CN217627764U - 连续流管道式废水催化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连续流管道式废水催化处理系统，包括废水进料单元、催化剂进料单元、换热器、加热器、氧化剂进料单元、管道反应器以及收集分离单元。其中，催化剂进料单元使催化剂加入至由废液出口导出的待处理废液中。换热器具有冷媒进口、冷媒出口、热媒进口及热媒出口，冷媒进口与废液出口相连通，以供废液与催化剂的混合液通过。加热器对由换热器导出的废液与催化剂混合液加热。管道反应器与加热器及热媒进口自连通。氧化剂进料单元具有与氧化剂进料单元连通的氧化剂出口。收集分离单元对反应后的混合废液进行分离并收集。本实用新型提供的连续流管道式废水催化处理系统可降低催化剂的使用量，且有效的适应浓度高的废水，实用性强。

Description

连续流管道式废水催化处理系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种连续流管道式废水催化处理系统。

背景技术

化工类有机废水通常具有总水量小但瞬时变化大、污染物成分杂且多变、浓度高、生物毒性大、可生化性差等特点，难以直接进行低成本的生化处理。因此通常将高级氧化法与生物法联用，以提高废水可生化性，降低生化系统的处理负荷，提高水质处理效果。常用的高级氧化法有：芬顿法、光催化氧化法、臭氧及臭氧催化氧化法、湿式氧化法等，以芬顿法为例，因其具有在常温常压下反应、反应条件温和及能耗低等特点而得到了广泛应用。

现有技术中，因芬顿法为常温常压下反应，因此催化剂加入量较多，药剂成本高的同时，处理过程中也会产生大量铁泥，后续处置费时费力。而且，双氧水(氧化剂)与污水无法进行充分接触，利用率低。因此该种方式仅能够适合成分复杂且浓度不太高的废水预处理，或其它工艺处理后的深度处理，适应性较差，实用性差。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种连续流管道式废水催化处理系统，旨在能够解决现有的通过芬顿法处理废水的方式实用性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种连续流管道式废水催化处理系统，包括根据工艺流程依次包括废水进料单元、催化剂进料单元、换热器、加热器、氧化剂进料单元、管道反应器以及收集分离单元；其中，

所述废水进料单元具有废液出口；所述催化剂进料单元具有与所述废液出口连通的催化剂出口，以使催化剂加入至由所述废液出口导出的待处理废液中；所述换热器具有冷媒进口、冷媒出口、热媒进口及热媒出口，所述冷媒进口与所述废液出口相连通，以供废液与催化剂的混合液通过；所述加热器具有加热进口和加热出口，所述加热进口与所述冷媒出口相连通，以对由所述换热器导出的废液与催化剂混合液加热；所述管道反应器具有蛇形分布的反应管道，且在所述反应管道上设有多个氧化剂进口，所述反应管道的进口与所述加热出口相连通，所述反应管道的出口与所述热媒进口相连通；所述氧化剂进料单元具有多个与所述氧化剂进口及所述反应管道进口一一对应且连通的氧化剂出口；所述收集分离单元与所述热媒出口相连通，用于对反应后的混合废液进行分离并收集。

在一种可能的实现方式中，所述废水进料单元包括废水储罐、调酸结构以及第一压力泵；所述废液出口位于所述废水储罐上；所述调酸结构设置在所述废水储罐上，用于对所述废水储罐内的废液pH进行调节；所述第一压力泵设置在所述废液出口上。

在一种可能的实现方式中，所述催化剂进料单元包括催化剂储罐以及第二压力泵；所述催化剂出口位于所述催化剂储罐上；所述第二压力泵设置在所述催化剂出口上。

在一种可能的实现方式中，所述氧化剂进料单元包括氧化剂储罐以及第三压力泵；所述氧化剂出口位于所述氧化剂储罐上；所述第三压力泵位于所述氧化剂出口上。

在一种可能的实现方式中，所述收集分离单元包括气液分离器、管道混合器、液碱储罐以及沉淀分离器；所述气液分离器的进口与所述热媒出口相连通，用于对处理后的废液混合物进行气液分离，且供气体导出；所述管道混合器的进口与所述气液分离器的出口相连通；所述液碱储罐的出口与所述管道混合器的进口相连通，用于对所述管道混合器内的废液混合物进行pH调节；所述沉淀分离器的进口与所述管道混合器的出口相连通，用于对处理后的废液进行分层排放。

