CN212362047U - 一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，包括焚烧系统、水洗塔、蒸发器、氨洗塔和MVR蒸发结晶器，含磷硫高浓度有机废水送入焚烧系统中焚烧，焚烧尾气再和清水在水洗塔内逆向接触吸收，水洗塔排出的清水吸收液送入蒸发器内蒸发浓缩制得磷酸。水洗塔顶部出气口排出的水洗尾气再和氨水在氨洗塔内逆向接触吸收，氨洗塔顶部出气口排出的氨洗尾气送入尾气处理系统，氨洗塔底部出液口排出的氨水吸收液输送至MVR蒸发结晶器中进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品。通过采用本申请的装置可以有效处理含磷硫高浓度有机废水，可以实现废水中磷硫的资源化，增加经济效益。

Description

一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置。

背景技术

农药、化工等行业在生产过程中会排放大量高浓度的有机废水，其中一类含有高浓度的有机磷和硫，这类废水具有高COD、高氮磷、高硫的特点，且具有生物毒性，是难以处理的废水。如果不经处理，直接排放到环境中，会对环境造成极大的危害，损害人体健康，对人类和社会的可持续发展造成巨大威胁。

含磷硫的高浓度有机废水处理的工艺有物理法、化学法和生物法以及上述方法的组合应用。物理法包括吸附、絮凝和沉降，一般作为预处理手段，降低废水处理难度。化学法是利用氧化性物质将有机磷和硫氧化成无机磷和硫，即磷酸根和硫酸根，再加以去除。化学法处理范围广、处理效率高，但是存在处理成本高、反应条件要求苛刻、易产生二次污染的缺点。生物法是利用微生物进行一系列的生理生化反应，将有机磷和硫大分子降解成无毒或低毒的小分子，主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理。微生物具有适应性强、处理范围广、处理成本低、无二次污染等优点，但微生物对环境敏感，难以处理高浓度有机废水。

综上所述，现有的含磷硫的高浓度有机废水处理工艺或多或少都存在一定缺陷，且很难实现磷和硫的回收利用。因此，本领域迫切需要提供一种既可以高效、低成本处理含磷硫的高浓度有机废水，又可以实现废水中磷和硫资源化的处理工艺和装置。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的第一个目的在于提供一种含磷硫高浓度有机废水处理装置，该装置能克服之前方法的缺点，同时具有适应性强、处理效率高、环境污染小的优点；本实用新型的第二个目的在于可以实现废水中磷硫的资源化，具有良好的经济效益。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于包括焚烧系统、水洗塔、蒸发器、氨洗塔和MVR蒸发结晶器，含磷硫高浓度有机废水送入焚烧系统中在高温下燃烧，焚烧尾气从水洗塔下部的进气口通入塔内，同时水洗塔上部的进液口通入清水，清水与焚烧尾气逆向接触进行吸收，水洗塔底部出液口排出的清水吸收液通过管道送入蒸发器内进行蒸发浓缩制得磷酸产品；水洗塔顶部出气口排出的水洗尾气从氨洗塔下部的进气口通入塔内，同时氨洗塔上部的进液口通入氨水，氨水与水洗尾气逆向接触进行吸收，氨洗塔底部出液口排出的氨水吸收液输送至MVR蒸发结晶器中进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于所述焚烧系统包括依次管路连接的焚烧炉和余热回收装置，所述焚烧炉内设置有焚烧炉喷嘴，含磷硫高浓度有机废水经焚烧炉喷嘴向焚烧炉内喷雾并在高温下燃烧，焚烧尾气通过余热回收装置后实现降温处理，降温后的焚烧尾气再通入水洗塔内进行水洗。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于所述焚烧炉上还设有空气管和辅助燃料管，以分别向焚烧炉内通入空气和辅助燃料，在焚烧炉内燃烧形成高温环境。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于水洗塔塔底还设置有水洗塔循环泵，水洗塔上端内部设有用于向下喷淋清水的第一喷淋器；所述水洗塔底部出液口分为两路，一路通过管道与蒸发器连接，将部分清水吸收液通过管道送入蒸发器内进行蒸发浓缩制得磷酸产品；另一路通过水洗塔循环泵与水洗塔上端内部的第一喷淋器由管路连接，以实现清水对焚烧尾气的循环淋洗吸收；所述水洗塔还通接有用于补入新鲜清水的清水进水管。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于还包括冷凝器，蒸发器蒸出的气体经冷凝器冷凝后，通入到氨洗塔内。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于氨洗塔塔底还设置有氨洗塔循环泵，氨洗塔上端内部设有用于向下喷淋氨水的第二喷淋器；所述氨洗塔底部出液口分为两路，一路通过管道与MVR蒸发结晶器连接，将部分氨水吸收液通过管道送入MVR蒸发结晶器内进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品；另一路通过氨洗塔循环泵与氨洗塔上端内部的第二喷淋器由管路连接，以实现氨水对水洗尾气的循环淋洗吸收；所述氨洗塔还通接有用于补入新鲜氨水的氨水进水管。

