CN114234209A - 一种高盐高cod废水资源化再利用处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高盐高COD废水资源化再利用处理系统及方法，包括：无氧干燥炉，用于将无机盐与废水中的有机物和水进行蒸发分离；热能回收系统，包括热交换器A和热交换器B，用于进行热交换，提高热能利用率并降低能耗；复式焚烧炉，连接无氧干燥炉、热交换器A和热交换器B，用于通过焚烧处理无氧干燥炉的蒸气，并分别向热交换器B和热交换器A传输焚烧烟气，且和热交换器B形成循环回路；高温导热油系统，连接热能回收系统和无氧干燥炉，用于为无氧干燥炉提供热能，并将热能传输至热交换器A进行吸热升温，实现高温导热油循环。本发明通过蒸发、干燥、焚烧和热交换，对废水进行资源化处理、无害化处理，且处理成本较低。
Description
技术领域
本发明属于废水处理设备技术领域，具体涉及一种高盐高COD废水资源化再利用处理系统及方法。
背景技术
高盐高COD的废水含有大量的金属与酸根离子，还包括各种醇、醛、有机酸，以及各种可溶性芳香化合物。由于国家对高盐高COD废水管控严格，单位处理成本高，企业一般采用结晶浓缩实行废水减量化，致使盐含量高达20％以上，COD含量达20w以上。这种高盐高COD废水含有很高的能量和很高经济价值的金属盐。
现有技术中，废水处理时，20％以上的含盐量废水不能采用常规的生化方式处理，20wCOD采用高级氧化法处理COD，将产生大量污泥，而这种高盐污泥仍是危险废物，处理成本高。20wCOD废水中的高盐也不能用反渗透法浓缩盐液，反渗透要求废水的COD含量低，小于10。常规的处理方法是采用燃烧的方式处理。燃烧的处理方式充分利用了废水中高COD储备的能量。但由于燃烧温度高，无机盐在高温下发生化学反应，有氮氧化合物，硫化物，二噁英等气体产生，后续尾气处理设备复杂，工艺流程长，处理成本高。焚烧后的金属盐含有杂质，成分变得复杂，只能做固废处理。如公开号为CN109879507A的专利公开了一种焦化高盐废水资源化利用的工艺及装置，该工艺针对焦化高盐废水依次进行了蒸发、焚烧、烟气处理、混盐的溶解除杂、冷冻分盐、两级蒸发等步骤。利用该工艺配合本发明的焦化高盐废水资源化利用装置，能够实现炼焦过程中的工业焦化高盐废水的盐类(氯化钠、硫酸钠)的回收、精制及再利用，能够实现循环水的全部回用及固体盐的资源化利用，减少固体废弃物的排放，真正实现焦化高盐废水的零排放；并且生产过程中充分利用焦化工段剩余氨水余热，工艺完善、装置运行费用低、运行稳定，节能效果好，投资相对低廉。但处理工艺步骤繁琐，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高盐高COD废水资源化再利用处理系统及方法，通过蒸发、干燥、焚烧和热交换，对废水进行资源化处理、无害化处理，且处理成本较低。
本发明提供了如下的技术方案：
本申请提出一种高盐高COD废水资源化再利用处理系统，包括：
无氧干燥炉，用于将无机盐与废水中的有机物和水进行蒸发分离；
热能回收系统，包括热交换器A和热交换器B，用于进行热交换，提高热能利用率并降低能耗；
复式焚烧炉，连接无氧干燥炉、热交换器A和热交换器B，用于通过焚烧处理无氧干燥炉的蒸气，并分别向热交换器B和热交换器A传输焚烧烟气，且和热交换器B形成循环回路；
高温导热油系统，连接热能回收系统和无氧干燥炉，用于为无氧干燥炉提供热能，并将热能传输至热交换器A进行吸热升温，实现高温导热油循环。
优先地，所述无氧干燥炉包括第一炉体组件、第一测温元件和关风器，第一炉体组件一侧设有蒸气排放口，且与蒸气排放口同侧竖直设有进料机构，第一测温元件设于第一炉体组件与蒸气排放口相对侧，且第一测温元件下方设有出料口，关风器设于出料口下方，用于进行间隙式出料，使出料口无空气进入第一炉体组件。