一些实施例中/示例性的/举例说明，所述连续流管道式废水催化处理系统还包括安全减压阀，所述安全减压阀设置在所述热媒出口与所述气液分离器的进口之间，用于调节气压。

一些实施例中/示例性的/举例说明，所述连续流管道式废水催化处理系统还包括第一释压结构以及第二释压结构；

所述第一释压结构包括第一管路及设置在所述第一管路上的第一开闭阀门；所述第一管路的一端与所述反应管道的出口连通，另一端与所述气液分离器连通；

所述第二释压结构包括第二管路及设置在所述第二管路上的第二开闭阀门；所述第二管路的一端与所述反应管道的进口连通，另一端与所述气液分离器或所述第一管路连通。

本实现方式/申请实施例中，在废液与催化剂混合后，依次通过换热器及加热器，换热器及加热器能够待处理的混合液进行二次加热，能够提高催化剂对废液的催化效果，进而可降低催化剂的使用量。而管道反应器可保证对废液的催化氧化效果，且多个氧化剂进口的设置，可保证氧化剂进料单元导出的氧化剂能够随着废液在反应管道内的流动，同步且分点位加入至反应管道中，以增加氧化剂与反应物的接触，进而保证反应管道内废液的氧化效果，可有效的适应浓度高的废水，适应性增强，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的连续流管道式废水催化处理系统的结构示意图；

附图标记说明：

10、废水进料单元；11、废水储罐；12、第一压力泵；20、催化剂进料单元；21、催化剂储罐；22、第二压力泵；30、换热器；40、加热器；50、氧化剂进料单元；51、氧化剂储罐；52、第三压力泵；60、管道反应器；61、氧化剂进口；70、收集分离单元；71、气液分离器；72、管道混合器；73、液碱储罐；74、沉淀分离器；80、安全减压阀；90、第一释压结构；91、第二释压结构。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1，现对本实用新型提供的连续流管道式废水催化处理系统进行说明。连续流管道式废水催化处理系统，包括根据工艺流程依次包括废水进料单元10、催化剂进料单元20、换热器30、加热器40、氧化剂进料单元50、管道反应器60以及收集分离单元70。其中，废水进料单元10具有废液出口。催化剂进料单元20具有与废液出口连通的催化剂出口，以使催化剂加入至由废液出口导出的待处理废液中。换热器30具有冷媒进口、冷媒出口、热媒进口及热媒出口，冷媒进口与废液出口相连通，以供废液与催化剂的混合液通过。加热器40具有加热进口和加热出口，加热进口与冷媒出口相连通，以对由换热器30导出的废液与催化剂混合液加热。管道反应器60具有蛇形分布的反应管道，且在反应管道上设有多个氧化剂进口61，反应管道的进口与加热出口相连通，反应管道的出口与热媒进口相连通。氧化剂进料单元50具有多个与氧化剂进口61及反应管道进口一一对应且连通的氧化剂出口。收集分离单元70与热媒出口相连通，用于对反应后的混合废液进行分离并收集。

本实施例提供的连续流管道式废水催化处理系统，与现有技术相比，在废液与催化剂混合后，依次通过换热器30及加热器40，换热器30及加热器40能够待处理的混合液进行二次加热，能够提高催化剂对废液的催化效果，进而可降低催化剂的使用量。而管道反应器60可保证对废液的催化氧化效果，且多个氧化剂进口61的设置，可保证氧化剂进料单元50导出的氧化剂能够随着废液在反应管道内的流动，同步且分点位加入至反应管道中，以增加氧化剂与反应物的接触，进而保证反应管道内废液的氧化效果，可有效的适应浓度高的废水，适应性增强，实用性强。

需要进行说明的是，管道反应器60是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。管道反应器60直径可为为DN25，管长根据水量调节，多根管道连接时，根据水流方向，采用首尾连接的方式，合理布局，材质为316L、衬四氟等，该技术为现有技术，在此不再赘述。

在一些实施例中，上述废水进料单元10可以采用如图1所示结构。参见图1，废水进料单元10包括废水储罐11、调酸结构以及第一压力泵12。废液出口位于废水储罐11上。调酸结构设置在废水储罐11上，用于对废水储罐11内的废液pH进行调节。第一压力泵12设置在废液出口上。通过调节结构可将废水储罐11中的废液pH调节至3-5之间，调节结构可包括pHIC-101，以保证对pH值进行检测，然后通过第一压力泵12将废液打出。该种结构可保证提前对废液进行预处理，以保证后续废液的处理效果。

