CN112628767A - 一种高cod浓缩液闭式处理系统及方法 - Google Patents

一种高cod浓缩液闭式处理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高COD浓缩液闭式处理系统。所述处理系统包括反应釜，反应釜通过管道依次与冷凝器、催化燃烧炉连接，催化燃烧炉还通过管道连通至高浓度COD浓缩液，催化燃烧炉配合设置有燃烧装置，所述催化燃烧炉包括炉膛和燃烧室，所述炉膛为蜂窝陶瓷结构，所述炉膛与反应釜配合设置，所述燃烧室配合设置有雾化装置，所述冷凝器配合设置有冷却塔。本发明提供一种高COD浓缩液的闭式处理系统，所述处理系统操作步骤简单，节约能源，并且所述系统采用蜂窝陶瓷进行高温蓄热燃烧，蜂窝陶瓷具有蓄热功能，能够降低热量消耗，提高燃烧效率，实现废气循环利用效果，所得最后产物为二氧化碳和水，绿色环保，无需进行下一步处理。

Description

一种高COD浓缩液闭式处理系统及方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高COD浓缩液闭式处理系统。
背景技术
随着社会经济的高速发展，水污染日益严重，已收到社会的高度关注。工业废水排放对生态环境造成了不可估量的危害，因此消除工业污染源的排放，减少进入水环境中污染物的量，减少其造成污染的程度和范围，是水环境中污染物治理的重点。工业废水中有机污染物主要来自化工、石油、冶金、炼焦、轻工等行业，污染物种类繁多，对环境造成极大危害。
化学需氧量，COD或CODcr，是指在一定的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但主要是有机物，水中的有机物在被环境分解时，会消耗水中的溶解氧，如果水中的溶解氧被消耗殆尽，水里的厌氧菌就会投入工作，从而导致水体发臭和环境恶化，因此COD值越大，表示水体受污染越严重。因此，COD可作为有机物质相对含量的一项综合性指标。而随着社会的高速发展，越来越多的废水水质具有高盐、高COD的特点，而高COD浓度的废水若处理不善，任意排放，会造成高浓度、高污染的废水跑冒滴漏，流入河流，将对水质达标产生重大隐患。因此，对高COD浓度废水进行深度处理，对防治企业生产带来水环境污染具有重要意义。但高COD浓度废水的处理一直是污水处理行业的难题，现今虽然有各式各样的废水处理方法，但大多过程较为繁琐，处理效果不好，或仍有少量污染物排放。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术问题的不足，提供一种高COD浓缩液闭式处理系统及方法，所述处理系统能够充分利用高COD浓缩液废水，达到热能循环、闭式处理、没有污染物排放的效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种高COD浓缩液闭式处理系统，所述处理系统包括反应釜，反应釜的进料口通过管道导入高浓度COD浓缩液，反应釜的出料口与冷凝器的进料口通过管道连接，冷凝器的出料口与催化燃烧炉的进料口通过管道连接，催化燃烧炉的进料口还通过管道导入高浓度COD浓缩液，催化燃烧炉配合设置有燃烧装置，所述催化燃烧炉与反应釜配合设置，所述反应釜、催化燃烧炉、燃烧装置、冷凝器分别与控制器配合设置。
优选的，所述催化燃烧炉包括炉膛和燃烧室。
优选的，所述炉膛为蜂窝陶瓷结构，所述炉膛与反应釜配合设置；更优选的，所述反应釜嵌设于炉膛内部；更进一步，所述蜂窝陶瓷为常见蜂窝陶瓷材料，如碳化硅、氧化锆、氧化锌、钛酸铝、堇青石或莫来石等；更优选的，所述蜂窝陶瓷的孔隙率为35％-70％，孔径为0.1-500μm。
优选的，所述燃烧室配合设置有雾化装置，雾化装置与控制器配合设置，雾化装置的进料口通过管道导入高浓度COD浓缩液，雾化装置的出料口与燃烧室空间连通，高浓度COD浓缩液经雾化装置雾化后喷淋在燃烧室内，在燃烧装置作用下进行燃烧，为反应釜提供热量。
优选的，所述雾化装置为旋杯雾化器或高压雾化器。
优选的，所述燃烧装置为火焰喷枪或燃烧喷嘴，所述燃烧装置配合设置有空气进入通道和燃料进入通道，空气和燃料分别通过空气进入通道和燃料进入通道进入燃烧装置内，在燃烧装置作用下产生火焰，同时催化燃烧炉的燃烧室内的VOC气体和/或经雾化后的高浓度COD浓缩液作为燃料被引燃，并进行燃烧。