优先地，所述第一炉体组件包括炉体、高温导热油管、窑头密封体和窑尾密封体，高温导热油管盘旋设于炉体外壁，且高温导热油管外部设有第一保温层，窑头密封体设于炉体靠近进料机构一端，窑尾密封体设于炉体靠近出料口一端，且均用于对炉体进行密封，使物料在炉体内保持无氧干燥。
优先地，所述高温导热油管连接有管道且通过管道连接高温导热油系统，管道上设有泵体。
优先地，所述复式焚烧炉包括第二炉体组件，第二炉体组件包括内炉体和外炉体，内炉体设于外炉体内，内炉体内壁设有内储热体，外炉体内壁设有外储热体，外炉体外壁设有第二保温层，且第二保温层上穿插有二次焚烧燃烧器和第二测温元件。
优先地，所述内炉体两端分别连接有蒸气进气管和一次焚烧烟气管，蒸气进气管和一次焚烧烟气管外侧均设有连接外炉体的二次焚烧烟气管，蒸气进气管下方设有穿过二次焚烧烟气管的一次焚烧燃烧器，二次焚烧烟气管上方连接有不可凝气体管。
优先地，所述一次焚烧烟气管和不可凝气体管均连接热交换器B，二次焚烧烟气管连接热交换器A。
基于上述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，本申请还提出一种上述高盐高COD废水资源化再利用处理系统的处理方法，包括以下步骤：
S1.高盐高COD废水通过进料机构进入无氧干燥炉内，通过窑头密封体和窑尾密封体对炉体进行密封；
S2.高温导热油系统通过泵体将高温油输送至高温导热油管内，使无氧干燥炉内的高盐高COD废水在无氧状态下进行水和有机溶剂蒸发干燥，形成蒸气，并通过蒸气排放口输送至复式焚烧炉，蒸气包括有机溶剂蒸气和水蒸气，将低温油输送至热交换器A进行吸热升温，实现高温导热油循环；
S3.蒸气由一次焚烧燃烧器引燃并在复式焚烧炉的内炉体内焚烧，产生一次焚烧烟气，经热交换器B冷凝水蒸气，产生不可凝气体；
S4.不可凝气体通入复式焚烧炉的外炉体内，与一次焚烧烟气逆向流动，进行热交换升温，且不可凝气体由二次焚烧燃烧器在外炉体内焚烧，且通过外炉体储热体在高温下分解二噁英，产生二次焚烧烟气；
S5.二次焚烧烟气通过热交换器A急冷至200℃以下作尾气排放，热能交换至低温油升温为高温油，并传输至高温导热油系统。
本发明的有益效果是：
1.通过对高盐高COD废水进行蒸发干燥、焚烧，再生了废水中的无机盐资源和高热值能源资源，实现资源化处理；
2.在低温状态下进行无机盐和有机物分离，避免了高温燃烧下所产生的有害气体，实现无害化处理，简化处理工艺，降低了废弃处理工艺装备投资成本和运营成本；
3.整个处理系统实现废水中的能源通过燃烧热交换，提供无机盐、有机物及水分离的能两，降低热能消耗成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的系统连接示意图；
图2是本发明的无氧干燥炉结构示意图；
图3是本发明的复式焚烧炉结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本申请提出一种高盐高COD废水资源化再利用处理系统，包括：
如图1-2所示，无氧干燥炉1，通过物理的方法将无机盐与废水中的有机物和水在无氧状态下进行蒸发分离，且无氧干燥炉1进行无机盐、有机物和水分离的能量来自高温导热油。无氧干燥炉1的干燥温度由废水中有机溶剂和水的沸点温度决定，终端干燥温度高于废水中有机溶剂和水的最高沸点的5％-10％。无氧干燥炉1包括第一炉体组件、第一测温元件和关风器110，第一炉体组件一侧设有蒸气排放口17，且与蒸气排放口17同侧竖直设有进料机构18，第一测温元件设于第一炉体组件与蒸气排放口17相对侧，且第一测温元件下方设有出料口19，关风器110设于出料口19下方，用于进行间隙式出料，使出料口19无空气进入第一炉体组件。