在一些实施例中，上述催化剂进料单元20可以采用如图1所示结构。参见图1，催化剂进料单元20包括催化剂储罐21以及第二压力泵22。催化剂出口位于催化剂储罐21上。第二压力泵22设置在催化剂出口上。

需要进行说明的是，因为废液进口与冷媒进口中间设有管路，因此催化剂进口可直接与管路连通，以在废液传递的过程中直接加入至管路中，以与废液混合。另外，催化剂为含有二价铁离子、二价锰离子的无机盐。

在一些实施例中，上述氧化剂进料单元50可以采用如图1所示结构。参见图1，氧化剂进料单元50包括氧化剂储罐51以及第三压力泵52。氧化剂出口位于氧化剂储罐51上。第三压力泵52位于氧化剂出口上。氧化剂储罐51可保证对氧化剂的添加，进而保证废液的处理效果。

在本实施例中，废水的化学需氧量为20000-50000mg/L，氧化剂可采用双氧水及过硫化钾。

在一些实施例中，上述换热器30可以采用如图1所示结构。参见图1，换热器30为管板式换热器30，其具有传热系数高，重量轻，占地面积小等特点，在此可保证对余热的回收利用。

加热器40为电加热器40，并且设置了温度测量结构，例TIC-101，加热器40加热后混合液的温度为80-150℃之间。

在一些实施例中，上述收集分离单元70可以采用如图1所示结构。参见图1，收集分离单元70包括气液分离器71、管道混合器72、液碱储罐73以及沉淀分离器74。气液分离器71的进口与热媒出口相连通，用于对处理后的废液混合物进行气液分离，且供气体导出。管道混合器72的进口与气液分离器71的出口相连通。液碱储罐73的出口与管道混合器72的进口相连通，用于对管道混合器72内的废液混合物进行pH调节。沉淀分离器74的进口与管道混合器72的出口相连通，用于对处理后的废液进行分层排放。

废液、催化剂及氧化剂的混合液进入管道反应器60中，催化剂、氧化剂和废水迅速混合均匀，发生降解反应。反应过程中有不凝气体产生，气液分离器71可保证对气体进行排出。气液分离器71的出气口可与外设的废气收集装置连通。

废液混合物管道混合器72中，与液碱储罐73输送来的碱液在管道混合器72中与废液混合物混合，调节pH值为中性，之后进入到沉淀分离器74中，使用带有控制功能的在线pHIC-102监测，保证pH稳定。废液混合物经过加碱调节pH值至中性后，会生成不溶物，因此先在沉淀分离器74中沉降分离，上清液排放，根据情况进入到下一步外接的生化单元中或者达标排放。底部污泥脱水后进入下一处理工序，污泥脱水。

在一些实施例中，参见图1，连续流管道式废水催化处理系统还包括安全减压阀80，安全减压阀80设置在热媒出口与气液分离器71的进口之间，用于调节气压。因为反应过程中有不凝气体产生，导致反应系统管道中的压力升高，超过安全减压阀80设定压力后，安全减压阀80自动起跳排出。

在一些实施例中，参见图1，连续流管道式废水催化处理系统还包括第一释压结构90以及第二释压结构91。第一释压结构90包括第一管路及设置在第一管路上的第一开闭阀门。第一管路的一端与反应管道的出口连通，另一端与气液分离器71连通。第二释压结构91包括第二管路及设置在第二管路上的第二开闭阀门。第二管路的一端与反应管道的进口连通，另一端与气液分离器71或第一管路连通。因为反应过程中有不凝气体产生，导致反应系统管道中的压力升高，此时可通过对第一开闭阀门和第二开闭阀门使反应管道的进口与出口均与气液分离器71连通，以对反应管道内的压强进行调节，保证反应的安全性。

