本發(fā)明屬于工業(yè)廢水焚燒處理領(lǐng)域，涉及一種含鹽高濃度有機(jī)廢水處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，醫(yī)藥、紡織、食品加工、石油等行業(yè)排放了大量的廢水，難降解的高濃度有機(jī)廢液占據(jù)了很大一部分。含鹽高濃度有機(jī)廢水屬于極難處理的廢水。其中一些有機(jī)物和金屬元素在水體、土壤等自然環(huán)境中積累下來，對環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
目前，生物法是工業(yè)廢水處理的常用方法，但其在處理含鹽高濃度有機(jī)廢水時效果不理想。焚燒法是一種簡單高效的化學(xué)處理方法。高濃度有機(jī)廢液中的大分子有機(jī)物在高溫下會氧化分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、氮氧化物等小分子物質(zhì)，從而達(dá)到無害排放目的。
常見廢水焚燒裝置主要有三種：液體噴射爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和流化床焚燒爐。這些焚燒爐的燃燒室大多由耐火材料砌成，對有機(jī)廢水的鹽分、pH要求較高，否則在焚燒過程中會產(chǎn)生低熔點共晶體，導(dǎo)致爐膛結(jié)焦、結(jié)渣以及造成爐膛酸堿腐蝕，嚴(yán)重影響焚燒爐使用壽命。
因此需要一種新的含鹽高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)和工藝，能夠?qū)}高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行有效處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有焚燒技術(shù)在焚燒處理含鹽高濃度有機(jī)廢水中存在的問題，本發(fā)明提供了一種含鹽高濃度有機(jī)廢水處理裝置及方法，用于處理含鹽高濃度有機(jī)廢水。該工藝集蒸發(fā)除鹽、噴射焚燒、廢液濃縮、煙氣處理等于一體，能有效分離無機(jī)鹽、徹底降解有機(jī)物。
一種含鹽高濃度有機(jī)廢水處理裝置，該裝置包括燃燒室、蒸發(fā)器、氣液分離器、第一冷凝器、抽氣泵、出料泵、集液槽、煙氣管道、濃縮室、水箱、第二冷凝器、反應(yīng)器、廢液泵；所述燃燒室與蒸發(fā)器相連，蒸發(fā)器分別與氣液分離器和煙氣管道連接，且煙氣管道位于濃縮室中，所述氣液分離器一邊通過出料泵與集液槽連接，另一邊與第一冷凝器連接，所述第一冷凝器一邊通過抽氣泵與燃燒室連接，另一邊與濃縮室連接，濃縮室分別連接廢液泵和第二冷凝器，所述廢液泵連接燃燒室，所述第二冷凝器分別連接反應(yīng)器和水箱。
優(yōu)選地，所述煙氣管道為L型，L型的橫向段上設(shè)有多個開孔，出口在濃縮室的廢液液面下方。
一種含鹽高濃度有機(jī)廢水處理方法，包括以下步驟：
1)燃料和空氣在燃燒室中混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蒸發(fā)器中，加熱蒸發(fā)器中的廢水，蒸發(fā)產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器中；
2)從氣液分離器中分離出來的濃縮液，含有高濃度的鹽，通過出料泵，送入集液槽中；
3)從氣液分離器出來的蒸氣，經(jīng)過第一冷凝器冷凝后，冷凝下來的液體送入濃縮室中；未凝結(jié)的氣體通過抽氣泵送入燃燒室中；
4)高溫?zé)煔馔ㄟ^蒸發(fā)器換熱后，進(jìn)入煙氣管道，然后通過煙氣管道上的開孔進(jìn)入濃縮室中，煙氣與廢液進(jìn)行高效換熱，并蒸發(fā)濃縮廢液；
5)廢液在濃縮室中經(jīng)蒸發(fā)后，濃縮液通過廢液泵的抽取，噴射進(jìn)入燃燒室，廢液中的有機(jī)物在燃燒室中徹底完成分解；
6)煙氣經(jīng)換熱和水洗后，進(jìn)入第二冷凝器，除去水蒸氣后再進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器中的Ca(OH)2與煙氣中酸性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫除掉酸性物質(zhì)。
