CN204490673U - 一种新型发酵类制药废水综合处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型发酵类制药废水综合处理系统,它包括预处理单元、污水富集单元和超临界水氧化单元；污水富集单元的入口连接所述预处理单元，污水在所述污水富集单元中进行膜过滤和膜浓缩，污水富集单元的清水出口连接一清水池；所述超临界水氧化单元的启动燃料系统、超临界水氧化反应器、气固分离系统、气液分离系统依次连接，超临界水氧化反应器的污水入口连接所述污水富集单元的浓水出口，超临界水氧化反应器的氧气入口连接所述氧气供应系统，气液分离系统的出口连接所述清水池。本实用新型将膜富集与超临界水氧化结合运用，使更大范围COD值的发酵类制药废水能进行超临界水氧化处理，有机物去除率百分之九十九以上，治理彻底，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理及资源能源循环回收技术领域，涉及一种新型发酵类制药废水综合处理系统。
背景技术
发酵类制药废水来源于发酵、过滤、萃取结晶、提炼、精制等过程。主要污染物指标是PH、色度、BOD5、COD，SS、动植物油、氨氮和TOC含量，急性毒性，总锌含量和总氰化物含量等。成分复杂，碳氮比失调，可生化性较差，并含有大量硫酸盐，药物效价及其降解物等生化抑制物。目前，国内外应用于工程实践的发酵类制药废水处理技术不多且不够成熟。针对发酵类制药废水具有的成分复杂、污染物浓度高、可生化性差等特点，目前对该类废水的处理主要采用的是物化法(包括包埋法、混凝沉淀法、光降解法、反渗透和膜分离技术、吸附法和电解法)、生化法以及多种方法的组合工艺。目前的工艺虽可去除废水中的大部分污染物，但对有机污染物的去除效果不佳，出水色度常出现超标现象，不能满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》要求，还需要进行后续深度处理；特别是废水处理过程中资源化还不尽理想。因此，需要寻求一种更适合的发酵类制药废水综合处理系统及方法。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题和不足，提供一种处理效率高、零污染排放、操作简单、可同时实现能源和资源回收的新型发酵类制药废水综合处理系统。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：它包括预处理单元、污水富集单元和超临界水氧化单元；其中，所述污水富集单元的入口连接所述预处理单元，污水在所述污水富集单元中进行膜过滤和膜浓缩，污水富集单元的清水出口连接一清水池；所述超临界水氧化单元包含氧气供应系统、启动燃料系统、超临界水氧化反应器、气固分离系统、气液分离系统，其中，启动燃料系统、超临界水氧化反应器、气固分离系统、气液分离系统依次连接，所述超临界水氧化反应器的污水入口连接所述污水富集单元的浓水出口，超临界水氧化反应器的氧气入口连接所述氧气供应系统，所述气液分离系统的出口连接所述清水池。
所述污水富集单元包括中间水池、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器；所述中间水池的入口连接所述预处理单元，所述第二过滤器的产水出口、所述第三过滤器的浓水出口与中间水池相连，所述中间水池的出口连接所述第一过滤器的入口用以进行膜过滤；所述第一过滤器的浓水出口连接所述第二过滤器的入口，所述第一过滤器的产水出口连接所述第三过滤器的入口，所述第三过滤器的清水出口连接所述清水池，所述第二过滤器的浓水出口连接所述超临界水氧化反应器的物料入口，实现膜浓缩。
所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器均为碟管式膜分离装置，碟管式膜分离装置由耐压外壳、电源端盖、进水端盖、导流盘，碟片式膜袋、电极板及中心拉杆构成，电源端盖、多个导流盘及进水端盖依次叠放，并在其中部采用中心拉杆穿装固定；耐压外壳密封固装于电源端盖及进水端盖外，所述导流盘外周与耐压外壳之间形成原水通道；导流盘中部制有槽口，以形成过滤通道；导流盘中心与中心拉杆之间形成产水通道，在相邻两导流盘之间叠装碟片式膜袋，碟片式膜袋与上下的导流盘之间不接触，形成过滤通道；在叠片式膜袋内部安装电极板。
所述预处理单元包含依次连通的调节池、混凝沉淀池、膜过滤池。