如图1所示，热能回收系统，包括热交换器A3和热交换器B，用于进行热交换，提高热能利用率并降低能耗。
如图1和图3所示，复式焚烧炉2，连接无氧干燥炉1、热交换器A3和热交换器B，用于通过焚烧处理无氧干燥炉1的蒸气，并分别向热交换器B和热交换器A3传输焚烧烟气，且和热交换器B形成循环回路。复式焚烧炉2包括第二炉体组件，第二炉体组件包括内炉体21和外炉体22，内炉体21设于外炉体22内，内炉体21内壁设有内储热体23，外炉体22内壁设有外储热体24，外炉体22外壁设有第二保温层25，且第二保温层25上穿插有二次焚烧燃烧器210和第二测温元件212。
如图1所示，高温导热油系统4，连接热能回收系统和无氧干燥炉1，用于为无氧干燥炉1提供热能，并将热能传输至热交换器A3进行吸热升温，实现高温导热油循环。
如图1-3所示，基于上述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，本申请还提出一种上述高盐高COD废水资源化再利用处理系统的处理方法，包括以下步骤：
S1.高盐高COD废水通过进料机构18进入无氧干燥炉1内，通过窑头密封体14和窑尾密封体15对炉体11进行密封；
S2.高温导热油系统4通过泵体将高温油输送至高温导热油管12内，使无氧干燥炉1内的高盐高COD废水在无氧状态下进行水和有机溶剂蒸发干燥，形成蒸气，并通过蒸气排放口17输送至复式焚烧炉2，蒸气包括有机溶剂蒸气和水蒸气，将低温油输送至热交换器A3进行吸热升温，实现高温导热油循环；
S3.蒸气由一次焚烧燃烧器211引燃并在复式焚烧炉2的内炉体21内焚烧，产生一次焚烧烟气，经热交换器B冷凝水蒸气，产生不可凝气体；
S4.不可凝气体通入复式焚烧炉2的外炉体22内，与一次焚烧烟气逆向流动，进行热交换升温，且不可凝气体由二次焚烧燃烧器210在外炉体22内焚烧，且通过外炉体22储热体在高温下分解二噁英，产生二次焚烧烟气；
S5.二次焚烧烟气通过热交换器A3急冷至200℃以下作尾气排放，热能交换至低温油升温为高温油，并传输至高温导热油系统4。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：第一炉体组件包括炉体11、高温导热油管12、窑头密封体14和窑尾密封体15，高温导热油管12盘旋设于炉体11外壁，且高温导热油管12外部设有第一保温层13，高温导热油管12连接有管道且通过管道连接高温导热油系统4，管道上设有泵体。传热介质不与物料接触，高温导热油传输至高温导热油管12没，将热量传导至炉体11外壁，物料通过与炉体11内壁接触获取热量，蒸气与物料输送方向逆向，充分利用高温蒸气对新进物料进行干燥。窑头密封体14设于炉体11靠近进料机构18一端，窑尾密封体15设于炉体11靠近出料口19一端，且均用于对炉体11进行密封，使物料在炉体11内保持无氧干燥。本实施例的其他技术特征和处理方法均与实施例1相同。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例2的区别之处在于：内炉体21两端分别连接有蒸气进气管26和一次焚烧烟气管27，蒸气进气管26和一次焚烧烟气管27外侧均设有连接外炉体22的二次焚烧烟气管29，蒸气进气管26下方设有穿过二次焚烧烟气管29的一次焚烧燃烧器211，二次焚烧烟气管29上方连接有不可凝气体管28。
一次焚烧烟气管27和不可凝气体管28均连接热交换器B，二次焚烧烟气管29连接热交换器A3。本实施例的其他技术特征和处理方法均与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：包括：
无氧干燥炉，用于将无机盐与废水中的有机物和水进行蒸发分离；
热能回收系统，包括热交换器A和热交换器B，用于进行热交换，提高热能利用率并降低能耗；
