CN203754482U - 一种废水的湿式氧化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种废水的湿式氧化处理装置，主要包括：原水储槽、双氧水储槽、原水泵，双氧水泵，换热器和反应器，原水储槽经原水泵通过管线与换热器一端入口相连通，双氧水泵出口经管线与原水泵入口处管线连通，换热器出口管线沿切向通入反应器底部；采用该装置进行废水处理时，流程简单，反应温度、压力都比较低，药剂和原水混合均匀，热量损失小，能耗低，COD的去除率可以达到80%以上。

Description

一种废水的湿式氧化处理装置

技术领域

本实用新型属于湿式氧化处理有机废水技术领域。

背景技术

湿式氧化技术是上世纪50年代发展起来的一项在高温高压下处理废水的技术。目前湿式氧化处理有机废水技术主要包括：湿式空气氧化法（WAO），催化湿式空气氧化法（CWAO），湿式双氧水氧化法（WPO），催化湿式双氧水氧化法（CWPO）。湿式空气氧化法是在高温（240～325℃）和高压（5～20MPa）条件下，以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将有机物污染物氧化为CO₂和H₂O以及小分子有机物的化学过程。高温、高压及必须的液相条件是这一过程的主要条件。该法COD的去除率可以达到80%以上。WAO法在实际应用上存在着许多局限性：它的氧化反应需要在高温、高压下进行，故要求反应设备的材料耐高温、高压和耐腐蚀，因此设备费用大，投资高。它适用于高浓度小流量的废水处理，对于低浓度大流量的废水处理的效果会很差。催化湿式空气氧化法（CWAO）就是在传统的湿式空气氧化法（WAO）基础上发展起来的一种处理高浓度有机废水的技术。该技术在一定压力（3～15MPa）和温度（200～280℃）条件下，将废水通过装有高效氧化性能催化剂的反应器，在空气作用下，利用催化氧化原理，一次性地对高浓度有机废水中的COD、TOC、氨、氰等污染物进行氧化分解的深度处理，使之转化为CO₂、H₂O及N₂等无害物质。由于加入适当的催化剂，使反应条件较传统的WAO法要温和、高效一些。同时也降低了对设备材质的苛刻要求。它所需要的温度和压力比传统的WAO法都要低一些。

湿式双氧水氧化(WPO)也是在湿式空气氧化(WAO)基础上发展起来的一种高级氧化技术。近年来受到国内外学者的广泛关注^(1～2)它采用氧化能力更强的双氧水作为氧化剂，所以能在温和的条件下，就可以将废水中的有机物氧化降解，大幅降低废水的COD值。它需要的反应温度和压力分别是120～150℃，0.2～0.5MPa。比WAO法的240～325℃，5～20MPa要低很多。所以它的能耗低，对设备强度的要求也很低，容易实现工业化。催化湿式双氧水氧化法（CWPO）是在WPO法的基础上加入催化剂进一步降低反应的温度和压力。加入的催化剂分为均相和非均相。均相就是在反应的废水中加入金属离子如Fe、Cu等离子。均相催化剂虽然可以在常压、40～60℃的条件下对废水有较好的处理效果，COD去除率可以达到70%，但是后续处理金属离子是要产生大量的沉淀物造成二次污染，因此均相催化剂的使用受到了一定的限制。非均相就是将催化剂负载到活性炭或分子筛等载体上，这样催化剂就不随废水流失，后续不产生沉淀物不会造成二次污染。但目前非均相催化剂的催化效果不好。与WPO法比较并不能降低多少反应的温度和压力，对COD去除率的提高也较小。

国内催化湿式双氧水氧化法（CWPO）技术[见专利：申请号200710063292.3，名称：催化湿式氧化降解间硝基苯磺酸钠的方法]该专利处理废水的装置主要由高压反应釜、搅拌器、温控器和加热器组成。废水是配制一定浓度的间硝基苯磺酸钠溶液作为模拟废水。催化剂是硝酸铜，氧化剂是双氧水和氧气。整个反应是在高压釜内进行。反应温度是180～260℃，压力是1.0～2.0MPa。TOC的去除率可达83.08～96.51%。该技术的优点是：对高浓度有机废水的处理效果好，适用于小流量废水的处理。缺点是：反应所需的温度和压力太高，对反应器等设备的材质要求很苛刻，所用的催化剂是均相催化剂，所以还要产生二次污染。很难工业化。

国外湿式氧化法（WPO）技术[见专利号:JP2010221098(A)，名称:METHOD OFDECOMPOSING LOWER ALCOHOL IN WASTE WATER]该专利对废水的处理是在高压釜内进行的。废水为低浓度酒精废水，分两步对该废水进行处理。第一步使用湿式空气氧化法（WAO）,就是向盛有废水的高压釜内通入空气，反应的温度是：200～320℃，压力是：3～15MPa。废水在第一步处理完之后，又使用第二步湿式双氧水氧化(WPO)法进行处理。反应的温度是：80～250℃，压力是：0.3～6MPa。该技术可以对低浓度酒精废水进行深度氧化，废水中酒精的去除率较高，但工艺复杂需要湿式空气氧化和湿式双氧水氧化两步处理。另外，反应所需要的温度和压力也比较高，限制了该技术的推广。

