CN108178410B - 一种高盐有机废水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高盐有机废水处理设备，包括原水罐、进料泵、MVR蒸发器、出料泵、晶浆罐、离心机A、冷冻罐、过滤器、纳滤膜分离设备、流化床锅炉、真空蒸发器、离心机B，原水罐连接MVR蒸发器，MVR蒸发器的出水口连接晶浆罐，晶浆罐的出料口连接离心机A，离心机A的液体排放口连接冷冻罐，冷冻罐经过滤器连接纳滤膜分离设备，纳滤膜分离设备的有机废水出口连接流化床锅炉，真空蒸发器内设置有加热管路，真空蒸发器设置有进水口、出料口、二次蒸汽出口，流化床锅炉的蒸汽出口连接加热管路。本发明以新型MVR蒸发器代替传统多效蒸发器，将蒸发工艺与冷冻工艺相结合，采用真空蒸发制盐和有机质高温焚烧相结合，简化了工艺，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理设备技术领域，尤其涉及一种高盐有机废水处理设备。
背景技术
现代有机化工中，含盐有机废水产量巨大，盐硝型高COD有机废水是其中较多的一类。此类废水给环保带来很大的压力，同时，对于高盐度的废水，还可能因为无法回收其中的盐，而造成资源的浪费。含硫酸钠、氯化钠的高COD有机废水，具有盐度高、有机废物浓度高的特点，相较于无机废水和单纯有机废水，其处理难度更大。
传统的盐硝联产工艺，采用的是多效蒸发，高温罐产芒硝，低温罐产氯化钠。这种传统工艺，流程较为复杂，所需控制点较多，同时由于采用多效蒸发，能耗较高，而且无法用于高COD型盐硝废水的处理。采用常规多效蒸发结晶时，随着有机物富集，料浆逐渐浓稠，末效(甚至后两效)蒸发器中的传热和分离都会变得非常困难，能耗高，且盐类和有机物分离效果差。
由于含盐量高，对微生物有很强的抑制作用，不能通过生物法直接降解其中的有机物。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，研制一种高盐有机废水处理设备，该废水处理设备能够高效的处理富含硫酸钠和氯化钠的COD废水，能耗低，且能够回收废水中的盐，节约了资源。
本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种高盐有机废水处理设备，包括原水罐、进料泵、MVR蒸发器、出料泵、晶浆罐、离心机A、固体物储存罐A、冷冻罐、过滤器、纳滤膜分离设备、流化床锅炉、真空蒸发器、离心机B、固体物储存罐B、暂存池，原水罐的进水口连接废水水源，原水罐的出水口通过进料泵连接MVR蒸发器的进水口，MVR蒸发器的出水口通过出料泵连接晶浆罐，晶浆罐的出料口连接离心机A，离心机A的固体物排放口连接固体物储存罐A，离心机A的液体排放口连接冷冻罐的进料口，冷冻罐经过滤器连接纳滤膜分离设备，纳滤膜分离设备的有机废水出口连接流化床锅炉，真空蒸发器内设置有加热管路A，真空蒸发器设置有进水口、出料口、二次蒸汽出口A，流化床锅炉的蒸汽出口连接加热管路A入口，纳滤膜分离设备的无机溶液出口连接进水口，出料口连接离心机B，离心机B的固体物排放口连接固体物储存罐B，离心机B的液体排放口连接进水口。