优选的，所述催化燃烧炉配合设置有阻火阀，阻火阀与控制器配合设置，防止催化燃烧炉燃烧室内的火焰随着管道回火至与催化燃烧炉连接的其他装置从而发生火灾或爆炸，保障处理系统整体安全性能。
优选的，各路管道上按需设置有相应的阀门。
优选的，所述冷凝器配合设置有冷却塔，冷却塔与控制器配合设置，冷却塔为冷凝器提供循环冷却水，保障冷凝器的冷凝效果。
本发明的另一目的是提供一种利用上述高COD浓缩液闭式处理系统的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)高浓度COD浓缩液进入反应釜进行反应，产生水蒸气和VOC；
(2)步骤(1)得到的水蒸气和VOC进入冷凝器，在冷却塔辅助作用下水蒸气冷凝为水，进行排放；
(3)冷凝后VOC进入催化燃烧炉，在燃烧装置作用下进行燃烧，产生的热量传递至炉膛并在炉膛的蜂窝陶瓷结构下进行热量蓄积，热量传递至反应釜进行步骤(1)的反应，在燃烧室内VOC供给不足时，高浓度COD浓缩液经雾化装置雾化后作为燃料补给进入燃烧室内继续燃烧，保证燃烧室内燃烧的进行，从而保证炉膛的温度达到反应釜内的反应温度。
优选的，所述步骤(1)中高浓度COD浓缩液废水中COD浓度为10000mg/L或以上。
优选的，所述步骤(1)中反应温度为800℃-1300℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果主要体现在：本发明提供一种高COD浓缩液的闭式处理系统，所述处理系统操作步骤简单，节约能源，并且所述系统采用蜂窝陶瓷进行高温蓄热燃烧，蜂窝陶瓷具有蓄热功能，能够降低热量消耗，提高燃烧效率，同时所用燃料为高浓度COD浓缩液经燃烧反应后的VOC气体，处理废气的同时实现了废气循环利用效果，并且所得最后产物为二氧化碳和水，绿色环保，无需进行下一步处理。
附图说明
图1是本发明高COD浓缩液闭式处理系统的结构示意图。
图中：1、反应釜，2、炉膛，3、燃烧室，4、燃烧装置，5、雾化装置，6、冷凝器，7、冷却塔。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种高COD浓缩液闭式处理系统，所述处理系统包括反应釜1，反应釜1的进料口通过管道导入高浓度COD浓缩液，反应釜1的出料口与冷凝器6的进料口通过管道连接，冷凝器6的出料口与催化燃烧炉的进料口通过管道连接，催化燃烧炉的进料口还通过管道导入高浓度COD浓缩液，催化燃烧炉配合设置有燃烧装置4，所述催化燃烧炉与反应釜1配合设置，所述反应釜1、催化燃烧炉、燃烧装置4、冷凝器6分别与控制器配合设置。
其中，所述催化燃烧炉包括炉膛2和燃烧室3。
所述炉膛2为蜂窝陶瓷结构，所述炉膛2与反应釜1配合设置，所述反应釜1嵌设于炉膛2内部；所述蜂窝陶瓷为常见蜂窝陶瓷材料碳化硅，所述蜂窝陶瓷的孔隙率为52％，孔径为100μm。
所述燃烧室3配合设置有雾化装置5，雾化装置5与控制器配合设置，雾化装置5的进料口通过管道导入高浓度COD浓缩液，雾化装置的出料口与燃烧室空间连通，高浓度COD浓缩液经雾化装置5雾化后喷淋在燃烧室3内，在燃烧装置4作用下进行燃烧，为反应釜1提供热量。
所述雾化装置5为旋杯雾化器或高压雾化器。
所述燃烧装置4为火焰喷枪或燃烧喷嘴，所述燃烧装置4配合设置有空气进入通道和燃料进入通道，空气和燃料分别通过空气进入通道和燃料进入通道进入燃烧装置内，在燃烧装置作用下产生火焰，同时催化燃烧炉的燃烧室3内的VOC气体和/或经雾化后的高浓度COD浓缩液作为燃料被引燃，并进行燃烧。
所述催化燃烧炉配合设置有阻火阀，阻火阀与控制器配合设置，防止催化燃烧炉燃烧室3内的火焰随着管道回火至与催化燃烧炉连接的其他装置从而发生火灾或爆炸，保障处理系统整体安全性能。
各路管道上按需设置有相应的阀门、引风机等部件。
所述冷凝器6配合设置有冷却塔7，冷却塔7与控制器配合设置，冷却塔7为冷凝器6提供循环冷却水，保障冷凝器6的冷凝效果。
一种利用上述高COD浓缩液闭式处理系统的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)高浓度COD浓缩液进入反应釜1进行反应，产生水蒸气和VOC；
