和尾气净化装置；所述低温燃烧室的上部连接废液喷射口和烟气出口，所述低温燃烧室的下部连接废渣输入口，所述低温燃烧室的底端为排盐口及鼓风机接入口；所述低温燃烧室与高温燃烧室通过引风机及管路相连接，所述高温燃烧室底部设有辅助燃烧装置对其内烟气进行加热；所述高温燃烧室顶部与余热回收装置相连接，所述余热回收装置与尾气净化装置相连接。

进一步，所述蒸发浓缩单元可根据处理废水有机物浓缩自由改变蒸发器、分离器数量。

进一步，所述蒸发浓缩单元配备离心分离器，当结晶体达到适量时浓缩液排出进入直接离心器，固液分离之后得到的晶体进行干燥或者到下一环节，浓缩液进入浓缩液储存池。

进一步，所述电催化氧化单元中电催化氧化槽阳极极板为镀钌铱不溶性阳极，阴极采用钛钢合金，阴阳极板间隔一定距离，交错排列。

进一步，所述尾气净化装置包括袋式除尘器、脱酸塔、风机和烟囱，所述袋式除尘器与脱酸塔相连接，所述脱酸塔与风机相连接，所述风机与烟囱相连接。

本发明之高盐高浓度有机废水的处理方法，包括以下步骤：

（1）将高盐高浓度有机废水引入蒸发浓缩器中蒸发浓缩，控制蒸发浓缩器中蒸发器加热温度为60～75℃，真空度为0.07～0.09MPa，得到含有较低化学需氧量（COD）及盐分冷凝馏分、浓缩液及含盐废渣；

（2）将步骤（1）中冷凝馏分，打入电催化氧化槽及循环缸中，调节pH值6～8，添加NaCl溶液使其浓度为5～15g/L；控制反应电流密度为100～200mA/m²，反应至出水化学需氧量（COD）达到排放要求；

（3）将步骤（1）中得到浓缩液导入低温燃烧室并使废液雾化，将含盐废渣导入低温燃烧室底部，析出无机盐晶体及灰分从低温燃烧室底部排盐口排出；

（4）将步骤（3）中雾化废液引入高温燃烧室进行焚烧，使其中有机物及有害性物质彻底分解为小分子无机物；

（5）经步骤（4）高温焚烧后的烟气进入余热回收装置进行热能回收，同时避免有毒害性物质重新生成；

（6）经步骤（5）降温的烟气经尾气净化装置进行除尘及吸收酸性气体后，排出净化空气。

进一步，步骤（2）中，调节pH值，根据冷凝馏分初始pH，采用氢氧化钠溶液或硫酸溶液进行调节。

进一步，步骤（3）中，低温燃烧室炉膛温度控制在600～700℃。

进一步，步骤（4）中，高温燃烧室炉膛温度控制在1000～1100℃，烟气停留时间大于2s。

进一步，所述低温燃烧室及高温燃烧室分别设有温度传感器，实时监控低温燃烧室及高温燃烧室温度，调节容器流量及供风量，使温度稳定处于设定区间。

本发明的有益效果：利用本发明，高盐高浓度有机物废水经蒸发浓缩后焚烧量降低同时浓缩液有机物浓度提高便于焚烧，节省处理成本；焚烧单元采用低温燃烧室及高温燃烧室两级焚烧，在低温燃烧室将废水雾化燃烧避免盐分融熔结焦，堵塞焚烧炉，高温处理室将雾化烟气进一步焚烧使有机物彻底分解同时避免二噁英等有害物生成，而冷凝馏分经过电催化氧化处理可使其化学需氧量（COD）降低达到排放标准。与直接焚烧相比设备投资及运行成本均大幅降低。