高盐有机废水经原水罐、进料泵进入MVR蒸发器处理。废水蒸发浓缩后依次进入晶浆罐、离心机A进行结晶分离，得到的硫酸钠产品送入固体物储存罐A，离心后得到的母液经冷冻罐冷却，残余硫酸钠以芒硝形式析出，经过滤器过滤分离后，芒硝返回MVR蒸发器继续生产硫酸钠或送入固体物储存罐A。冻芒硝母液引入纳滤膜分离设备将母液中的氯化钠和有机物分离，有机废水送入流化床锅炉焚烧，将废水呈雾状喷入高温燃烧炉，氯化钠水溶液进入真空蒸发器分离后得到氯化钠，有机质燃烧分解为二氧化碳和水，以及少量无机灰分，锅炉蒸汽作为单效真空蒸发器的加热蒸汽，回收热量。采用MVR蒸发器代替传统多效蒸发器。根据硫酸钠与氯化钠的相平衡关系，在硫酸钠的饱和区内对来料蒸发浓缩，使硫酸钠结晶析出。MVR蒸发器可使料液浓度和蒸发温度维持在一个动态平衡状态，有效避免因料液浓度升高以及有机质富集而造成的传热、传质困难，且节省能耗。根据硫酸钠和氯化钠的溶解规律，采用冷冻工艺，可进一步分离出蒸发母液中的残余硫酸钠。该方法可以较大地提高硫酸钠的收率，是传统蒸发结晶方法所无法实现的。同时，作为蒸发结晶工艺的补充，在移除原料液中的大量水分后再进行冷冻，比单纯地对原料液进行冷冻所需冷量大幅度降低，节省运行成本。采用高温焚烧的工艺更加合理、经济。同时，该工艺路线中增加一段氯化钠真空制盐工序，既可以副产氯化钠产品，还能有效回收有机质焚烧产生的热量，增加了工艺的经济性。
作为优化，所述MVR蒸发器包括暂存罐、换热器、分离器、冷凝液罐、蒸汽加热设备，分离器设置在暂存罐的上方，分离器的底部与暂存罐连通，暂存罐的底部与换热器连通，暂存罐与换热器之间设置有循环泵，换热器内设置有加热管路B，加热管路B的入口连接蒸汽加热设备的出气口，加热管路B的出口连接冷凝液罐，换热器的顶部设置有蒸汽出口，蒸汽出口连接分离器，分离器的顶部设置有二次蒸汽出口B，二次蒸汽出口B连接蒸汽加热设备的进气口；冷凝液罐的出水口连接暂存池，冷凝液罐的顶部设置有冷凝出气口，二次蒸汽出口A、加热管路A的出口连接冷凝液罐。废水进入换热器后，经加热管路的加热形成蒸汽，蒸汽进入分离器后部分变为液态，部分保持蒸汽状态，液态物进入暂存罐，蒸汽经蒸汽加热设备加热后进入换热器加热原液。
作为优化，所述分离器的横截面面积大于换热器的横截面面积。
作为优化，所述MVR蒸发器还包括冷凝气储存罐，冷凝出气口连接冷凝气储存罐的进气口，冷凝气储存罐连接真空泵，冷凝气储存罐的顶部设置有排气通道，冷凝气储存罐的排水口连接暂存池。
作为优化，所述蒸汽加热设备为压缩机。
作为优化，所述压缩机为罗茨式压缩机、单机高速离心式压缩机、单机低速离心式风机压缩机中的任意一种。
作为优化，所述晶浆罐包括呈双层结构的罐体，罐体包括内胆以及套设在内胆外部的外壳；罐体的内胆上盘设有螺旋状的冷却水管，冷却水管为扁管，并且其宽边紧贴在内胆的外壁上；罐体内设有搅拌装置，其搅拌轴与罐体同轴，搅拌轴穿过罐体并延伸至内胆的内部，搅拌轴上设有多层搅拌器。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1.本发明针高盐有机废水难以处理的问题，在传统工艺路线基础上，进行了创造性的整合和改进，以新型MVR蒸发器代替传统多效蒸发器，简化了工艺，并降低了能耗；将蒸发工艺与冷冻工艺相结合，既提高了硫酸钠的回收率，又降低了运行成本，同时还为纳滤分离氯化钠和有机质创造了条件。采用真空蒸发制盐和有机质高温焚烧相结合的工艺，回收氯化钠和焚烧热值，增加了经济性。除了高温焚烧外，不涉及化学反应，工艺简单，安全性较高；整个工艺系统，来料为高COD的含盐有机废水，排放物为二氧化碳和水，产品为硫酸钠和氯化钠，实现了环保目标，同时整体工艺路线又极具经济性，符合可持续发展的根本要求和现代工业化趋势。
