CN116477804A - 一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括蒸发结晶器,在蒸发结晶器的内腔的中部设有机物收集器,有机物收集器由减速电机、旋转刮板、有机物收集槽、有机物挡板、有机物出口和旋转轴组成,蒸发结晶器的内腔上部焊设有电机安装板,电机安装板中部设通孔,减速电机设于电机安装板中部,减速电机输出轴一端与旋转轴一端相连,旋转轴另一端套设有轴承,轴承焊设于有机物收集槽的一端的顶侧,有机物收集槽另一端与蒸发结晶器的内侧壁焊接,蒸发结晶器中部大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有,有机物收集槽的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板,旋转刮板一端与旋转轴套接,且旋转轴长度与蒸发结晶器中部的大圆柱体的半径相适应。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统及方法。
背景技术
蒸发结晶是一种常用的废水处理方法。蒸发结晶是指通过升温的方式将溶液中的溶剂脱离溶质,最终使溶质聚合变为固体(晶体)的过程。
在废水处理项目中,蒸发结晶常用来处理高含盐废水,在实现废水零排放的同时,实现水资源的回收及废水中盐物质的回收,最终达到废水处理资源化、减量化及无害化的目的,因此,蒸发结晶常被称为废水处理的“最后一公里”。但是,由于常规的蒸发结晶是一个纯物理过程,废水中的水和盐份在蒸发结晶过程中,只有温度变化和相变化的过程,只能使物质发生转移,并不能使物质发生质变,在蒸发过程中只会发生物质的转移、浓缩,并未消灭。因此在利用蒸发结晶处理有机含盐废水时,常规蒸发结晶系统存在如下问题:
1、蒸发结晶运行困难,运行成本高:对于进入蒸发结晶系统中含有大量的有机物的废水,在蒸发结晶不断浓缩的过程中,有机物同时被浓缩,浓缩后的有机物使废水的粘度成倍增加,并增加废水的沸点温升。粘度增加导致废水在蒸发结晶器中产生大量的泡沫物质,使蒸发的气液界面上升,进而产生泛液现象,导致蒸发的有效空间降低。其后果是:一方面会恶化蒸馏水的水质,另一方会降低蒸发效率,使其达不到规定的处理量。此外,大量的有机物还会在蒸发结晶器内壁产生结垢和/或结疤物质,降低其换热效率。沸点温升的增加会导致蒸发结晶的运行能耗增加,同时影响蒸发结晶的正常运行。以上因素,增加了蒸发结晶的运行管理难度。
2、排浓液量增加,导致运行成本增加:在实际运行过程中,一般当含盐废水蒸发结晶器中废水的有机物浓度达到20000mg/L以上时,将会严重干扰蒸发结晶器的正常运行,通过增加排浓液可以缓解这一现象,但是,排浓液的处理成本相比同规模蒸发结晶处理成本会成倍的增加。比如当进水的化学需氧量COD为1000mg/L时,将有5%以上饱和溶液连续排放才能维持蒸发结晶器内废水的化学需氧量COD低于20000mg/L,大量的盐被当做危废处置,从而增加运行成本。
3、降低产盐、产水质量,影响产品二次使用:由于废水中的有机物未得到有效去除,浓缩后的有机物,一部分沸点较低的有机物会伴随蒸发进入到蒸馏水中,影响冷凝水的产品质量,有的极端情况下,冷凝水的有机物浓度高达1000mg/L以上,甚至达到10000mg/L以上,完全脱离设计初衷。未被蒸发出来的有机物则留在结晶盐中,结晶盐中的有机物会降低结晶盐的产品质量(物质的含量及白度,如《煤化工副产工业硫酸钠》(T/CCT001-2019)中要求A类一等品结晶盐有机碳的含量小于50mg/kg干盐,白度大于82%;《煤化工副产工业氯化钠》(T/CCT002-2019)中要求工业干盐一级品结晶盐总有机碳的含量小于30mg/kg干盐,白度大于75%),导致结晶盐产品无法实现二次销售,不能实现资源化利用,而只能将结晶盐当做危废处置。
以上问题,均导致废水处理的运行成本增加、运行管理难度增加及产品质量下降。针对上述情况,蒸发结晶设计单位和加工厂家从工艺设计、加工精度等方面也采取了诸多措施,试图改善废水蒸发结晶的运行条件,期望其能够长时间正常运行。例如有的厂家在蒸发结晶装置前设置生化处理装置,但是由于废水的高含盐量严重影响微生物的正常运行,因此处理效果收效甚微。有的厂家采用耐高盐菌种对废水进行处理,虽然微生物能够存活,但是,由于有机物本身难生化,因此,在运行的过程中需要投入大量的营养物来维持微生物(耐高盐菌种)的正常运行,却未能真正处理有机物。另外,高盐菌种属于专用菌,需要定期进行补充,不但未能解决问题,反而增加了运行成本。也有项目在进入蒸发结晶器前采用臭氧催化、芬顿等方法对有机物进行处理,但是由于高盐分的影响,收效也不明显。
发明内容
发明目的:针对现有的废水蒸发结晶系统在处理高盐有机废水时存在的易于结垢、运行困难、排浓液量大、杂盐产量大、产品质量低等问题,本发明公开了一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统及方法。本发明旨在降低废水蒸发结晶系统的运行能耗和管理难度,降低排浓液量及杂盐产量,同时提高产品的质量,且能稳定达标运行。
技术方案:一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括蒸发结晶器,在所述蒸发结晶器的内腔的中部设有机物收集器,所述有机物收集器由减速电机、旋转刮板、有机物收集槽、有机物挡板、有机物出口和旋转轴组成,其中:
所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的内腔的上部焊设有电机安装板,所述电机安装板的中部设有通孔,所述减速电机固设于所述电机安装板的中部,所述减速电机的输出轴的一端通过联轴器与所述旋转轴的一端相连,所述旋转轴的另一端套设有轴承,所述轴承焊设于所述有机物收集槽的一端的顶侧,所述有机物收集槽的另一端与所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的内侧壁焊接,所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有与所述有机物收集槽相通的有机物出口,所述有机物收集槽的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板,所述旋转刮板的一端与所述旋转轴套接,且所述旋转轴长度与所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的半径相适应。
进一步地,所述蒸发结晶器为由上部的小圆柱体、中部的大圆柱体,底部的倒立圆台依次相连而成的带有空腔的设备,蒸发结晶器中部的大圆柱体的侧壁从上到下分别设有第一进水口、第二进水口、第三进水口,所述蒸发结晶器的大圆柱体的侧壁底部设有母液回流出口,所述蒸发结晶器的母液回流出口通过管道与强制循环泵的进水口相连;加热器的出水口通过管道与蒸发结晶器的第一进水口相连,所述蒸发结晶器的顶部设有蒸汽出口,所述蒸发结晶器的底部设有母液出液口。