附图说明

图1 为本发明之高盐高浓度有机废水的处理系统蒸发浓缩单元示意图；

图2 为本发明之高盐高浓度有机废水的处理系统电催化氧化单元示意图；

图3 为本发明之高盐高浓度有机废水的处理系统焚烧单元示意图；

图4 为本发明之高盐高浓度有机废水的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

本实施例处理的高盐高浓度有机废水以环氧丙烷联产苯乙烯（POSM）生产工艺中含油废碱液，废水含有大量苄醇、苯乙酮、苯乙烯、丙二醇、环氧丙烷、乙苯等有机物，废水中总溶解性固体6%～8%，废水化学需氧量（COD）浓度230000～300000mg/L。

参照图1-图3，本实施例之高盐高浓度有机废水处理系统，包括蒸发浓缩单元、电催化氧化单元和焚烧单元，其中，蒸发浓缩单元对高盐高浓度有机废水进行浓缩处理，电催化氧化单元对蒸发冷凝馏分进行深处理，焚烧单元对蒸发浓缩液及含盐废渣进行处理。

所述蒸发浓缩单元采用三效蒸发浓缩，包括一效加热器1、一效分离器2、二效加热器3、二效分离器4、三效加热器5、三效分离器6、预热器7、冷凝器8、二级输送泵9、强制循环泵Ⅰ10、三级输送泵11、强制循环泵Ⅱ12、漩涡分离器13、进料泵14、冷却水泵15、真空泵16、原液池17、冷凝水池18、储盐池19、浓缩液储存池20，所述一效加热器1的顶部出口通过管路与一效分离器2的上部进口相连接，所述一效分离器2的顶部出口通过管路与二效加热器3的上部进口相连接，所述一效分离器2的底部出口通过管路、控制阀及二级输送泵9与二效加热器3的底部进口相连接，所述二效加热器3通过管路与强制循环泵Ⅰ10相连接，所述二效加热器3的顶部出口与二效分离器4的上部进口相连接，所述二效分离器4的顶部出口与三效加热器5的上部进口相连接，所述二效分离器4的底部出口通过管路、控制阀及三级输送泵11与三效加热器5的底部进口相连接，所述三效加热器5通过管路与强制循环泵Ⅱ12相连接，所述三效加热器5的顶部出口通过管路与三效分离器6的上部进口相连接，所述三效分离器6的底部出口通过管路、控制阀及输送泵与漩涡分离器13相连接，所述三效分离器6的顶部出口通过管路预热器7的上部进口相连接，所述预热器7的下部通过管路与冷凝器8相连接，底部通过管路及进料泵14、控制阀及管路与原液池17相连，所述冷凝器8通过管路与真空泵16、冷凝水池18相连接，所述漩涡分离器13与储盐池19、浓缩液储存池20相连接。

所述电催化氧化单元包括直流电源21、循环缸22、电催化氧化槽23和配药系统；所述直流电源21的正极与电催化氧化槽23阳极相连接，负极与电催化氧化槽23阴极相连接；所述电催化氧化槽23通过溢流管与循环缸22相连接，所述循环缸22中配置在线pH计及液位计，控制反应pH值及液位；所述配药系统包括pH调节罐24和氯化钠添加罐25，所述pH调节罐24通过管路、pH调节泵及控制阀与循环缸22相连接，所述氯化钠添加罐25通过管路、氯化钠输送泵及控制阀与循环缸22相连接，所述循环缸22底部通过管路、循环泵及控制阀与电催化氧化槽23相连接。

所述焚烧单元包括低温燃烧室26、高温燃烧室27、余热锅炉28和尾气净化装置；所述低温燃烧室26的上部连接废液喷射口29和烟气出口，下部连接废渣输入口30，所述低温燃烧室底部设有燃气装置进行加热，所述低温燃烧室的底端为排盐口35及鼓风机接入口，所述低温燃烧室26与高温燃烧室27通过引风机31及管路相连接，所述高温燃烧室27底部设有辅助燃烧装置对烟气进行加热；所述高温燃烧室27顶部与余热锅炉28相连接，所述余热锅炉28与尾气净化装置相连接。所述尾气净化装置包括袋式除尘器32、脱酸塔33、风机和烟囱34，所述袋式除尘器32与脱酸塔33相连接，所述脱酸塔33与风机相连接，所述风机与烟囱34相连接。