2.通过使用MVR蒸发器，充分利用了蒸汽的潜能，利用了废弃的蒸汽，除开机运行外，整个蒸发过程无需通入蒸汽。废水不断蒸发浓缩，达到一定浓度后进行结晶分离。
3.通过设置冷凝气储存罐、真空泵，对冷凝气进行减压回收水分后再排放，减少了对空气的污染。
4.通过压缩机提供热源，废水蒸发产生的二次蒸汽经压缩机压缩后升温，与传统蒸发器相比，温度差更小，能够达到温和蒸发，极大的提高了产品质量。
5.通过设置双层结构的晶浆罐罐体，能够保证冷却效果的前提下，使冷却水管与浆液隔离开来，防止在冷却水管上结垢，提高其冷却效率，还能方便调控晶浆的冷却速率及效果。
附图说明
图1为本发明一种实施例的原理图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
图1为本发明的一种实施例，如图所示，一种高盐有机废水处理设备，包括原水罐1、进料泵2、MVR蒸发器、出料泵6、晶浆罐10、离心机A11、固体物储存罐A12、冷冻罐9、过滤器7、纳滤膜分离设备20、流化床锅炉21、真空蒸发器8、离心机B112、固体物储存罐B122、暂存池18，原水罐1的进水口连接废水水源，原水罐1的出水口通过进料泵2连接MVR蒸发器的进水口，MVR蒸发器的出水口通过出料泵6连接晶浆罐10，晶浆罐10的出料口连接离心机A11，离心机A11的固体物排放口连接固体物储存罐A12，离心机A11的液体排放口连接冷冻罐9的进料口，冷冻罐9经过滤器7连接纳滤膜分离设备20，纳滤膜分离设备20的有机废水出口连接流化床锅炉21，真空蒸发器8内设置有加热管路A8-1，真空蒸发器8设置有进水口8-2、出料口8-3、二次蒸汽出口A8-4，流化床锅炉21的蒸汽出口连接加热管路A8-1入口，纳滤膜分离设备20的无机溶液出口连接进水口8-2，出料口8-3连接离心机B112，离心机B112的固体物排放口连接固体物储存罐B122，离心机B112的液体排放口连接进水口8-2。
高盐有机废水经原水罐1、进料泵2进入MVR蒸发器处理。废水蒸发浓缩后依次进入晶浆罐10、离心机A11进行结晶分离，得到的硫酸钠产品送入固体物储存罐A12，离心后得到的母液经冷冻罐9冷却至-5℃，残余硫酸钠以芒硝形式析出，经过滤器7过滤分离后，芒硝返回MVR蒸发器继续生产硫酸钠或送入固体物储存罐A12。冻芒硝母液引入纳滤膜分离设备20将母液中的氯化钠和有机物分离，有机废水送入流化床锅炉21焚烧，将废水呈雾状喷入高温燃烧炉，氯化钠水溶液进入真空蒸发器8分离后得到氯化钠，有机质燃烧分解为二氧化碳和水，以及少量无机灰分，锅炉蒸汽作为单效真空蒸发器8的加热蒸汽，回收热量。采用MVR蒸发器代替传统多效蒸发器。根据硫酸钠与氯化钠的相平衡关系，在硫酸钠的饱和区内对来料蒸发浓缩，使硫酸钠结晶析出。MVR蒸发器可使料液浓度和蒸发温度维持在一个动态平衡状态，有效避免因料液浓度升高以及有机质富集而造成的传热、传质困难，且节省能耗。
根据硫酸钠和氯化钠的溶解规律，采用冷冻工艺，可进一步分离出蒸发母液中的残余硫酸钠。该方法可以较大地提高硫酸钠的收率，是传统蒸发结晶方法所无法实现的。同时，作为蒸发结晶工艺的补充，在移除原料液中的大量水分后再进行冷冻，比单纯地对原料液进行冷冻所需冷量大幅度降低，节省运行成本。采用高温焚烧的工艺更加合理、经济。同时，该工艺路线中增加一段氯化钠真空制盐工序，既可以副产氯化钠产品，还能有效回收有机质焚烧产生的热量，增加了工艺的经济性。