所述的超临界水氧化反应器包括筒体、燃烧器、蒸发壁；所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成沿筒体轴向分布的多级环状的封闭的狭隙，每个所述狭隙在筒体上开有入水口，经由入水口通入的液体能够通过所述蒸发壁渗入，在蒸发壁内表面形成水膜；燃烧器自筒体顶部伸入，所述燃烧器的燃烧嘴位于筒体内，蒸发壁由多孔材料制成，所述液体为亚临界水，筒体上部制有污水入口及氧气入口，燃烧器制有燃料入口及氧气入口，筒体底部制有液体排出口。
所述气固分离系统后设置热交换系统，所述热交换系统的蒸汽出口连接蒸汽利用设备。
所述的热交换系统后设置压力能回收系统，降压后连接气液分离系统。
本实用新型的优点和有益效果为：
本实用新型针对发酵类制药废水COD变化范围比较大的情况，将膜富集(MET)与超临界水氧化(SCWO)的结合运用，在超临界水氧化工艺的前端添加膜富集(MET：Membrane Enrich Treatment)工艺对废水进行浓缩，可使更大范围COD值的发酵类制药废水能够进行超临界水氧化处理，实现减量化、资源化、无害化，有机物去除率可达百分之九十九以上，出水色度达标；对发酵类制药废水处理过程中产生的资源、能源直接利用或回收，降低处理成本，经济效益更好。
附图说明
图1为本实用新型新型发酵类制药废水综合处理系统的结构示意图；
图2为本实用新型中的碟管式膜分离装置的结构示意图；
图3为本实用新型中的碟管式膜分离装置中的电极板的结构示意图；
图4为本实用新型中的超临界水氧化反应器的结构示意图。
附图标记说明
1-调节池、2-混凝沉淀池、3-加药系统、4-膜过滤池、5-中间水池、6-第一碟管式膜分离装置(DTNF1)、7-第二碟管式膜分离装置(DTNF2)、8-第三碟管式膜分离装置(DTNF3)、9-清水池、10-启动燃料系统、11-超临界水氧化(SCWO)反应器、12-氧气供应系统、13-气固分离系统、14-固体盐类收集设备、15-热交换系统、16-压力能回收系统、17-气液分离系统、18-富氧回用系统、19-蒸汽利用设备、20-中心拉杆、21-电源端盖、22-耐压外壳、23-浓水出口、24-产水出口、25-进水端盖、26-原水进口、27-原水通道、28-导流盘，29-碟片式膜袋、30-电极板、31-过滤通道、32-槽口、33-产水通道、34-接线柱避让孔、35-接线柱安装孔、36-筒体、37-入水口、38-狭隙、39-污水入口及氧气入口、40-燃料入口及氧气入口、41-燃烧器、42-蒸发壁、43-液体排出口。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种新型发酵类制药废水综合处理系统,由预处理单元、污水富集单元、超临界水氧化单元及能源资源利用单元构成。预处理单元、污水富集单元、超临界水氧化单元、能源资源利用单元依次连通。
预处理单元包含调节池1、加药系统3、混凝沉淀池2、膜过滤池4、中间水池5，调节池、混凝沉淀池、膜过滤池、中间水池依次连通，加药系统与混凝沉淀池连通。废水的进水依次通过调节池、混凝沉淀池、膜过滤池进入中间水池。
污水富集单元包含第一碟管式膜分离装置(DTNF1)6、第二碟管式膜分离装置(DTNF2)7、第三碟管式膜分离装置(DTNF3)8、清水池9，第一碟管式膜分离装置(DTNF1)、第三碟管式膜分离装置(DTNF3)、清水池依次连通，第一碟管式膜分离装置(DTNF1)、第二碟管式膜分离装置(DTNF2)、超临界水氧化反应器依次连通，第二碟管式膜分离装置(DTNF1)、第三碟管式膜分离装置(DTNF3)同时与中间水池连通；预处理单元中中间水池的出水口与第一碟管式膜分离装置(DTNF1)的进水口相连通，第一碟管式膜分离装置(DTNF1)的浓水出口与第二碟管式膜分离装置(DTNF2)的进水口相连通，第二碟管式膜分离装置(DTNF1)的浓水出口与超临界水氧化反应器相连通；第一碟管式膜分离装置(DTNF1)的产水口与第三碟管式膜分离装置(DTNF3)的进水口相连通，第三碟管式膜分离装置(DTNF3)的产水与清水池相连通，第三碟管式膜分离装置(DTNF1)的浓水出口和第二碟管式膜分离装置(DTNF2)的产水口均与中间水池相连通。