进一步地,还包括:
进水管,用于引入待处理的高盐有机废水;
强制循环泵,所述进水管的一端与所述强制循环泵的进水口相连;
加热器,所述强制循环泵的出水口与所述加热器的进水口通过管道相连,用于对待处理的高盐有机废水进行加热;
冷凝器,所述蒸发结晶器的蒸汽出口与冷凝器的进气口相连;
氧化进水预热器,其为套管式换热器,所述氧化进水预热器设有废水进口、废水出口、热介质进口、热介质出口、启动加热介质进口和启动加热介质出口,所述有机物出口通过第一管道与所述氧化进水预热器的废水进口相连,所述第一管道中设有加压泵,所述氧化进水预热器用于对废水进行预热;
高级氧化塔,所述高级氧化塔的上部设有进水口,所述高级氧化塔的下部设有氧气进气口,所述氧气进气口通过管道外接氧气储罐,所述高级氧化塔的底部设有废水排出口,所述氧化进水预热器的废水出口通过管道与所述高级氧化塔的进水口相连,所述高级氧化塔的废水排出口通过管道与所述氧化进水预热器的热介质进口相连;
结晶盐选择器,所述结晶盐选择器的顶部设有排气口,所述结晶盐选择器的中上部设有三相分离器,在所述三相分离器与所述排气口之间的结晶盐选择器的侧壁上设有第一出水口,所述结晶盐选择器的中下部设有母液进液口,所述结晶盐选择器的底部设有排盐口,所述结晶盐选择器的下部设有穿孔配水管,所述穿孔配水管的一端穿过侧壁向外延伸形成氧化水进水口,其中:
所述氧化进水预热器的热介质出口通过第二管道与所述结晶盐选择器的氧化水进水口相连,所述第二管道上设有减压阀;
所述结晶盐选择器的第一出水口通过管道与所述蒸发结晶器的第二进水口相连;
所述蒸发结晶器的母液出液口通过第三管道与所述结晶盐选择器的母液进液口相连,所述第三管道上设有结晶盐输送泵;
离心分离机,所述结晶盐选择器的排盐口通过管道与所述离心分离机的进料口相连,所述离心分离机的底部的排水口通过管道与所述蒸发结晶器的第三进水口相连;
高级氧化启动炉,其设有启动加热介质出口和启动加热介质进口,所述高级氧化启动炉的启动加热介质出口通过管道与所述氧化进水预热器的启动加热介质进口相连;所述氧化进水预热器的启动加热介质出口与所述高级氧化启动炉的启动加热介质进口通过管道相连。
进一步地,所述有机物收集器由减速电机、旋转刮板、有机物收集槽、有机物挡板、有机物出口和旋转轴组成,其中:
所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的内腔的上部焊设有电机安装板,所述电机安装板的中部设有通孔,所述减速电机固设于所述电机安装板的中部,所述减速电机的输出轴的一端通过联轴器与所述旋转轴的一端相连,所述旋转轴的另一端套设有轴承,所述轴承焊设于所述有机物收集槽的一端的顶侧,所述有机物收集槽的另一端与所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的内侧壁焊接,所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有与所述有机物收集槽相通的有机物出口,所述有机物收集槽的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板,所述旋转刮板的一端与所述旋转轴套接,且所述旋转轴长度与所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的半径相适应。
更进一步地,所述有机物收集槽的底部还等间距的设有多个与所述蒸发结晶器内侧壁焊接的加强连接件。
更进一步地,所述旋转刮板是采用玻璃钢板或硬质橡胶板材料制成的柔性件。
更进一步地,所述有机物挡板与所述有机物收集槽的顶面的夹角为20~45度。
更进一步地,所述有机物收集器安装在蒸发结晶器内部,有机物收集槽上边缘位置比蒸发结晶器内部工作液面高1~3cm。
进一步地,所述加热器为列管式蒸汽换热器。
进一步地,高级氧化启动炉为高温导热油锅炉,其能够提供200℃~300℃的热源。
进一步地,所述离心分离机为三足离心机、卧螺离心机、螺旋推进离心机中的一种。
进一步地,所述穿孔配水管呈丰字管布置,所述穿孔配水管上每隔90~100cm均设有直径2.5~3.5mm的45°向下的斜孔。
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,采用上述的任意一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括以下步骤:
(1)、废水加热:
将待处理的高盐有机废水通过加热器加热至90~120℃,然后再进入蒸发结晶器;
(2)、蒸发、浓缩、结晶与有机物收集:
控制蒸发结晶器内的待处理的高盐有机废水的液位低于有机物收集槽的顶侧下方1~3cm,且所述旋转刮板持续匀速旋转,将富集有机质的高盐有机废水赶入有机物收集槽,其中:
在蒸发结晶器内,所述待处理的高盐有机废水发生蒸发、浓缩及结晶现象,废水中的水通过蒸发变成水蒸汽,外排至冷凝器,经冷却生成冷凝液后排放或回收利用;
蒸发结晶器内部未被蒸发的盐分与有机物被浓缩,随着蒸发的不断进行,当废水中盐浓度超过饱和浓度时发生结晶现象,生成结晶盐混合物沉降至蒸发结晶器底部;有机物经浓缩后汇集于液面,经旋转刮板收集于有机物收集槽内;
(3)、启动高级氧化启动炉对氧化进水预热器进行预热;
(4)、有机物加热加压:
经步骤(3)收集的富集有机质的高盐有机废水通过加压泵加压至0.1~10MPa后,进入氧化进水预热器进行加热,将其加热至100~300℃后进入高级氧化塔;
(5)、有机物氧化反应:
向高级氧化塔中持续通过氧气,经过氧气分配器均匀分配在高级氧化塔横截面上,其中:
在高级氧化塔中,氧气与富集有机质的高盐有机废水中的有机物进行混合并发生氧化还原反应,氧化还原反应的温度为100~300℃、压力为0.1~10MPa条件下,反应时间为0.2h~2h形成氧化反应产水和二氧化碳;
氧气与富集有机质的高盐有机废水中有机物COD质量比(1~3):1;
(6)、结晶盐选择:
(61)、蒸发结晶器内的结晶盐混合物,利用结晶盐输送泵提经过结晶盐选择器的母液进水口进入结晶器选择器内;
(62)、步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳通过管道通过减压阀减压至0.3MPa以下后,通过结晶盐选择器的氧化水进水口进入结晶盐选择器,通过穿孔配水器将氧化反应产水和二氧化碳均匀分配在结晶盐选择器的横截面上;
(63)、经淘洗后的结晶盐混合物、氧化反应产水及二氧化碳气体的混合物通过三相分离器进行分离,分离后的气体直接外排,废水通过出水口排出,结晶盐混合液通过结晶盐出水口排出;
(7)、结晶盐分离:
将步骤(6)得到的结晶盐混合液输送至离心分离机,进行脱水分离,分别得到母液及结晶盐,其中:
结晶盐的含水率降低至3%以下;
分离出来的母液返回至蒸发结晶器内部再次进行蒸发结晶。