本发明针高盐有机废水难以处理的问题，在传统工艺路线基础上，进行了创造性的整合和改进，以新型MVR蒸发器代替传统多效蒸发器，简化了工艺，并降低了能耗；将蒸发工艺与冷冻工艺相结合，既提高了硫酸钠的回收率，又降低了运行成本，同时还为纳滤分离氯化钠和有机质创造了条件。采用真空蒸发制盐和有机质高温焚烧相结合的工艺，回收氯化钠和焚烧热值，增加了工艺的经济性。该工艺路线，除了高温焚烧外，不涉及化学反应，工艺简单，安全性较高；整个工艺系统，来料为高COD的含盐有机废水，排放物为二氧化碳和水，产品为硫酸钠和氯化钠，实现了环保目标，同时整体工艺路线又极具经济性，符合可持续发展的根本要求和现代工业化趋势。
所述MVR蒸发器包括暂存罐3、换热器4、分离器5、冷凝液罐14、蒸汽加热设备13，分离器5设置在暂存罐3的上方，分离器5的底部与暂存罐3连通，暂存罐3的底部与换热器4连通，暂存罐3与换热器4之间设置有循环泵19，换热器4内设置有加热管路B4-1，加热管路B4-1的入口连接蒸汽加热设备13的出气口，加热管路B4-1的出口连接冷凝液罐14，换热器4的顶部设置有蒸汽出口4-2，蒸汽出口4-2连接分离器5，分离器5的顶部设置有二次蒸汽出口B5-1，二次蒸汽出口B5-1连接蒸汽加热设备13的进气口；冷凝液罐14的出水口连接暂存池18，冷凝液罐14的顶部设置有冷凝出气口14-1，二次蒸汽出口A8-4、加热管路A8-1的出口连接冷凝液罐14。
废水进入换热器4后，经加热管路B4-1的加热形成蒸汽，蒸汽进入分离器5后部分变为液态，部分保持蒸汽状态，液态物进入暂存罐3，蒸汽经蒸汽加热设备13加热后进入换热器4加热原液。通过使用MVR蒸发器，充分利用了蒸汽的潜能，利用了废弃的蒸汽，除开机运行外，整个蒸发过程无需通入蒸汽。废水不断蒸发浓缩，达到一定浓度后进行结晶分离。
所述分离器5的横截面面积大于换热器4的横截面面积。
所述MVR蒸发器还包括冷凝气储存罐15，冷凝出气口14-1连接冷凝气储存罐15的进气口，冷凝气储存罐15连接真空泵16，冷凝气储存罐15的顶部设置有排气通道17，冷凝气储存罐15的排水口连接暂存池18。通过设置冷凝气储存罐15、真空泵16，对冷凝气进行减压回收水分后再排放，减少了对空气的污染。
所述蒸汽加热设备13为压缩机。通过压缩机提供热源，废水蒸发产生的二次蒸汽经压缩机压缩后升温，与传统蒸发器相比，温度差更小，能够达到温和蒸发，极大的提高了产品质量。
所述压缩机为罗茨式压缩机、单机高速离心式压缩机、单机低速离心式风机压缩机中的任意一种。
所述晶浆罐10包括呈双层结构的罐体，罐体包括内胆以及套设在内胆外部的外壳；罐体的内胆上盘设有螺旋状的冷却水管，冷却水管为扁管，并且其宽边紧贴在内胆的外壁上；罐体内设有搅拌装置，其搅拌轴与罐体同轴，搅拌轴穿过罐体并延伸至内胆的内部，搅拌轴上设有多层搅拌器。通过设置双层结构的晶浆罐10罐体，能够保证冷却效果的前提下，使冷却水管与浆液隔离开来，防止在冷却水管上结垢，提高其冷却效率，还能方便调控晶浆的冷却速率及效果。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (4)