如图2所示，上述碟管式膜分离装置由耐压外壳22、电源端盖21、进水端盖25、导流盘28，碟片式膜袋29、电极板30及中心拉杆20构成，电源端盖、多个导流盘及进水端盖依次叠放，并在其中部采用中心拉杆穿装固定。耐压外壳密封固装于电源端盖及进水端盖外，导流盘外周与耐压外壳之间形成原水通道27，导流盘中部制有槽口32，以形成过滤通道31，导流盘中心与中心拉杆之间形成产水通道33，在相邻两导流盘之间叠装碟片式膜袋，碟片式膜袋与上下的导流盘之间不接触，形成过滤通道。在叠片式膜袋内部安装电极板。
如图3所示，电极板制有接线柱安装孔35，与接线柱安装孔相对一侧制有接线柱避让孔34，形成叉指电极的两电极板为对称放置，两相邻电极板形成叉指电极。进水端盖制有与原水通道连通的原水进口26，进水端盖还制有与过滤通道连通的浓水出口23，及与产水通道连通的产水出口24。产水出口制于下护套侧壁。
超临界水氧化单元，包含氧气供应系统12、启动燃料系统10、超临界水氧化(SCWO)反应器11、气固分离系统13、热交换系统15、压力能回收系统16、气液分离系统17、富氧回用系统18；氧气供应系统与超临界水氧化反应器的氧气入口连接，启动燃料系统与超临界水氧化(SCWO)反应器的燃料入口连通，超临界水氧化(SCWO)反应器、气固分离系统、热交换系统、压力能回收系统、气液分离系统、富氧回用系统依次连通，热交换系统的蒸汽出口连接蒸汽利用设备19，气固分离系统的固体出口连接至固体盐类收集设备14。气液分离系统同时与清水池连通。
如图4所示，超临界水氧化(SCWO)反应器，其包括筒体36、燃烧器41、蒸发壁42；所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成沿筒体轴向分布的多级环状的封闭的狭隙38，每个所述狭隙在筒体上开有入水口37，经由入水口通入的液体能够通过所述蒸发壁渗入，在蒸发壁内表面形成水膜；燃烧器自筒体顶部伸入，所述燃烧器的燃烧嘴位于筒体内，蒸发壁由多孔材料制成，所述液体为亚临界水，筒体上部制有污水入口及氧气入口39，燃烧器制有燃料入口及氧气入口40，筒体底部制有液体排出口43。
本新型发酵类制药废水综合处理系统的工作原理为：
本实施例中，设计进水COD为14400mg/L，PH为6.3；
(1)均质：发酵类制药废水进入调节池，进行均质均量调节。
(2)混凝沉淀：经过均质调节后的废水由调节池进入混凝沉淀池中，加药系统向该池中加入PAC药剂，去除大部分悬浮物和胶体物质。
(3)膜过滤：经过混凝沉淀后的废水由混凝沉淀池进入膜过滤池，去除废水中残留的悬浮物以及浊度，经过膜过滤后的水存储于中间水池。
(4)膜浓缩：中间水池中的出水进入第一碟管式膜分离装置(DTNF1)进行过滤浓缩，其浓水进入第二碟管式膜分离装置(DTNF2)进行二次过滤浓缩，经过二次过滤浓缩后的浓水进入超临界水氧化(SCWO)反应器；从第一碟管式膜分离装置(DTNF1)产水口出来的水进入第三碟管式膜分离装置(DTNF3)进行再次过滤浓缩，第三碟管式膜分离装置(DTNF3)的产水进入清水池回用；经过第三碟管式膜分离装置(DTNF3)的浓水和经过第二碟管式膜分离装置(DTNF2)的产水循环回到中间水池。
(5)超临界水氧化(SCWO)：经过膜浓缩后的浓水、氧气制备系统制备的氧气、启动燃料系统的燃料分别进入超临界水氧化反应器进行氧化反应，工作压力在25-28MPa，工作温度在400-500℃，通过超临界水氧化，生成超临界流体和无机盐。
(6)气固分离：在超临界水氧化反应器内氧化反应后的超临界流体和无机盐通过气固分离系统进行分离，无机盐以固体的形式脱除由固体盐类收集设备收集。
(7)气液分离：脱盐后的超临界流体进入热交换系统多级换热，热能转换为蒸汽进入蒸汽利用设备进行发电或供暖等；超临界流体经多极换热后，其温度在100～200℃、压力在22～35MPa，进入到压力能回收系统，释放压力并输出动能后进入气液分离系统；气液分离系统通过背压阀控制压力到5～10MPa，进行气相和液相分离，气体部分为二氧化碳和多余氧气，液体部分为水，气液分离得到的清水直接进入清水池予以利用，气体部分进入富氧回用系统。
(8)富氧回用：气液分离后的含二氧化碳、多余氧气的气体在富氧回用系统经过脱水、换热降温、精馏，得到液态CO2和富氧气体，液态CO2有收集设备收集，富氧气体收集在气体储罐内，可直接进入本系统的氧气制备系统予以利用。
Claims (7)