通过对以上各种湿式氧化方法的介绍，可以看出湿式双氧水氧化(WPO)法和催化湿式双氧水氧化法（CWPO）具有反应温度和压力低，废水COD去除率高的优点。但是现行国内外的湿式双氧水氧化(WPO)法和催化湿式双氧水氧化（CWPO）法对废水的处理都是在很高的温度和压力下进行，对设备的要求比较苛刻，反应器加工难度大，装置投资高。

实用新型内容

为简化工艺，本实用新型选取湿式双氧水氧化法。针对现有技术反应都是在很高的温度和压力下进行的问题，提出了新的湿式双氧水氧化方法。该技术流程简单，反应温度、压力都比较低，药剂和原水混合均匀，热量损失小，能耗低，COD的去除率可以达到80%以上。

本实用新型提供的丁苯橡胶废水的湿式氧化处理装置主要包括：原水储槽1、双氧水储槽2、原水泵3，双氧水泵4，换热器5、反应器6，原水储槽经原水泵通过管线与换热器一端入口相连通，其特征在于双氧水泵出口经管线与原水泵3入口处管线连通，换热器出口管线沿切向通入反应器底部。

反应器6顶部出口管线与换热器另一端入口相连，使从反应器顶部出来的处理后的废水与原水进行逆流换热。

本实用新型装置还包括气水分离罐7，原水处理后从反应器顶部流出进入换热器5，与进来的原水逆流换热，然后进入气水分离罐7，其中气相部分主要是反应产生的CO₂气体从罐顶放空，液相部分从罐体中部的溢流口流出成为出水8。

本实用新型将双氧水在原水泵前加入，可以使双氧水和原水在泵内充分混合，同时由于水流在泵内的高速流动和激烈的撞击可以激发双氧水产生羟基自由基氧化污染物，可使原水初步净化。

本实用新型中反应器的温度可以通过通入低压蒸汽来调节。当反应器的温度低于设定温度时，低压蒸气管线9从反应器底部沿切向通入反应器，液化成水放出热量，提高反应器介质温度。当温度高于设定温度时，停止向反应器输送蒸汽。

所述换热器5中原水与反应器6出来的热水进行逆流热量交换，几乎可以回收全部的热量，原水温度逐渐升高，反应器出水温度逐渐降低，最后原水从换热器出来的温度只比反应器出水温度低2℃左右。

本实用新型设计使经换热后的原水沿切向通入反应器底部，使得反应器内的原水是螺旋向上的水流，可以保证双氧水浓度均匀提高反应速率。此外，由于原水和低压蒸汽都是从反应器底部沿切向进入从反应器顶部流出的，所以在反应器中会形成螺旋向上的水流，这种水流可保证水中的污染物和双氧水混合充分、浓度均匀，有助于反应速度的提高。而且低压蒸汽直接从底部沿切向进入反应器。由于蒸汽是直接进入反应器，所以是直接加热反应原水，加热效率很高几乎可以达到100%，从而降低能耗。而且蒸汽加热原水后液化成蒸馏水与原水混合在一起，还可以起到稀释原水降低COD的作用。

本实用新型废水处理装置流程简单，处理成本低，温度和压力都较低，不产生二次污染，对废水的处理效果较好，COD的去除率可以达到80%以上。

附图说明

图1为本实用新型湿式氧化处理装置流程图。

其中1-原水储槽，2-双氧水储槽、3-原水泵，4-双氧水泵，5-换热器、6-反应器,7-气水分离罐，8-出水，9-低压蒸汽。

具体实施方式

本实用新型装置的具体工作流程为：双氧水由双氧水泵4从双氧水储槽2内抽出，经过管线连通到达原水泵3入口处，与从原水储槽1来的原水一同进入原水泵3，在原水泵内双氧水与原水进行充分混合后，进入换热器5，在换热器5中原水与反应器6出来的热水进行逆流热量交换，随后原水从反应器底部沿切向进入，在反应器中形成螺旋向上的水流，由于这样的水流可以保证双氧水的浓度处处相等，避免双氧水浓度不均匀降低反应速度。原水和双氧水进入反应器6后，在设定温度下，双氧水分解产生羟基自由基氧化原水中的有机污染物，双氧水与有机污染物进行充分的反应，从而被去除，采用本实用新型装置处理废水可使COD的去除率达到80%以上。原水处理后从反应器顶部流出进入换热器5，与进来的原水逆流换热，然后进入气水分离罐7，其中气相部分主要是反应产生的CO₂气体从罐顶放空，液相部分从罐体中部的溢流口流出成为出水。

Claims (5)

1.一种废水的湿式氧化处理装置，主要包括：原水储槽、双氧水储槽、原水泵，双氧水泵，换热器和反应器，原水储槽经原水泵通过管线与换热器一端入口相连通，其特征在于双氧水泵出口经管线与原水泵入口处管线连通，换热器出口管线沿切向通入反应器底部。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于反应器顶部出口管线与换热器另一端入口相连，使从反应器顶部出来的处理后的废水与原水进行逆流换热。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置包括气水分离罐。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于处理后的原水经换热器换热后进入气水分离罐。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于反应器的温度通过通入低压蒸汽来调节，低压蒸气管线从反应器底部沿切向通入反应器。