高盐高浓度有机废水经进料泵由原料罐进入末效预热器后再进入一效加热器底部，通过底部由下至上在换热管换热后，再通过切线喷入分离器，在真空条件下进行汽液分离，水份蒸发后的二次蒸汽作为热源对二效进行加热，物料则通过输送泵送至二效加热器内，同样的方式在二效完成蒸发后，物料连续送入第三效，在第三效再次蒸发后形成大量结晶，二效蒸发的二次蒸汽作为热源对三效进行加热，三效的二次蒸汽可对预热器内的物料进行预热，剩余汽体进入最后的冷凝环节，成为冷凝馏分经电催化氧化单元处理后排放；物料由一效补充至第二效，第二效再补充给第三效，中间通过液位自控，当晶体达到适量时排出进入直接进入离心机，离心之后的含盐废渣进入焚烧单元低温燃烧室焚烧，第三效得到浓缩液经泵打入焚烧单元低温燃烧室上部废液喷射口进入低温燃烧室，雾化焚烧；蒸发中产生的不凝性气体经真空泵抽走并排出。

所述蒸发浓缩单元冷凝馏分经离心泵导入循环缸、电催化氧化槽，启动循环泵使水样充分流动均质，采用液位计控制水样至相应液位；通过pH调节罐添加药剂调节水样pH值为7～8；通过NaCl添加罐添加NaCl溶液控制水样NaCl浓度为10g/L，接通直流电源，进行电催化氧化分解冷凝馏分中有机物，反应一定时间至水样化学需氧量（COD）达到排放要求后排出。

所述蒸发浓缩单元产生含盐废渣经过运输系统由废渣入口进入预处理下部室密相区，产生浓缩液经过喷射口从上部稀相区雾化进入。低温燃烧室炉膛温度控制为700℃，含盐废渣在高温作用下，其中的大部分有机物挥发、燃烧，分解为小分子无机物，含盐废渣中的无机盐析出，盐粒为干燥晶体状态；浓缩液从上部稀相区雾化喷入后，雾状水迅速吸收热量而蒸发成水蒸汽，有机物迅速挥发、燃烧，分解为小分子无机物，不能完全燃烧的，随烟气进入焚烧装置中完全分解，而浓缩液中无机盐则析出成为结晶颗粒，固体颗粒物在重力的共同作用下，向下沉降到低温燃烧室底部，经排盐口排出。低温燃烧室产生烟气经过引风机导入高温燃烧室进行二次加热燃烧，通过辅助燃烧装置进行加热，控制燃烧温度为1000～1100℃，控制烟气停留时间大于2s，将烟气中有害性气体彻底分解破坏。从高温燃烧室中产生高温烟气进入余热锅炉，回收利用热量以节省成本，同时避免二恶英再次生成。从余热锅炉出来烟气进入袋式除尘器，去除烟尘；从袋式除尘器中出来烟气进入脱酸塔，通过化学反应和物理吸收方法去除酸性气体，使其达到烟气排放标准；最后通过风机将烟气导入烟囱排放。

参照图4，本实施例之高盐高浓度有机废水的处理方法，包括以下步骤：

（2）将步骤（1）中冷凝馏分，打入电催化氧化槽及循环缸中，调节pH值6～8，添加NaCl溶液使其浓度为10g/L；控制反应电流密度为100～200mA/m²，反应至出水化学需氧量（COD）达到排放要求；

步骤（2）中，调节pH值，根据冷凝馏分初始pH，采用氢氧化钠溶液或硫酸溶液进行调节。

步骤（3）中，低温燃烧室炉膛温度控制在600～700℃。

步骤（4）中，高温燃烧室炉膛温度控制在1000～1100℃，烟气停留时间大于2s。

所述低温燃烧室及高温燃烧室分别设有温度传感器，实时监控低温燃烧室及高温燃烧室温度，调节容器流量及供风量，使温度稳定处于设定区间。

Claims

1.一种高盐高浓度有机废水的处理系统，其特征在于：包括蒸发浓缩单元、电催化氧化单元和焚烧单元；

所述蒸发浓缩单元包括蒸发浓缩器、分离器、预热器、冷凝器、真空泵、输送泵；所述蒸发浓缩器与分离器通过管路及输送泵间隔相连接，所述蒸发浓缩器配备强制循环泵，所述预热器装备于冷凝器前，所述真空泵与冷凝器相连接；