1.一种新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：它包括预处理单元、污水富集单元和超临界水氧化单元；其中，所述污水富集单元的入口连接所述预处理单元，污水在所述污水富集单元中进行膜过滤和膜浓缩，污水富集单元的清水出口连接一清水池；所述超临界水氧化单元包含氧气供应系统、启动燃料系统、超临界水氧化反应器、气固分离系统、气液分离系统，其中，启动燃料系统、超临界水氧化反应器、气固分离系统、气液分离系统依次连接，所述超临界水氧化反应器的污水入口连接所述污水富集单元的浓水出口，超临界水氧化反应器的氧气入口连接所述氧气供应系统，所述气液分离系统的出口连接所述清水池。
2.如权利要求1所述的一种新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：所述污水富集单元包括中间水池、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器；所述中间水池的入口连接所述预处理单元，所述第二过滤器的产水出口、所述第三过滤器的浓水出口与中间水池相连，所述中间水池的出口连接所述第一过滤器的入口用以进行膜过滤；所述第一过滤器的浓水出口连接所述第二过滤器的入口，所述第一过滤器的产水出口连接所述第三过滤器的入口，所述第三过滤器的清水出口连接所述清水池，所述第二过滤器的浓水出口连接所述超临界水氧化反应器的物料入口，实现膜浓缩。
3.如权利要求2所述的一种新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器均为碟管式膜分离装置，碟管式膜分离装置由耐压外壳、电源端盖、进水端盖、导流盘，碟片式膜袋、电极板及中心拉杆构成，电源端盖、多个导流盘及进水端盖依次叠放，并在其中部采用中心拉杆穿装固定；耐压外壳密封固装于电源端盖及进水端盖外，所述导流盘外周与耐压外壳之间形成原水通道；导流盘中部制有槽口，以形成过滤通道；导流盘中心与中心拉杆之间形成产水通道，在相邻两导流盘之间叠装碟片式膜袋，碟片式膜袋与上下的导流盘之间不接触，形成过滤通道；在叠片式膜袋内部安装电极板。
4.如权利要求1所述的一种新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：所述预处理单元包含依次连通的调节池、混凝沉淀池、膜过滤池。
5.根据权利要求1所述的新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：所述的超临界水氧化反应器包括筒体、燃烧器、蒸发壁；所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成沿筒体轴向分布的多级环状的封闭的狭隙，每个所述狭隙在筒体上开有入水口，经由入水口通入的液体能够通过所述蒸发壁渗入，在蒸发壁内表面形成水膜；燃烧器自筒体顶部伸入，所述燃烧器的燃烧嘴位于筒体内，蒸发壁由多孔材料制成，所述液体为亚临界水，筒体上部制有污水入口及氧气入口，燃烧器制有燃料入口及氧气入口，筒体底部制有液体排出口。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种新型发酵类制药废水综合处理系统,其特征在于：所述气固分离系统后设置热交换系统，所述热交换系统的蒸汽出口连接蒸汽利用设备。
7.根据权利要求1-5之一所述的一种新型发酵类制药废水综合处理系统，其特征在于：所述的热交换系统后设置压力能回收系统，降压后连接气液分离系统。
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Cited By (1)
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| CN104692580A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-10 | 内蒙古天一环境技术有限公司 | 一种新型发酵类制药废水综合处理系统及方法 |
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| CN104692580A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-10 | 内蒙古天一环境技术有限公司 | 一种新型发酵类制药废水综合处理系统及方法 |
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