所述酸性物質(zhì)為二氧化硫、氯化氫。
優(yōu)選地，所述燃燒室的內(nèi)爐膛與外壁間的夾層用來加熱空氣，加熱的空氣作為燃燒風(fēng)進(jìn)入燃燒室，可以充分利用熱量。
本發(fā)明含鹽高濃度有機(jī)廢水系統(tǒng)及工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：
(1)含鹽高濃度有機(jī)廢水在蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，進(jìn)行脫鹽處理，使得廢液在焚燒前將無機(jī)鹽與水、有機(jī)物分離，在源頭上減少了無機(jī)鹽在爐膛設(shè)備上的沉積和附著，提高了設(shè)備的使用壽命。
(2)本系統(tǒng)充分利用了煙氣焚燒產(chǎn)生的熱量，先通過蒸發(fā)器對含鹽高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行加熱蒸發(fā)，再經(jīng)過煙氣管道通入濃縮室，對脫鹽后的有機(jī)廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并將濃縮后的高濃度有機(jī)廢水作為燃料噴射進(jìn)入燃燒室進(jìn)行焚燒，也充分利用了高濃度有機(jī)廢水本身的熱值，大大降低了工藝過程中的能源消耗。
(3)采用煙氣直接通入廢液中的方式對廢液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，具有以下的優(yōu)勢：①換熱效率高，煙氣直接與廢液進(jìn)行換熱，換熱效率高達(dá)95％以上。②煙氣中的CO2、O2、N2等氣體與水蒸氣一起組成尾氣，水蒸氣的分壓小于大氣壓力0.101MPa，從而水蒸發(fā)的沸點降低，在80～90℃即可氣化，實現(xiàn)了減壓蒸發(fā)的效果。在較低溫度下加快了濃縮過程，顯著降低了濃縮過程的能耗。③煙氣直接通入廢液中進(jìn)行換熱，此過程對煙氣進(jìn)行了水洗，煙氣溫度的迅速下降，也避免危廢處理過程中二噁英的產(chǎn)生。
(4)本發(fā)明系統(tǒng)及工藝集除鹽、噴射焚燒、廢液濃縮、煙氣處理等于一體，對于極難處理的苯環(huán)類、雜環(huán)類等各類含鹽高濃度有機(jī)廢水具有很好的處理效果，工藝簡單，處理效率高，成本低。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種含鹽高濃度有機(jī)廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記說明：燃燒室1、蒸發(fā)器2、氣液分離器3、第一冷凝器4、抽氣泵5、出料泵6、集液槽7、煙氣管道8、濃縮室9、水箱10、第二冷凝器11、反應(yīng)器12、廢液泵13。
具體實施方式
下面參照附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實施方式。
實施例1
本實驗中的含鹽高濃度有機(jī)廢水取自某環(huán)保公司。
如圖1所示，該含鹽高濃度有機(jī)廢水處理裝置包括燃燒室1、蒸發(fā)器2、氣液分離器3、第一冷凝器4、抽氣泵5、出料泵6、集液槽7、煙氣管道8、濃縮室9、水箱10、第二冷凝器11、反應(yīng)器12、廢液泵13；所述燃燒室1與蒸發(fā)器2相連，蒸發(fā)器2分別與氣液分離器3和煙氣管道8連接，且煙氣管道8位于濃縮室9中，所述氣液分離器3一邊通過出料泵6與集液槽7連接，另一邊與第一冷凝器4連接，所述第一冷凝器4一邊通過抽氣泵5與燃燒室1連接，另一邊與濃縮室9連接，濃縮室9分別連接廢液泵13和第二冷凝器11，所述廢液泵13連接燃燒室1，所述第二冷凝器11分別連接反應(yīng)器12和水箱10。