进一步地,步骤(2)中所述旋转刮板的转动速度为1~5转/分钟。
进一步地,步骤(63)中经过三相分离后,粒径大于0.1mm的结晶盐拦截率为95%以上;
废水在结晶盐选择器中的停留时间为5分钟~10分钟。
进一步地,步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳在进入减压阀之前,先进入氧化进水预热器,利用余热对高盐有机废水进行加热。
进一步地,步骤(5)中所述氧气分配器呈丰字管布置;且每隔90~100cm均设有直径2.5~3.5mm的45°向下的斜孔。
为了更加了解高级氧化的能量平衡,发明人做如下说明:
由于废水中有机物氧化反应为放热反应,因此当系统启动后产生的热量大于进水携带总热量,当产生总热量大于进水量及损失热量(包括高级氧化塔产热量损失及排水携带热量)时,高级氧化启动后不需要额外的热量补充。实践表明,当进水COD浓度大于15000mg/L时,氧化反应释放的能量,可以满足上述要求,而不必持续进行额外加热。具体见图6。图6为高级氧化的能量平衡示意图。由图6可见,在高级氧化法的能量需求远低于燃烧法对于能量的需求,当进水COD浓度大于15g/L(15000mg/L)时,即可实现热量平衡。
本发明申请与现有技术相比,有益效果如下:
1.提高蒸发结晶器的运行稳定性:一般当废水有机物COD浓度高于25g/L时,有机物在蒸发结晶器导致发泡、泛液及结疤等现象而影响蒸发结晶器的稳定运行。本发明中,当蒸发结晶器内的有机物浓度达到25g/L时,采用有机物收集器及时将有机物并排出蒸发结晶器,从而避免了有机物继续富集及上述现象的发生,保证了蒸发结晶器的稳定运行。
2.通过高级氧化还原反应分解废水中的有机物,降低蒸发结晶浓排液量。将蒸发结晶器内富集的有机物通过有机物收集器收集得到含有高浓度有机物的高盐有机废水,通过高级氧化塔去除含有高浓度有机物的高盐有机废水中75%以上的有机物,将其氧化成二氧化碳和水,氧化后产水的COD浓度一般低于2g/L,氧化后废水通过氧化进水预热器进行余热利用、并经结晶盐选择器后返回蒸发结晶进行再次蒸发,而不需将结晶器内的高含盐废水排出处置,避免了浓排液的外排处理量,实现外排液的减量。
3.结晶盐产品质量、纯度得到提高。由于蒸发结晶器内的高浓有机物被及时收集并经高级氧化处理,一方面有效降低了结晶盐内有机物的含量,降低了结晶盐对有机物的夹带,从而提高结晶盐品质;另一方,蒸发结晶器产生的结晶盐通过结晶盐选择器淘洗去除了结晶盐携带的有机物,进一步提高了结晶盐的质量;
4.提高冷凝液产品质量。由于废水中有机被及时排出,使其在蒸发结晶器内不能无限制富集,减少了蒸发泛液现象,从而提高了冷凝液的品质。
5.降低蒸发结晶整体运行费用。本系统降低了浓排液量,杂盐产量降低,从而降低了杂盐处置费,降低了蒸发结晶系统整体运行费用。
附图说明
图1为本发明公开的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统的示意图。
图2为有机物收集器在蒸发结晶器中的安装示意图。
图3为结晶盐选择器的示意图。
图4为有机物收集与有机物挡板的连接示意图。
图5为穿孔配水管在结晶盐选择器中的俯视图。
图6为高级氧化的能量平衡示意图。其中:
1-进水管;2-加热器;3-蒸发结晶器;4-有机物收集器;5-加压泵;6-氧化进水预热器;7-高级氧化塔;8-减压阀;9-结晶盐选择器;10-强制循环泵;11-结晶盐输送泵;12-离心分离机;13-高级氧化启动炉;14-氧气储罐;15-冷凝器;41-旋转刮板;42-有机物收集槽;43-有机物挡板;44-有机物出口;45-旋转轴;91-氧化水进水口;92-排盐口;93-母液进液口;94-第一出水口;95-排气口;96-三相分离器;97-穿孔配水管。
具体实施方式:
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
高级氧化塔内发生如下反应:
O2→O·+O·
O·+H2O→HO·+HO·
RH+HO·→R·+H2O
R·+O2→ROO·
ROO·+RH→R·+ROOH
ROOH+O2+OH→CO2+H2O+能量
以上方程可简化为:
可见,有机物的氧化还原反应,为在一定温度和压力下的放热反应,放热(能量)大小与有机物性质有关。根据废水中有机物氧化的性质(被氧化的难易程度),可选择在高级氧化塔中加入或不加入催化剂,这可以通过实验室实验来确定,加入催化剂会促进产生羟基自由基(H0·),增加氧化能力。反应方程式如下:
注:M表示催化剂,R表示有机物。
对照实施例
某三元前驱体废水蒸发结晶示范工程,处理规模为50m3/h,废水中含有萃取剂P204及P507及硫酸钠。设计进出水及产盐质量标准如下:
原设计采用MVR蒸发结晶工艺,沸点温升为12℃,浓缩倍数为50倍,排浓量为1t/h,排浓液采用喷雾干燥处理,干燥后的产物的含水率小于10%,最终只能作为危废处置。
原处理主要工艺流程为进水→预热器→MVR蒸发结晶→旋流分离器→离心分离→结晶盐,冷凝液回用。
在生产运行过程中,由于有机物的干扰,导致产品质量下降,实际产水COD含量大于100mg/L,硫酸钠含量大于300mg/L,说明在蒸发结晶器内部发生了严重泛液现象。产品实际结晶盐硫酸钠含量98%,TOC含量大于100mg/kg,白度小于75%。说明结晶盐中有机物夹带严重,导致产品质量下降。同时,蒸发结晶沸点温升提高5℃。
为保证产品质量,通过不断调试,将浓缩倍数缩小至15倍,排浓液流量提升至3.5t/h,产品质量得到改善,基本能够合格。
虽然系统正常运行了,但是,排浓液的处理对运行费用的影响明显,具体对比如下:
注:该项目电费为0.7元/度,蒸汽费为200元/吨,危废处置费为5000元/吨。
可见,为提高产品质量,运行费用发生了巨大的变化,排浓液处理费用较设计增加了5236.05元/h。
实施例一
为解决对照实施例中存在的废水处理费用高的问题,发明人经过仔细研究与考察,不断的辛苦的劳动,形成了本申请的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统及方法,然后对对照实施例中的废水进行了处理,具体的技术方案如下:
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括蒸发结晶器3,在蒸发结晶器3的大圆柱体的内腔的中部设有机物收集器4,所述有机物收集器4设有与外界相通的有机物出口44,其中:
所述有机物收集器4由减速电机、旋转刮板41、有机物收集槽42、有机物挡板43、有机物出口44和旋转轴45组成,其中:
所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的内腔的上部焊设有电机安装板,所述电机安装板的中部设有通孔,所述减速电机固设于所述电机安装板的中部,所述减速电机的输出轴的一端通过联轴器与所述旋转轴45的一端相连,所述旋转轴45的另一端套设有一轴承,所述轴承焊设于所述有机物收集槽42的一端的顶侧,所述有机物收集槽42的另一端与所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的内侧壁焊接,所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有与所述有机物收集槽42相通的有机物出口44,所述有机物收集槽42的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板43,所述旋转刮板41的一端与所述旋转轴45套接,且所述旋转轴45长度与所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的半径相适应。
进一步地,所述蒸发结晶器3为由上部的小圆柱体、中部的大圆柱体,底部的倒立圆台依次相连而成的带有空腔的设备,蒸发结晶器3中部的大圆柱体的侧壁从上到下分别设有第一进水口、第二进水口、第三进水口,所述蒸发结晶器3的大圆柱体的侧壁底部设有母液回流出口,所述蒸发结晶器3的母液回流出口通过管道与强制循环泵10的进水口相连;加热器2的出水口通过管道与所述蒸发结晶器3的第一进水口相连,所述蒸发结晶器3的顶部设有蒸汽出口,所述蒸发结晶器3的底部设有母液出液口。
进一步地,还包括:进水管1,用于引入待处理的高盐有机废水;
强制循环泵10,所述进水管1的一端与所述强制循环泵10的进水口相连;
加热器2,所述强制循环泵10的出水口与所述加热器2的进水口通过管道相连,用于对待处理的高盐有机废水进行加热;
冷凝器15,所述蒸发结晶器3的蒸汽出口与冷凝器15的进气口相连;
氧化进水预热器6,其为套管式换热器,所述氧化进水预热器6设有废水进口、废水出口、热介质进口、热介质出口、启动加热介质进口和启动加热介质出口,所述有机物出口44通过第一管道与所述氧化进水预热器6的废水进口相连,所述第一管道中设有加压泵5,所述氧化进水预热器6用于对废水进行预热;
高级氧化塔7,所述高级氧化塔7的上部设有进水口,所述高级氧化塔7的下部设有氧气进气口,所述氧气进气口通过管道外接氧气储罐14,所述高级氧化塔7的底部设有废水排出口,所述氧化进水预热器6的废水出口通过管道与所述高级氧化塔7的进水口相连,所述高级氧化塔7的废水排出口通过管道与所述氧化进水预热器6的热介质进口相连;
结晶盐选择器9,所述结晶盐选择器9的顶部设有排气口95,所述结晶盐选择器9的中上部设有三相分离器96,在所述三相分离器96与所述排气口95之间的结晶盐选择器9的侧壁上设有第一出水口94,所述结晶盐选择器9的中下部设有母液进液口93,所述结晶盐选择器9的底部设有排盐口92,所述结晶盐选择器9的下部设有穿孔配水管97,所述穿孔配水管97的一端穿过侧壁向外延伸形成氧化水进水口91,其中:
所述氧化进水预热器6的热介质出口通过第二管道与所述结晶盐选择器9的氧化水进水口91相连,所述第二管道上设有减压阀8;
所述结晶盐选择器9的第一出水口94通过管道与所述蒸发结晶器3的第二进水口相连;
所述蒸发结晶器3的母液出液口通过第三管道与所述结晶盐选择器9的母液进液口93相连,所述第三管道上设有结晶盐输送泵11;
离心分离机12,所述结晶盐选择器9的排盐口92通过管道与所述离心分离机12的进料口相连,所述离心分离机12的底部的排水口通过管道与所述蒸发结晶器3的第三进水口相连;
高级氧化启动炉13,其设有启动加热介质出口和启动加热介质进口,所述高级氧化启动炉13的启动加热介质出口通过管道与所述氧化进水预热器6的启动加热介质进口相连;所述氧化进水预热器6的启动加热介质出口与所述高级氧化启动炉13的启动加热介质进口通过管道相连。
更进一步地,所述有机物收集槽42的底部还等间距的设有多个与所述蒸发结晶器3内侧壁焊接的加强连接件。
更进一步地,所述旋转刮板41是采用玻璃钢板制成的柔性件。
更进一步地,所述有机物挡板43与所述有机物收集槽42的顶面的夹角为30度。
更进一步地,所述有机物收集器4安装在蒸发结晶器3内部,有机物收集槽42上边缘位置比蒸发结晶器3内部工作液面高2cm。有机物收集槽42底设有有机物出口,通过管道将有机物引出蒸发结晶器3,并通过加压泵5与预热器废水进口相连。
具体到本实施例,机物收集器4为矩形,收集口尺寸为长1.5m,宽0.5m,高1.0m,底部设置的有机物出口44为DN100;顶部的旋转刮板41的半径为1.5m,高度为0.3m,驱动功率为0.25kw。旋转刮板41的吃水深度为2cm,旋转速度为1转/分钟。有机物浓缩20倍,浓缩后有机物浓度为22100mg/L,有机物收集器4的收集速度为2.5m3/h。具体示意图见图2,图2为有机物收集器在蒸发结晶器中的安装示意图。
进一步地,所述加热器2为列管式蒸汽换热器。
进一步地,高级氧化启动炉13为高温导热油锅炉,其能够提供220℃的热源。
进一步地,所述离心分离机12为三足离心机
进一步地,所述穿孔配水管97呈丰字管布置;所述穿孔配水管97上每隔95cm均设有直径为3mm的45°向下的斜孔。
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,采用上述的处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括以下步骤:
(1)、废水加热:
将待处理的高盐有机废水通过加热器加热至100℃,然后再进入蒸发结晶器;
(2)、蒸发、浓缩、结晶与有机物收集:
控制蒸发结晶器内的待处理的高盐有机废水的液位低于有机物收集槽的顶侧下方2cm,且所述旋转刮板持续匀速旋转,将富集有机质的高盐有机废水赶入有机物收集槽,其中:
在蒸发结晶器内,所述待处理的高盐有机废水发生蒸发、浓缩及结晶现象,废水中的水通过蒸发变成水蒸汽,外排至冷凝器,经冷却生成冷凝液后排放或回收利用;
蒸发结晶器内部未被蒸发的盐分与有机物被浓缩,随着蒸发的不断进行,当废水中盐浓度超过饱和浓度时发生结晶现象,生成结晶盐混合物沉降至蒸发结晶器底部;有机物经浓缩后汇集于液面,经旋转刮板收集于有机物收集槽内;
(3)、启动高级氧化启动炉对氧化进水预热器进行预热;
(4)、有机物加热加压:
经步骤(3)收集的富集有机质的高盐有机废水通过加压泵(最大运行功率为4.0kw,变频控制)加压至2.2MPa后,进入氧化进水预热器进行加热,将其加热至220℃后进入高级氧化塔;
(5)、有机物氧化反应:
向高级氧化塔中持续通过氧气,经过氧气分配器均匀分配在高级氧化塔横截面上,其中:
在高级氧化塔中,氧气与富集有机质的高盐有机废水中的有机物进行混合并发生氧化还原反应,氧化还原反应的温度为220℃、压力为2.2MPa条件下,反应时间为20分钟形成氧化反应产水和二氧化碳,经高级氧化后,废水的COD值从进水22000mg/L降低至产水872mg/L,去除率为96.0%;
氧气与富集有机质的高盐有机废水中有机物COD质量比2:1;
(6)、结晶盐选择:
(61)、蒸发结晶器内的结晶盐混合物,利用结晶盐输送泵提经过结晶盐选择器的母液进水口进入结晶器选择器内;
(62)步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳通过管道通过减压阀减压至0.3MPa以下后,通过结晶盐选择器的氧化水进水口进入结晶盐选择器,通过穿孔配水器将氧化反应产水和二氧化碳均匀分配在结晶盐选择器的横截面上;
(63)经淘洗后的结晶盐混合物、氧化反应产水及二氧化碳气体的混合物通过三相分离器进行分离,分离后的气体直接外排,废水通过出水口排出,结晶盐混合液通过结晶盐出水口排出;
(7)、结晶盐分离:
将步骤(6)得到的结晶盐混合液输送至离心分离机,进行脱水分离,分别得到母液及结晶盐,其中:
结晶盐的含水率降低至3%以下;
分离出来的母液返回至蒸发结晶器内部再次进行蒸发结晶。
进一步地,步骤(2)中所述旋转刮板的转动速度为1转/分钟。
进一步地,步骤(63)中经过三相分离后,粒径大于0.1mm的结晶盐拦截率为95%以上;废水在结晶盐选择器中的停留时间为8分钟
进一步地,步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳在进入减压阀之前,先进入氧化进水预热器,利用余热对高盐有机废水进行加热。
进一步地,步骤(5)中所述氧气分配器呈丰字管布置;且每隔95cm均设有直径为3mm的45°向下的斜孔。
系统改造后实际运行消耗及产品质量情况如下:
可见,系统改造后,产水质量及产盐质量相比改造前,得到了很大的改善,浓液排量降低至0.1m3/h,有机物处理效率达到了95%以上,相对于设计指标,节约了1918.80元/h。
实施例二
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括蒸发结晶器3,在蒸发结晶器3的大圆柱体的内腔的中部设有机物收集器4,所述有机物收集器4设有与外界相通的有机物出口44,其中:
所述有机物收集器4由减速电机、旋转刮板41、有机物收集槽42、有机物挡板43、有机物出口44和旋转轴45组成,其中:
所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的内腔的上部焊设有电机安装板,所述电机安装板的中部设有通孔,所述减速电机固设于所述电机安装板的中部,所述减速电机的输出轴的一端通过联轴器与所述旋转轴45的一端相连,所述旋转轴45的另一端套设有一轴承,所述轴承焊设于所述有机物收集槽42的一端的顶侧,所述有机物收集槽42的另一端与所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的内侧壁焊接,所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有与所述有机物收集槽42相通的有机物出口44,所述有机物收集槽42的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板43,所述旋转刮板41的一端与所述旋转轴45套接,且所述旋转轴45长度与所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的半径相适应。
进一步地,所述蒸发结晶器3为由上部的小圆柱体、中部的大圆柱体,底部的倒立圆台依次相连而成的带有空腔的设备,蒸发结晶器3中部的大圆柱体的侧壁从上到下分别设有第一进水口、第二进水口、第三进水口,所述蒸发结晶器3的大圆柱体的侧壁底部设有母液回流出口,所述蒸发结晶器3的母液回流出口通过管道与强制循环泵10的进水口相连;加热器2的出水口通过管道与所述蒸发结晶器3的第一进水口相连,所述蒸发结晶器3的顶部设有蒸汽出口,所述蒸发结晶器3的底部设有母液出液口。
进一步地,还包括:
进水管1,用于引入待处理的高盐有机废水;
强制循环泵10,所述进水管1的一端与所述强制循环泵10的进水口相连;
加热器2,所述强制循环泵10的出水口与所述加热器2的进水口通过管道相连,用于对待处理的高盐有机废水进行加热;
冷凝器15,所述蒸发结晶器3的蒸汽出口与冷凝器15的进气口相连;
氧化进水预热器6,其为套管式换热器,所述氧化进水预热器6设有废水进口、废水出口、热介质进口、热介质出口、启动加热介质进口和启动加热介质出口,所述有机物出口44通过第一管道与所述氧化进水预热器6的废水进口相连,所述第一管道中设有加压泵5,所述氧化进水预热器6用于对废水进行预热;
高级氧化塔7,所述高级氧化塔7的上部设有进水口,所述高级氧化塔7的下部设有氧气进气口,所述氧气进气口通过管道外接氧气储罐14,所述高级氧化塔7的底部设有废水排出口,所述氧化进水预热器6的废水出口通过管道与所述高级氧化塔7的进水口相连,所述高级氧化塔7的废水排出口通过管道与所述氧化进水预热器6的热介质进口相连;
结晶盐选择器9,所述结晶盐选择器9的顶部设有排气口95,所述结晶盐选择器9的中上部设有三相分离器96,在所述三相分离器96与所述排气口95之间的结晶盐选择器9的侧壁上设有第一出水口94,所述结晶盐选择器9的中下部设有母液进液口93,所述结晶盐选择器9的底部设有排盐口92,所述结晶盐选择器9的下部设有穿孔配水管97,所述穿孔配水管97的一端穿过侧壁向外延伸形成氧化水进水口91,其中:
所述氧化进水预热器6的热介质出口通过第二管道与所述结晶盐选择器9的氧化水进水口91相连,所述第二管道上设有减压阀8;
所述结晶盐选择器9的第一出水口94通过管道与所述蒸发结晶器3的第二进水口相连;
所述蒸发结晶器3的母液出液口通过第三管道与所述结晶盐选择器9的母液进液口93相连,所述第三管道上设有结晶盐输送泵11;
离心分离机12,所述结晶盐选择器9的排盐口92通过管道与所述离心分离机12的进料口相连,所述离心分离机12的底部的排水口通过管道与所述蒸发结晶器3的第三进水口相连;
高级氧化启动炉13,其设有启动加热介质出口和启动加热介质进口,所述高级氧化启动炉13的启动加热介质出口通过管道与所述氧化进水预热器6的启动加热介质进口相连;所述氧化进水预热器6的启动加热介质出口与所述高级氧化启动炉13的启动加热介质进口通过管道相连。
更进一步地,所述有机物收集槽42的底部还等间距的设有多个与所述蒸发结晶器3内侧壁焊接的加强连接件。
更进一步地,所述旋转刮板41是采用硬质橡胶板材料制成的柔性件。
更进一步地,所述有机物挡板43与所述有机物收集槽42的顶面的夹角为20度。
更进一步地,所述有机物收集器4安装在蒸发结晶器3内部,有机物收集槽42上边缘位置比蒸发结晶器3内部工作液面高1cm。有机物收集槽42底设有有机物出口,通过管道将有机物引出蒸发结晶器3,并通过加压泵5与预热器废水进口相连。
进一步地,所述加热器2为列管式蒸汽换热器。
进一步地,高级氧化启动炉13为高温导热油锅炉,其能够提供200℃的热源。
进一步地,所述离心分离机12为卧螺离心机。
进一步地,所述穿孔配水管97呈丰字管布置;所述穿孔配水管97上每隔90cm均设有直径为2.5mm的45°向下的斜孔。