另外，需要对本实用新型进行说明的是，本实用新型提供的连续流管道式废水催化处理系统正好切合了化工类高浓度、难降解废水的处理需求。其实现废水有机物降解的基本原理是羟基自由基参与的氧化反应，催化的目的是为效率更高、速度更快地产生羟基自由基，由于羟基自由基的强氧化性(氧化性仅次于氟)，可实现废水中有机物无差别降解，因而能较好适应污染物成分复杂多变的状况。与常规芬顿法相比，由于反应温度的提高，加速了自由基产生的速度与效率及，提高了其与有机废水反应速度(温度每升高10℃，反应速率约提高一倍)，缩短了反应时间，减小了反应系统规模，节省占地面积，同时也提高了氧化剂、催化剂的利用效率，大大降低了反应后续物化污泥产量，降低了用户接受难度。与湿式氧化法相比，虽然反应时间也有所延长，但反应温度的下降，使其可以利用搪瓷(≤180℃)、衬氟(≤200℃)等非金属衬里防腐手段，扩大了设备选材范围，避免使用价格昂贵的合金材料，降低了系统的投资成本，同时压力、温度的降低也提高了的系统安全性。另外，结合废热回收装置(换热器30)，实现高浓废水的安全、可控、经济处理。管道式反应器由于返混小，与釜式反应器相比，实现相同的转化率，所需反应器体积小(对于一级反应，高转化率时所需釜式反应器体积是管式反应器的数倍到数十倍)，同时由于长径比大，同等反应器体积所需的直径小，无缝管类耐压程度高，安全系数大，从本质上提高了工艺的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，根据工艺流程依次包括废水进料单元、催化剂进料单元、换热器、加热器、氧化剂进料单元、管道反应器以及收集分离单元；其中，

所述废水进料单元具有废液出口；所述催化剂进料单元具有与所述废液出口连通的催化剂出口，以使催化剂加入至由所述废液出口导出的待处理废液中；所述换热器具有冷媒进口、冷媒出口、热媒进口及热媒出口，所述冷媒进口与所述废液出口相连通，以供废液与催化剂的混合液通过；所述加热器具有加热进口和加热出口，所述加热进口与所述冷媒出口相连通，以对由所述换热器导出的废液与催化剂混合液加热；所述管道反应器具有蛇形分布的反应管道，且在所述反应管道上设有多个氧化剂进口，所述反应管道的进口与所述加热出口相连通，所述反应管道的出口与所述热媒进口相连通；所述氧化剂进料单元具有多个与所述氧化剂进口及所述反应管道进口一一对应且连通的氧化剂出口；所述收集分离单元与所述热媒出口相连通，用于对反应后的混合废液进行分离并收集。

2.如权利要求1所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述废水进料单元包括废水储罐、调酸结构以及第一压力泵；所述废液出口位于所述废水储罐上；所述调酸结构设置在所述废水储罐上，用于对所述废水储罐内的废液pH进行调节；所述第一压力泵设置在所述废液出口上。

3.如权利要求2所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述催化剂进料单元包括催化剂储罐以及第二压力泵；所述催化剂出口位于所述催化剂储罐上；所述第二压力泵设置在所述催化剂出口上。

4.如权利要求3所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述氧化剂进料单元包括氧化剂储罐以及第三压力泵；所述氧化剂出口位于所述氧化剂储罐上；所述第三压力泵位于所述氧化剂出口上。

5.如权利要求1所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述换热器为管板式换热器。

6.如权利要求1所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述收集分离单元包括气液分离器、管道混合器、液碱储罐以及沉淀分离器；所述气液分离器的进口与所述热媒出口相连通，用于对处理后的废液混合物进行气液分离，且供气体导出；所述管道混合器的进口与所述气液分离器的出口相连通；所述液碱储罐的出口与所述管道混合器的进口相连通，用于对所述管道混合器内的废液混合物进行pH调节；所述沉淀分离器的进口与所述管道混合器的出口相连通，用于对处理后的废液进行分层排放。

7.如权利要求6所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述连续流管道式废水催化处理系统还包括安全减压阀，所述安全减压阀设置在所述热媒出口与所述气液分离器的进口之间，用于调节气压。

8.如权利要求6所述的连续流管道式废水催化处理系统，其特征在于，所述连续流管道式废水催化处理系统还包括第一释压结构以及第二释压结构；

所述第一释压结构包括第一管路及设置在所述第一管路上的第一开闭阀门；所述第一管路的一端与所述反应管道的出口连通，另一端与所述气液分离器连通；

所述第二释压结构包括第二管路及设置在所述第二管路上的第二开闭阀门；所述第二管路的一端与所述反应管道的进口连通，另一端与所述气液分离器或所述第一管路连通。

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