(2)步骤(1)得到的水蒸气和VOC进入冷凝器6，在冷却塔7辅助作用下水蒸气冷凝为水，达标进行排放；
(3)冷凝后VOC气体进入催化燃烧炉，在燃烧装置4作用下进行燃烧，产生的热量传递至炉膛2并在炉膛2的蜂窝陶瓷结构下进行热量蓄积，热量传递至反应釜1进行步骤(1)的反应，在燃烧室3内VOC供给不足时，高浓度COD浓缩液经雾化装置5雾化后作为燃料补给进入燃烧室3内继续燃烧，保证燃烧室3内燃烧的进行，从而保证炉膛2的温度达到反应釜1内的反应温度。
其中，所述步骤(1)中高浓度COD浓缩液中COD浓度为10000mg/L。
所述步骤(1)中反应温度为1000℃。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述蜂窝陶瓷为常见蜂窝陶瓷材料氧化锆，所述蜂窝陶瓷的孔隙率为68％，孔径为500nm；所述步骤(1)中高浓度COD浓缩液中COD浓度为18000mg/L，所述步骤(1)中反应温度为1300℃。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述蜂窝陶瓷为常见蜂窝陶瓷材料氧化锆，所述蜂窝陶瓷的孔隙率为40％，孔径为500μm；所述步骤(1)中高浓度COD浓缩液中COD浓度为13000mg/L，所述步骤(1)中反应温度为800℃。
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述处理系统包括反应釜，反应釜的进料口通过管道导入高浓度COD浓缩液，反应釜的出料口与冷凝器的进料口通过管道连接，冷凝器的出料口与催化燃烧炉的进料口通过管道连接，催化燃烧炉的进料口还通过管道导入高浓度COD浓缩液，催化燃烧炉配合设置有燃烧装置，所述催化燃烧炉与反应釜配合设置，所述反应釜、催化燃烧炉、燃烧装置、冷凝器分别与控制器配合设置。
2.根据权利要求1所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述催化燃烧炉包括炉膛和燃烧室。
3.根据权利要求2所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述炉膛为蜂窝陶瓷结构，所述炉膛与反应釜配合设置。
4.根据权利要求2所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述燃烧室配合设置有雾化装置，雾化装置与控制器配合设置，雾化装置的进料口通过管道导入高浓度COD浓缩液，雾化装置的出料口与燃烧室空间连通。
5.根据权利要求4所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述雾化装置为旋杯雾化器或高压雾化器。
6.根据权利要求1所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述燃烧装置为火焰喷枪或燃烧喷嘴。
7.根据权利要求1所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述催化燃烧炉配合设置有阻火阀，所述阻火阀与控制器配合设置。
8.根据权利要求1所述一种高COD浓缩液闭式处理系统，其特征在于，所述冷凝器配合设置有冷却塔，冷却塔与控制器配合设置。
9.一种利用上述任一一种高COD浓缩液闭式处理系统的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)高浓度COD浓缩液进入反应釜进行反应，产生水蒸气和VOC；
(2)步骤(1)得到的水蒸气和VOC进入冷凝器，在冷却塔辅助作用下水蒸气冷凝为水，进行排放；
(3)冷凝后VOC进入催化燃烧炉，在燃烧装置作用下进行燃烧，产生的热量传递至炉膛并在炉膛的蜂窝陶瓷结构下进行热量蓄积，热量传递至反应釜进行步骤(1)的反应。
10.根据权利要求9所述一种高COD浓缩液闭式处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中高浓度COD浓缩液废水中COD浓度为10000mg/L以上；所述步骤(1)中反应温度为800℃-1300℃。
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