1.一种高盐有机废水处理设备，其特征是：包括原水罐(1)、进料泵(2)、MVR蒸发器、出料泵(6)、晶浆罐(10)、离心机A(11)、固体物储存罐A(12)、冷冻罐(9)、过滤器(7)、纳滤膜分离设备(20)、流化床锅炉(21)、真空蒸发器(8)、离心机B(112)、固体物储存罐B(122)、暂存池(18)，原水罐(1)的进水口连接废水水源，原水罐(1)的出水口通过进料泵(2)连接MVR蒸发器的进水口，MVR蒸发器的出水口通过出料泵(6)连接晶浆罐(10)，晶浆罐(10)的出料口连接离心机A(11)，离心机A(11)的固体物排放口连接固体物储存罐A(12)，离心机A(11)的液体排放口连接冷冻罐(9)的进料口，冷冻罐(9)经过滤器(7)连接纳滤膜分离设备(20)，纳滤膜分离设备(20)的有机废水出口连接流化床锅炉(21)，真空蒸发器(8)内设置有加热管路A（8-1），真空蒸发器(8)设置有进水口(8-2)、出料口(8-3)、二次蒸汽出口A(8-4)，流化床锅炉(21)的蒸汽出口连接加热管路A（8-1）入口，纳滤膜分离设备(20)的无机溶液出口连接进水口(8-2)，出料口(8-3)连接离心机B(112)，离心机B(112)的固体物排放口连接固体物储存罐B(122)，离心机B(112)的液体排放口连接进水口(8-2)；
所述MVR蒸发器包括暂存罐(3)、换热器(4)、分离器(5)、冷凝液罐(14)、蒸汽加热设备(13)，分离器(5)设置在暂存罐(3)的上方，分离器(5)的底部与暂存罐(3)连通，暂存罐(3)的底部与换热器(4)连通，暂存罐(3)与换热器(4)之间设置有循环泵(19)，换热器(4)内设置有加热管路B(4-1)，加热管路B(4-1)的入口连接蒸汽加热设备(13)的出气口，加热管路B(4-1)的出口连接冷凝液罐(14)，换热器(4)的顶部设置有蒸汽出口(4-2)，蒸汽出口(4-2)连接分离器(5)，分离器(5)的顶部设置有二次蒸汽出口B(5-1)，二次蒸汽出口B(5-1)连接蒸汽加热设备(13)的进气口；
冷凝液罐(14)的出水口连接暂存池(18)，冷凝液罐(14)的顶部设置有冷凝出气口(14-1)，二次蒸汽出口A(8-4)、加热管路A（8-1）的出口连接冷凝液罐(14)；
所述分离器(5)的横截面面积大于换热器(4)的横截面面积；
所述MVR蒸发器还包括冷凝气储存罐(15)，冷凝出气口(14-1)连接冷凝气储存罐(15)的进气口，冷凝气储存罐(15)连接真空泵(16)，冷凝气储存罐(15)的顶部设置有排气通道(17)，冷凝气储存罐(15)的排水口连接暂存池(18)。
2.根据权利要求1所述的一种高盐有机废水处理设备，其特征是，所述蒸汽加热设备(13)为压缩机。
3.根据权利要求2所述的一种高盐有机废水处理设备，其特征是，所述压缩机为罗茨式压缩机、单机高速离心式压缩机、单机低速离心式风机压缩机中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种高盐有机废水处理设备，其特征是，所述晶浆罐(10)包括呈双层结构的罐体，罐体包括内胆以及套设在内胆外部的外壳；罐体的内胆上盘设有螺旋状的冷却水管，冷却水管为扁管，并且其宽边紧贴在内胆的外壁上；罐体内设有搅拌装置，其搅拌轴与罐体同轴，搅拌轴穿过罐体并延伸至内胆的内部，搅拌轴上设有多层搅拌器。
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