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,采用上述的处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括以下步骤:
(1)、废水加热:
将待处理的高盐有机废水通过加热器加热至90℃,然后再进入蒸发结晶器;
(2)、蒸发、浓缩、结晶与有机物收集:
控制蒸发结晶器内的待处理的高盐有机废水的液位低于有机物收集槽的顶侧下方1cm,且所述旋转刮板持续匀速旋转,将富集有机质的高盐有机废水赶入有机物收集槽,其中:
在蒸发结晶器内,所述待处理的高盐有机废水发生蒸发、浓缩及结晶现象,废水中的水通过蒸发变成水蒸汽,外排至冷凝器,经冷却生成冷凝液后排放或回收利用;
蒸发结晶器内部未被蒸发的盐分与有机物被浓缩,随着蒸发的不断进行,当废水中盐浓度超过饱和浓度时发生结晶现象,生成结晶盐混合物沉降至蒸发结晶器底部;有机物经浓缩后汇集于液面,经旋转刮板收集于有机物收集槽内;
(3)、启动高级氧化启动炉对氧化进水预热器进行预热;
(4)、有机物加热加压:
经步骤(3)收集的富集有机质的高盐有机废水通过加压泵加压至0.1MPa后,进入氧化进水预热器进行加热,将其加热至300℃后进入高级氧化塔;
(5)、有机物氧化反应:
向高级氧化塔中持续通过氧气,经过氧气分配器均匀分配在高级氧化塔横截面上,其中:
在高级氧化塔中,氧气与富集有机质的高盐有机废水中的有机物进行混合并发生氧化还原反应,氧化还原反应的温度为100℃、压力为10MPa条件下,反应时间为0.2h形成氧化反应产水和二氧化碳;
氧气与富集有机质的高盐有机废水中有机物COD质量比1:1;
(6)、结晶盐选择:
(61)、蒸发结晶器内的结晶盐混合物,利用结晶盐输送泵提经过结晶盐选择器的母液进水口进入结晶器选择器内;
(62)步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳通过管道通过减压阀减压至0.3MPa以下后,通过结晶盐选择器的氧化水进水口进入结晶盐选择器,通过穿孔配水器将氧化反应产水和二氧化碳均匀分配在结晶盐选择器的横截面上;
(63)经淘洗后的结晶盐混合物、氧化反应产水及二氧化碳气体的混合物通过三相分离器进行分离,分离后的气体直接外排,废水通过出水口排出,结晶盐混合液通过结晶盐出水口排出;
(7)、结晶盐分离:
将步骤(6)得到的结晶盐混合液输送至离心分离机,进行脱水分离,分别得到母液及结晶盐,其中:
结晶盐的含水率降低至3%以下;
分离出来的母液返回至蒸发结晶器内部再次进行蒸发结晶。
进一步地,步骤(2)中所述旋转刮板的转动速度为2转/分钟。
进一步地,步骤(63)中经过三相分离后,粒径大于0.1mm的结晶盐拦截率为95%以上;
废水在结晶盐选择器中的停留时间为5分钟。
进一步地,步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳在进入减压阀之前,先进入氧化进水预热器,利用余热对高盐有机废水进行加热。
进一步地,步骤(5)中所述氧气分配器呈丰字管布置;且每隔90cm均设有直径为2.5mm的45°向下的斜孔。
实施例三
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括蒸发结晶器3,在蒸发结晶器3的大圆柱体的内腔的中部设有机物收集器4,所述有机物收集器4设有与外界相通的有机物出口44,其中:
所述有机物收集器4由减速电机、旋转刮板41、有机物收集槽42、有机物挡板43、有机物出口44和旋转轴45组成,其中:
所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的内腔的上部焊设有电机安装板,所述电机安装板的中部设有通孔,所述减速电机固设于所述电机安装板的中部,所述减速电机的输出轴的一端通过联轴器与所述旋转轴45的一端相连,所述旋转轴45的另一端套设有一轴承,所述轴承焊设于所述有机物收集槽42的一端的顶侧,所述有机物收集槽42的另一端与所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的内侧壁焊接,所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有与所述有机物收集槽42相通的有机物出口44,所述有机物收集槽42的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板43,所述旋转刮板41的一端与所述旋转轴45套接,且所述旋转轴45长度与所述蒸发结晶器3中部的大圆柱体的半径相适应。
进一步地,所述蒸发结晶器3为由上部的小圆柱体、中部的大圆柱体,底部的倒立圆台依次相连而成的带有空腔的设备,蒸发结晶器3中部的大圆柱体的侧壁从上到下分别设有第一进水口、第二进水口、第三进水口,所述蒸发结晶器3的大圆柱体的侧壁底部设有母液回流出口,所述蒸发结晶器3的母液回流出口通过管道与强制循环泵10的进水口相连;加热器2的出水口通过管道与所述蒸发结晶器3的第一进水口相连,所述蒸发结晶器3的顶部设有蒸汽出口,所述蒸发结晶器3的底部设有母液出液口。
进一步地,还包括:
进水管1,用于引入待处理的高盐有机废水;
强制循环泵10,所述进水管1的一端与所述强制循环泵10的进水口相连;
加热器2,所述强制循环泵10的出水口与所述加热器2的进水口通过管道相连,用于对待处理的高盐有机废水进行加热;
冷凝器15,所述蒸发结晶器3的蒸汽出口与冷凝器15的进气口相连;
氧化进水预热器6,其为套管式换热器,所述氧化进水预热器6设有废水进口、废水出口、热介质进口、热介质出口、启动加热介质进口和启动加热介质出口,所述有机物出口44通过第一管道与所述氧化进水预热器6的废水进口相连,所述第一管道中设有加压泵5,所述氧化进水预热器6用于对废水进行预热;
高级氧化塔7,所述高级氧化塔7的上部设有进水口,所述高级氧化塔7的下部设有氧气进气口,所述氧气进气口通过管道外接氧气储罐14,所述高级氧化塔7的底部设有废水排出口,所述氧化进水预热器6的废水出口通过管道与所述高级氧化塔7的进水口相连,所述高级氧化塔7的废水排出口通过管道与所述氧化进水预热器6的热介质进口相连;
结晶盐选择器9,所述结晶盐选择器9的顶部设有排气口95,所述结晶盐选择器9的中上部设有三相分离器96,在所述三相分离器96与所述排气口95之间的结晶盐选择器9的侧壁上设有第一出水口94,所述结晶盐选择器9的中下部设有母液进液口93,所述结晶盐选择器9的底部设有排盐口92,所述结晶盐选择器9的下部设有穿孔配水管97,所述穿孔配水管97的一端穿过侧壁向外延伸形成氧化水进水口91,其中:
所述氧化进水预热器6的热介质出口通过第二管道与所述结晶盐选择器9的氧化水进水口91相连,所述第二管道上设有减压阀8;
所述结晶盐选择器9的第一出水口94通过管道与所述蒸发结晶器3的第二进水口相连;