所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于所述氨洗塔下部进气口还通接有空气进气管，以向氨洗塔内通入空气进行氧化反应。

采用上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

(1)本实用新型的装置能够利用焚烧法在高温下，对有机磷和硫废水进行深度氧化，彻底破坏有机磷和有机硫分子中的C-P键、N-P键、C-S键等，使难降解、具生物毒性的有机磷和硫彻底氧化成无机磷（P₂O₅）和无机硫（SO₂/SO₃），磷和硫的去除率可高达99.9%，处理效果好，适应性强，适用范围广。其中的无机磷（P₂O₅）可溶于水中并反应生成磷酸成分，从而P元素最终以磷酸的形态进行回收。

(2)本申请的装置能够实现有机磷和硫废水无害化处理的目的，废水可达标排放，且处理过程密闭化，不会产生二次污染。废水中的磷和硫制成了磷酸和硫酸铵肥料，实现了资源化，具有一定的经济效益。

(3)本申请的装置占地面积小，容易实现工业化生产。

附图说明

图1为本申请含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置的结构示意图；

图1中：E01-焚烧系统，E02-焚烧炉，E03-余热回收装置，E04-水洗塔，E05-水洗塔循环泵，E06-氨洗塔，E07-氨洗塔循环泵，E08-蒸发器，E09-冷凝器，E10-MVR蒸发结晶器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1

一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，包括焚烧系统E01、水洗塔E04、蒸发器E08、氨洗塔E06、冷凝器E09和MVR蒸发结晶器E10。

所述焚烧系统E01包括依次管路连接的焚烧炉E02和余热回收装置E03，所述焚烧炉E02内设置有焚烧炉喷嘴，含磷硫高浓度有机废水经焚烧炉喷嘴向焚烧炉E02内喷雾并在高温下燃烧，焚烧尾气通过余热回收装置E03后实现降温处理，降温后的焚烧尾气再通入水洗塔E04内进行水洗。

所述焚烧炉E02上还设有空气管和辅助燃料管，以分别向焚烧炉E02内通入空气和辅助燃料，在焚烧炉E02内燃烧形成高温环境。其中向焚烧炉E02内通入的辅助燃料可以是天然气或生物柴油，辅助燃料与空气在焚烧炉E02内燃烧形成高温环境，有利于含磷硫高浓度有机废水以喷雾进料的方式在焚烧炉E02内高温燃烧。

空气和辅助燃料通入到焚烧炉E02内进行燃烧形成稳定的高温环境后，通过焚烧炉喷嘴向焚烧炉E02内喷入雾化的废水，废水燃烧进行深度氧化后形成焚烧尾气，焚烧尾气通过余热回收装置E03实现降温，降温处理后的焚烧尾气从水洗塔E04下部的进气口通入塔内，同时水洗塔上部的进液口通入清水，清水与焚烧尾气逆向接触进行吸收，水洗塔E04底部出液口排出的清水吸收液通过管道送入蒸发器E08内进行蒸发浓缩制得磷酸产品。