所述电催化氧化单元包括直流电源、循环缸、电催化氧化槽及配药系统；所述直流电源的正极与电催化氧化槽阳极相连接，负极与电催化氧化槽阴极相连接；所述电催化氧化槽通过溢流管与循环缸相连接，所述循环缸中配置在线pH计及液位计，控制反应pH值及液位；所述配药系统包括pH调节罐及氯化钠添加罐，所述pH调节罐通过管路、pH调节泵及控制阀与循环缸相连接，所述氯化钠添加罐通过管路、氯化钠输送泵及控制阀与循环缸相连接，所述循环缸底部通过管路、循环泵及控制阀与电催化氧化槽相连接；

所述焚烧单元包括低温燃烧室、高温燃烧装室、余热回收装置和尾气净化装置；所述低温燃烧室的上部连接废液喷射口和烟气出口，所述低温燃烧室的下部连接废渣输入口，所述低温燃烧室的底端为排盐口及鼓风机接入口；所述低温燃烧室与高温燃烧室通过引风机及管路相连接，所述高温燃烧室底部设有辅助燃烧装置对烟气进行加热；所述高温燃烧室顶部与余热回收装置相连接，所述余热回收装置与尾气净化装置相连接。

2.根据权利要求1所述的高盐高浓度有机废水的处理系统，其特征在于：所述蒸发浓缩单元配备离心分离器，当结晶体达到适量时浓缩液排出进入直接离心器，固液分离之后的晶体进行干燥或者到下一环节，液体进入浓缩液储存池。

3.根据权利要求1或2所述的高盐高浓度有机废水的处理系统，其特征在于：所述电催化氧化单元中电催化氧化槽阳极极板为镀钌铱不溶性阳极，阴极采用钛钢合金，阴阳极板间隔一定距离，交错排列。

4.根据权利要求1或2所述的高盐高浓度有机废水的处理系统，其特征在于：所述尾气净化装置包括袋式除尘器、脱酸塔、风机和烟囱，所述袋式除尘器与脱酸塔相连接，所述脱酸塔与风机相连接，所述风机与烟囱相连接。

5.一种利用权利要求1所述系统进行高盐高浓度有机废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将高盐高浓度有机废水引入蒸发浓缩器中蒸发浓缩，控制蒸发浓缩器中蒸发器加热温度为60～75℃，真空度为0.07～0.09MPa，得到含有较低化学需氧量及盐分冷凝馏分、浓缩液及含盐废渣；

（2）将步骤（1）中冷凝馏分，打入电催化氧化槽及循环缸中，调节pH值6～8，添加NaCl溶液使其浓度为5～15g/L；控制反应电流密度为100～200mA/m²，反应至出水化学需氧量达到排放要求；

6.根据权利要求5所述的高盐高浓度有机废水的处理方法，其特征在于，步骤（2）中，调节pH值，根据冷凝馏分初始pH，采用氢氧化钠溶液或硫酸溶液进行调节。

7.根据权利要求5或6所述的高盐高浓度有机废水的处理方法，其特征在于，步骤（3）中，低温燃烧室炉膛温度控制在600～700℃。

8.根据权利要求5或6所述的高盐高浓度有机废水的处理方法，其特征在于，步骤（4）中，高温燃烧室炉膛温度控制在1000～1100℃，烟气停留时间大于2s。

9.根据权利要求5或6所述的高盐高浓度有机废水的处理方法，其特征在于，所述低温燃烧室及高温燃烧室分别设有温度传感器，实时监控低温燃烧室及高温燃烧室温度，调节容器流量及供风量，使温度稳定处于设定区间。