所述蒸发结晶器3的母液出液口通过第三管道与所述结晶盐选择器9的母液进液口93相连,所述第三管道上设有结晶盐输送泵11;
离心分离机12,所述结晶盐选择器9的排盐口92通过管道与所述离心分离机12的进料口相连,所述离心分离机12的底部的排水口通过管道与所述蒸发结晶器3的第三进水口相连;
高级氧化启动炉13,其设有启动加热介质出口和启动加热介质进口,所述高级氧化启动炉13的启动加热介质出口通过管道与所述氧化进水预热器6的启动加热介质进口相连;所述氧化进水预热器6的启动加热介质出口与所述高级氧化启动炉13的启动加热介质进口通过管道相连。
更进一步地,所述有机物收集槽42的底部还等间距的设有多个与所述蒸发结晶器3内侧壁焊接的加强连接件。
更进一步地,所述旋转刮板41是采用玻璃钢板制成的柔性件。
更进一步地,所述有机物挡板43与所述有机物收集槽42的顶面的夹角为45度。
更进一步地,所述有机物收集器4安装在蒸发结晶器3内部,有机物收集槽42上边缘位置比蒸发结晶器3内部工作液面高3cm。有机物收集槽42底设有有机物出口,通过管道将有机物引出蒸发结晶器3,并通过加压泵5与预热器废水进口相连。
进一步地,所述加热器2为列管式蒸汽换热器。
进一步地,高级氧化启动炉13为高温导热油锅炉,其能够提供300℃的热源。
进一步地,所述离心分离机12为螺旋推进离心机。
进一步地,所述穿孔配水管97呈丰字管布置;所述穿孔配水管97上每隔100cm均设有直径3.5mm的45°向下的斜孔。
一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,采用上述的处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,包括以下步骤:
(1)、废水加热:
将待处理的高盐有机废水通过加热器加热至120℃,然后再进入蒸发结晶器;
(2)、蒸发、浓缩、结晶与有机物收集:
控制蒸发结晶器内的待处理的高盐有机废水的液位低于有机物收集槽的顶侧下方3cm,且所述旋转刮板持续匀速旋转,将富集有机质的高盐有机废水赶入有机物收集槽,其中:
在蒸发结晶器内,所述待处理的高盐有机废水发生蒸发、浓缩及结晶现象,废水中的水通过蒸发变成水蒸汽,外排至冷凝器,经冷却生成冷凝液后排放或回收利用;
蒸发结晶器内部未被蒸发的盐分与有机物被浓缩,随着蒸发的不断进行,当废水中盐浓度超过饱和浓度时发生结晶现象,生成结晶盐混合物沉降至蒸发结晶器底部;有机物经浓缩后汇集于液面,经旋转刮板收集于有机物收集槽内;
(3)、启动高级氧化启动炉对氧化进水预热器进行预热;
(4)、有机物加热加压:
经步骤(3)收集的富集有机质的高盐有机废水通过加压泵加压至10MPa后,进入氧化进水预热器进行加热,将其加热至100℃后进入高级氧化塔;
(5)、有机物氧化反应:
向高级氧化塔中持续通过氧气,经过氧气分配器均匀分配在高级氧化塔横截面上,其中:
在高级氧化塔中,氧气与富集有机质的高盐有机废水中的有机物进行混合并发生氧化还原反应,氧化还原反应的温度为300℃、压力为0.1MPa条件下,反应时间为2h形成氧化反应产水和二氧化碳;
氧气与富集有机质的高盐有机废水中有机物COD质量比3:1;
(6)、结晶盐选择:
(61)、蒸发结晶器内的结晶盐混合物,利用结晶盐输送泵提经过结晶盐选择器的母液进水口进入结晶器选择器内;
(62)步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳通过管道通过减压阀减压至0.3MPa以下后,通过结晶盐选择器的氧化水进水口进入结晶盐选择器,通过穿孔配水器将氧化反应产水和二氧化碳均匀分配在结晶盐选择器的横截面上;
(63)经淘洗后的结晶盐混合物、氧化反应产水及二氧化碳气体的混合物通过三相分离器进行分离,分离后的气体直接外排,废水通过出水口排出,结晶盐混合液通过结晶盐出水口排出;
(7)、结晶盐分离:
将步骤(6)得到的结晶盐混合液输送至离心分离机,进行脱水分离,分别得到母液及结晶盐,其中:
结晶盐的含水率降低至3%以下;
分离出来的母液返回至蒸发结晶器内部再次进行蒸发结晶。
进一步地,步骤(2)中所述旋转刮板的转动速度为5转/分钟。
进一步地,步骤(63)中经过三相分离后,粒径大于0.1mm的结晶盐拦截率为95%以上;
废水在结晶盐选择器中的停留时间为10分钟。
进一步地,步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳在进入减压阀之前,先进入氧化进水预热器,利用余热对高盐有机废水进行加热。
进一步地,步骤(5)中所述氧气分配器呈丰字管布置;且每隔100cm均设有直径3.5mm的45°向下的斜孔。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,包括蒸发结晶器,在所述蒸发结晶器的内腔的中部设有机物收集器,所述有机物收集器由减速电机、旋转刮板、有机物收集槽、有机物挡板、有机物出口和旋转轴组成,其中:
所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的内腔的上部焊设有电机安装板,所述电机安装板的中部设有通孔,所述减速电机固设于所述电机安装板的中部,所述减速电机的输出轴的一端通过联轴器与所述旋转轴的一端相连,所述旋转轴的另一端套设有轴承,所述轴承焊设于所述有机物收集槽的一端的顶侧,所述有机物收集槽的另一端与所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的内侧壁焊接,所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的侧壁外侧适应性的设有与所述有机物收集槽相通的有机物出口,所述有机物收集槽的顶部两侧向外延伸形成倾斜的有机物挡板,所述旋转刮板的一端与所述旋转轴套接,且所述旋转轴长度与所述蒸发结晶器中部的大圆柱体的半径相适应。
2.如权利要求1所述一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,所述蒸发结晶器为由上部的小圆柱体、中部的大圆柱体,底部的倒立圆台依次相连而成的带有空腔的设备,蒸发结晶器中部的大圆柱体的侧壁从上到下分别设有第一进水口、第二进水口、第三进水口,所述蒸发结晶器的大圆柱体的侧壁底部设有母液回流出口,所述蒸发结晶器的母液回流出口通过管道与强制循环泵的进水口相连;加热器的出水口通过管道与蒸发结晶器的第一进水口相连,所述蒸发结晶器的顶部设有蒸汽出口,所述蒸发结晶器的底部设有母液出液口。
3.如权利要求2所述一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,还包括:
进水管,用于引入待处理的高盐有机废水;
强制循环泵,所述进水管的一端与所述强制循环泵的进水口相连;