其中为增强清水对焚烧尾气的吸收效果，水洗塔E04塔底还设置有水洗塔循环泵E05，水洗塔E04上端内部设有用于向下喷淋清水的第一喷淋器；所述水洗塔E04底部出液口分为两路，一路通过管道与蒸发器E08连接，将部分水吸收液通过管道送入蒸发器E08内进行蒸发浓缩制得磷酸产品；另一路通过水洗塔循环泵E05与水洗塔E04上端内部的第一喷淋器由管路连接，以实现清水对焚烧尾气的循环淋洗吸收；所述水洗塔E04还通接有用于补入新鲜清水的清水进水管。

蒸发器E08蒸出的气体中含有硫氧化合物（SO₂/SO₃），为对硫氧化合物（SO₂/SO₃）进行回收利用，将蒸发器E08蒸出的气体经冷凝器E09冷凝后，通入到氨洗塔E06内进行氨洗吸收。

水洗塔E04顶部出气口排出的水洗尾气从氨洗塔E06下部的进气口通入塔内，同时氨洗塔E06上部的进液口通入氨水，氨水与水洗尾气逆向接触进行吸收，氨洗塔E06顶部出气口排出的氨洗尾气送入尾气处理系统，进行常规的尾气处理。氨洗塔E06底部出液口排出的氨水吸收液输送至MVR蒸发结晶器E10中进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品，且MVR蒸发结晶器蒸出的气相经冷凝后送入污水处理系统，进行常规的污水处理。

其中为增强氨水对焚烧尾气的吸收效果，氨洗塔E06塔底还设置有氨洗塔循环泵E07，氨洗塔E06上端内部设有用于向下喷淋氨水的第二喷淋器；所述氨洗塔E06底部出液口分为两路，一路通过管道与MVR蒸发结晶器E10连接，将部分氨水吸收液通过管道送入MVR蒸发结晶器E10内进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品；另一路通过氨洗塔循环泵E07与氨洗塔E06上端内部的第二喷淋器由管路连接，以实现氨水对水洗尾气的循环淋洗吸收；所述氨洗塔E06还通接有用于补入新鲜氨水的氨水进水管。

由于水洗尾气中的硫氧化合物可能含有SO₂成分，SO₂成分溶于碱性的氨水中形成亚硫酸根离子，本申请在氨洗塔E06下部进气口还通接有空气进气管，以向氨洗塔E06内通入空气进行氧化反应，将亚硫酸根离子氧化成硫酸根。

本申请装置的工作原理是：

含磷硫高浓度有机废水在焚烧系统E01中高温焚烧（如900℃下），其中的有机磷和硫彻底氧化成无机磷（P₂O₅）和无机硫（SO₂/SO₃，以SO₂为主，少量SO₃），焚烧尾气经降温处理后（如降温至200℃以下）通入到水洗塔E04内进行吸收，其中的无机磷（P₂O₅）溶于水中并反应生成磷酸成分。焚烧尾气中的无机硫（SO₂/SO₃）成分，少量溶于清水中，大部分随焚烧尾气从水洗塔顶部出气口排出，水洗后的焚烧尾气再通入到氨洗塔E06内进行氨洗处理。

水洗塔E04塔底的部分水吸收液通过管道送入蒸发器E08内进行蒸发浓缩制得磷酸产品，水吸收液中的无机硫（SO₂/SO₃）成分随水分一并被蒸出，将蒸发器E08蒸出的气体经冷凝器E09冷凝后通入到氨洗塔E06内进行氨洗。

在氨洗塔E06内，无机硫（SO₂/SO₃）成分溶于碱性的氨水形成亚硫酸根离子/硫酸根离子，并向氨洗塔E06内通入空气进行氧化反应。其中氨洗塔顶部出气口排出的氨洗尾气中基本不含有机物，送入尾气处理系统进行常规处理即可（例如氨洗尾气中可能携带少量氨气，通过活性炭等进行吸附脱氨处理即可）。若初始的含磷硫高浓度有机废水中含有N元素，则氨洗塔顶部出气口排出的氨洗尾气中可能含有氮氧化物，进行常规的氮氧化物尾气处理即可。