复式焚烧炉，连接无氧干燥炉、热交换器A和热交换器B，用于通过焚烧处理无氧干燥炉的蒸气，并分别向热交换器B和热交换器A传输焚烧烟气，且和热交换器B形成循环回路；
高温导热油系统，连接热能回收系统和无氧干燥炉，用于为无氧干燥炉提供热能，并将热能传输至热交换器A进行吸热升温，实现高温导热油循环。
2.根据权利要求1所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：所述无氧干燥炉包括第一炉体组件、第一测温元件和关风器，第一炉体组件一侧设有蒸气排放口，且与蒸气排放口同侧竖直设有进料机构，第一测温元件设于第一炉体组件与蒸气排放口相对侧，且第一测温元件下方设有出料口，关风器设于出料口下方，用于进行间隙式出料，使出料口无空气进入第一炉体组件。
3.根据权利要求2所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：所述第一炉体组件包括炉体、高温导热油管、窑头密封体和窑尾密封体，高温导热油管盘旋设于炉体外壁，且高温导热油管外部设有第一保温层，窑头密封体设于炉体靠近进料机构一端，窑尾密封体设于炉体靠近出料口一端，且均用于对炉体进行密封，使物料在炉体内保持无氧干燥。
4.根据权利要求3所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：所述高温导热油管连接有管道且通过管道连接高温导热油系统，管道上设有泵体。
5.根据权利要求1所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：所述复式焚烧炉包括第二炉体组件，第二炉体组件包括内炉体和外炉体，内炉体设于外炉体内，内炉体内壁设有内储热体，外炉体内壁设有外储热体，外炉体外壁设有第二保温层，且第二保温层上穿插有二次焚烧燃烧器和第二测温元件。
6.根据权利要求5所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：所述内炉体两端分别连接有蒸气进气管和一次焚烧烟气管，蒸气进气管和一次焚烧烟气管外侧均设有连接外炉体的二次焚烧烟气管，蒸气进气管下方设有穿过二次焚烧烟气管的一次焚烧燃烧器，二次焚烧烟气管上方连接有不可凝气体管。
7.根据权利要求6所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统，其特征在于：所述一次焚烧烟气管和不可凝气体管均连接热交换器B，二次焚烧烟气管连接热交换器A。
8.一种使用如权利要求1-7中任一项所述的高盐高COD废水资源化再利用处理系统的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.高盐高COD废水通过进料机构进入无氧干燥炉内，通过窑头密封体和窑尾密封体对炉体进行密封；
S2.高温导热油系统通过泵体将高温油输送至高温导热油管内，使无氧干燥炉内的高盐高COD废水在无氧状态下进行水和有机溶剂蒸发干燥，形成蒸气，并通过蒸气排放口输送至复式焚烧炉，蒸气包括有机溶剂蒸气和水蒸气，将低温油输送至热交换器A进行吸热升温，实现高温导热油循环；
S3.蒸气由一次焚烧燃烧器引燃并在复式焚烧炉的内炉体内焚烧，产生一次焚烧烟气，经热交换器B冷凝水蒸气，产生不可凝气体；
S4.不可凝气体通入复式焚烧炉的外炉体内，与一次焚烧烟气逆向流动，进行热交换升温，且不可凝气体由二次焚烧燃烧器在外炉体内焚烧，且通过外炉体储热体在高温下分解二噁英，产生二次焚烧烟气；
S5.二次焚烧烟气通过热交换器A急冷至200℃以下作尾气排放，热能交换至低温油升温为高温油，并传输至高温导热油系统。
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