加热器,所述强制循环泵的出水口与所述加热器的进水口通过管道相连,用于对待处理的高盐有机废水进行加热;
冷凝器,所述蒸发结晶器的蒸汽出口与冷凝器的进气口相连;
氧化进水预热器,其为套管式换热器,所述氧化进水预热器设有废水进口、废水出口、热介质进口、热介质出口、启动加热介质进口和启动加热介质出口,所述有机物出口通过第一管道与所述氧化进水预热器的废水进口相连,所述第一管道中设有加压泵,所述氧化进水预热器用于对废水进行预热;
高级氧化塔,所述高级氧化塔的上部设有进水口,所述高级氧化塔的下部设有氧气进气口,所述氧气进气口通过管道外接氧气储罐,所述高级氧化塔的底部设有废水排出口,所述氧化进水预热器的废水出口通过管道与所述高级氧化塔的进水口相连,所述高级氧化塔的废水排出口通过管道与所述氧化进水预热器的热介质进口相连;
结晶盐选择器,所述结晶盐选择器的顶部设有排气口,所述结晶盐选择器的中上部设有三相分离器,在所述三相分离器与所述排气口之间的结晶盐选择器的侧壁上设有第一出水口,所述结晶盐选择器的中下部设有母液进液口,所述结晶盐选择器的底部设有排盐口,所述结晶盐选择器的下部设有穿孔配水管,所述穿孔配水管的一端穿过侧壁向外延伸形成氧化水进水口,其中:
所述氧化进水预热器的热介质出口通过第二管道与所述结晶盐选择器的氧化水进水口相连,所述第二管道上设有减压阀;
所述结晶盐选择器的第一出水口通过管道与所述蒸发结晶器的第二进水口相连;
所述蒸发结晶器的母液出液口通过第三管道与所述结晶盐选择器的母液进液口相连,所述第三管道上设有结晶盐输送泵;
离心分离机,所述结晶盐选择器的排盐口通过管道与所述离心分离机的进料口相连,所述离心分离机的底部的排水口通过管道与所述蒸发结晶器的第三进水口相连;
高级氧化启动炉,其设有启动加热介质出口和启动加热介质进口,所述高级氧化启动炉的启动加热介质出口通过管道与所述氧化进水预热器的启动加热介质进口相连;所述氧化进水预热器的启动加热介质出口与所述高级氧化启动炉的启动加热介质进口通过管道相连。
4.如权利要求1所述的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,所述有机物收集槽的底部还等间距的设有多个与所述蒸发结晶器内侧壁焊接的加强连接件;
所述旋转刮板是采用玻璃钢板或硬质橡胶板材料制成的柔性件。
5.如权利要求1所述的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,所述有机物挡板与所述有机物收集槽的顶面的夹角为20~45度。
6.如权利要求1所述的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,所述有机物收集器安装在蒸发结晶器内部,有机物收集槽上边缘位置比蒸发结晶器内部工作液面高1~3cm;
所述加热器为列管式蒸汽换热器。
7.如权利要求1所述的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,高级氧化启动炉为高温导热油锅炉,其能够提供200℃~300℃的热源;
所述离心分离机为三足离心机、卧螺离心机、螺旋推进离心机中的一种;
所述穿孔配水管呈丰字管布置,所述穿孔配水管上每隔90~100cm均设有直径2.5~3.5mm的45°向下的斜孔。
8.一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,采用权利要求1-7任意一项所述的处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶系统,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、废水加热:
将待处理的高盐有机废水通过加热器加热至90~120℃,然后再进入蒸发结晶器;
(2)、蒸发、浓缩、结晶与有机物收集:
控制蒸发结晶器内的待处理的高盐有机废水的液位低于有机物收集槽的顶侧下方1~3cm,且所述旋转刮板持续匀速旋转,将富集有机质的高盐有机废水赶入有机物收集槽,其中:
在蒸发结晶器内,所述待处理的高盐有机废水发生蒸发、浓缩及结晶现象,废水中的水通过蒸发变成水蒸汽,外排至冷凝器,经冷却生成冷凝液后排放或回收利用;
蒸发结晶器内部未被蒸发的盐分与有机物被浓缩,随着蒸发的不断进行,当废水中盐浓度超过饱和浓度时发生结晶现象,生成结晶盐混合物沉降至蒸发结晶器底部;有机物经浓缩后汇集于液面,经旋转刮板收集于有机物收集槽内;
(3)、启动高级氧化启动炉对氧化进水预热器进行预热;
(4)、有机物加热加压:
经步骤(3)收集的富集有机质的高盐有机废水通过加压泵加压至0.1~10MPa后,进入氧化进水预热器进行加热,将其加热至100~300℃后进入高级氧化塔;
(5)、有机物氧化反应:
向高级氧化塔中持续通过氧气,经过氧气分配器均匀分配在高级氧化塔横截面上,其中:
在高级氧化塔中,氧气与富集有机质的高盐有机废水中的有机物进行混合并发生氧化还原反应,氧化还原反应的温度为100~300℃、压力为0.1~10MPa条件下,反应时间为0.2h~2h形成氧化反应产水和二氧化碳;
氧气与富集有机质的高盐有机废水中有机物COD质量比(1~3):1;
(6)、结晶盐选择:
(61)、蒸发结晶器内的结晶盐混合物,利用结晶盐输送泵提经过结晶盐选择器的母液进水口进入结晶器选择器内;
(62)、步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳通过管道通过减压阀减压至0.3MPa以下后,通过结晶盐选择器的氧化水进水口进入结晶盐选择器,通过穿孔配水器将氧化反应产水和二氧化碳均匀分配在结晶盐选择器的横截面上;
(63)、经淘洗后的结晶盐混合物、氧化反应产水及二氧化碳气体的混合物通过三相分离器进行分离,分离后的气体直接外排,废水通过出水口排出,结晶盐混合液通过结晶盐出水口排出;
(7)、结晶盐分离:
将步骤(6)得到的结晶盐混合液输送至离心分离机,进行脱水分离,分别得到母液及结晶盐,其中:
结晶盐的含水率降低至3%以下;
分离出来的母液返回至蒸发结晶器内部再次进行蒸发结晶。
9.如权利要求8所述的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,其特征在于,步骤(2)中所述旋转刮板的转动速度为1~5转/分钟;
步骤(63)中经过三相分离后,粒径大于0.1mm的结晶盐拦截率为95%以上;
废水在结晶盐选择器中的停留时间为5分钟~10分钟。
10.如权利要求8所述的一种处理高盐有机废水的高级氧化蒸发结晶方法,其特征在于,步骤(5)产生的氧化反应产水和二氧化碳在进入减压阀之前,先进入氧化进水预热器,利用余热对高盐有机废水进行加热;
步骤(5)中所述氧气分配器呈丰字管布置;且每隔90~100cm均设有直径2.5~3.5mm的45°向下的斜孔。
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