MVR蒸发结晶器蒸出的气相经冷凝后，其中的COD值很低且基本不含盐分，送入污水处理系统进行常规处理即可（例如MVR蒸发结晶器蒸出的气相可能携带少量氨气，进行常规的蒸氨处理即可）。

通过上述工艺步骤，废水中的有机磷和有机硫分别制成了磷酸和硫酸铵肥料，整个工艺过程废水中的P元素和S元素的回收率均能达到99.9%以上。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (7)

1.一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于包括焚烧系统（E01）、水洗塔（E04）、蒸发器（E08）、氨洗塔（E06）和MVR蒸发结晶器（E10），含磷硫高浓度有机废水送入焚烧系统（E01）中在高温下燃烧，焚烧尾气从水洗塔（E04）下部的进气口通入塔内，同时水洗塔（E04）上部的进液口通入清水，清水与焚烧尾气逆向接触进行吸收，水洗塔（E04）底部出液口排出的清水吸收液通过管道送入蒸发器（E08）内进行蒸发浓缩制得磷酸产品；

水洗塔（E04）顶部出气口排出的水洗尾气从氨洗塔（E06）下部的进气口通入塔内，同时氨洗塔（E06）上部的进液口通入氨水，氨水与水洗尾气逆向接触进行吸收，氨洗塔（E06）底部出液口排出的氨水吸收液输送至MVR蒸发结晶器（E10）中进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品。

2.如权利要求1所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于所述焚烧系统（E01）包括依次管路连接的焚烧炉（E02）和余热回收装置（E03），所述焚烧炉（E02）内设置有焚烧炉喷嘴，含磷硫高浓度有机废水经焚烧炉喷嘴向焚烧炉（E02）内喷雾并在高温下燃烧，焚烧尾气通过余热回收装置（E03）后实现降温处理，降温后的焚烧尾气再通入水洗塔（E04）内进行水洗。

3.如权利要求2所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于所述焚烧炉（E02）上还设有空气管和辅助燃料管，以分别向焚烧炉（E02）内通入空气和辅助燃料，在焚烧炉（E02）内燃烧形成高温环境。

4.如权利要求1所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于水洗塔（E04）塔底还设置有水洗塔循环泵（E05），水洗塔（E04）上端内部设有用于向下喷淋清水的第一喷淋器；所述水洗塔（E04）底部出液口分为两路，一路通过管道与蒸发器（E08）连接，将部分清水吸收液通过管道送入蒸发器（E08）内进行蒸发浓缩制得磷酸产品；另一路通过水洗塔循环泵（E05）与水洗塔（E04）上端内部的第一喷淋器由管路连接，以实现清水对焚烧尾气的循环淋洗吸收；所述水洗塔（E04）还通接有用于补入新鲜清水的清水进水管。

5.如权利要求4所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于还包括冷凝器（E09），蒸发器（E08）蒸出的气体经冷凝器（E09）冷凝后，通入到氨洗塔（E06）内。

6.如权利要求1所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于氨洗塔（E06）塔底还设置有氨洗塔循环泵（E07），氨洗塔（E06）上端内部设有用于向下喷淋氨水的第二喷淋器；所述氨洗塔（E06）底部出液口分为两路，一路通过管道与MVR蒸发结晶器（E10）连接，将部分氨水吸收液通过管道送入MVR蒸发结晶器（E10）内进行液体蒸发结晶处理制得硫酸铵产品；另一路通过氨洗塔循环泵（E07）与氨洗塔（E06）上端内部的第二喷淋器由管路连接，以实现氨水对水洗尾气的循环淋洗吸收；所述氨洗塔（E06）还通接有用于补入新鲜氨水的氨水进水管。

7.如权利要求1所述的一种含磷硫高浓度有机废水资源化处理装置，其特征在于所述氨洗塔（E06）下部进气口还通接有空气进气管，以向氨洗塔（E06）内通入空气进行氧化反应。

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