讓含鹽高濃度有機(jī)廢水進(jìn)入蒸發(fā)器2,空氣與燃料充分混合后噴入燃燒室1中燃燒，燃燒室1燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔廨斎胝舭l(fā)器2，與含鹽高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行換熱。含鹽高濃度有機(jī)廢水以降膜方式蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器3內(nèi)分離，分離后的濃縮液經(jīng)出料泵6送入集液槽7中。此過程使含鹽高濃度苯酚廢水中的鹽分離出來，在集液槽7中收集到濃縮液中分離出來的鹽。
從氣液分離器3中分離出來的蒸氣從頂部輸出進(jìn)入第一冷凝器4中，其中有機(jī)物與鹽分離，隨著蒸氣一起出來，進(jìn)入到第一冷凝器4中。一部分蒸氣在第一冷凝器4中冷凝，送入濃縮室9；還有一部分未凝結(jié)氣體，氣體中含有揮發(fā)的有機(jī)物，經(jīng)過抽氣泵5，與空氣一同送入燃燒室1。
高溫?zé)煔庠谡舭l(fā)器2中進(jìn)行換熱后，通過煙氣管道8進(jìn)入濃縮室9，煙氣管道8呈“L”型，“L”型的橫向段上設(shè)有多個排氣孔，煙氣管道8出口在廢液液面下方。濃縮室9的出口處設(shè)有除霧裝置，大部分液滴被阻擋下來。
濃縮室9中的濃縮廢液，只含有高濃度有機(jī)物，通過廢液泵13送入燃燒室1中進(jìn)行焚燒。濃縮廢液中含有的高濃度有機(jī)物，具有一定的熱值，在焚燒時可減少燃料的用量?？諝馀c燃料充分混合后噴入燃燒室1中燃燒，燃燒室1中的燃燒溫度保持在1000℃，廢液的停留時間保持在2s，期間通入少量的二次風(fēng)，有利于燃燒室1的爐膛中燃燒的更加充分，廢液徹底焚燒分解成H2O和CO2。
從濃縮室9出來的煙氣，主要成分是水蒸氣、CO2、O2、N2，還有少量硫化物和氮氧化物。另外，一些小分子的有機(jī)物可能隨著水蒸氣一起排出。從濃縮室9出來的煙氣通入冷凝器11中；冷凝器11中冷凝下來的水流入水箱10中。水箱10中收集的冷凝水含有很少濃度的有機(jī)物。
煙氣經(jīng)過冷凝器11后進(jìn)入反應(yīng)器10，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫除二氧化硫、氯化氫等酸性物質(zhì)，然后從出口排出。
使用本裝置處理高濃度有機(jī)廢水，廢水初始COD值36800mg/L，長期運行未發(fā)現(xiàn)爐膛結(jié)焦、結(jié)渣及腐蝕。經(jīng)處理后，收集尾氣中冷凝下來的液體，COD值為1350mg/L，有機(jī)物去除率達(dá)到96.3％。
實施例2
本實驗中的含鹽高濃度有機(jī)廢水取自某環(huán)保公司。
如圖1所示，該含鹽高濃度有機(jī)廢水處理裝置包括燃燒室1、蒸發(fā)器2、氣液分離器3、第一冷凝器4、抽氣泵5、出料泵6、集液槽7、煙氣管道8、濃縮室9、水箱10、第二冷凝器11、反應(yīng)器12、廢液泵13；所述燃燒室1與蒸發(fā)器2相連，蒸發(fā)器2分別與氣液分離器3和煙氣管道8連接，且煙氣管道8位于濃縮室9中，所述氣液分離器3一邊通過出料泵6與集液槽7連接，另一邊與第一冷凝器4連接，所述第一冷凝器4一邊通過抽氣泵5與燃燒室1連接，另一邊與濃縮室9連接，濃縮室9分別連接廢液泵13和第二冷凝器11，所述廢液泵13連接燃燒室1，所述第二冷凝器11分別連接反應(yīng)器12和水箱10。
讓含鹽高濃度有機(jī)廢水進(jìn)入蒸發(fā)器2,空氣與燃料充分混合后噴入燃燒室1中燃燒，燃燒室1燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔廨斎胝舭l(fā)器2，與含鹽高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行換熱。含鹽高濃度有機(jī)廢水以降膜方式蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器3內(nèi)分離，分離后的濃縮液經(jīng)出料泵6送入集液槽7中。此過程使含鹽高濃度苯酚廢水中的鹽分離出來，在集液槽7中收集到濃縮液中分離出來的鹽。
從氣液分離器3中分離出來的蒸氣從頂部輸出進(jìn)入第一冷凝器4中，其中有機(jī)物與鹽分離，隨著蒸氣一起出來，進(jìn)入到第一冷凝器4中。一部分蒸氣在第一冷凝器4中冷凝，送入濃縮室9；還有一部分未凝結(jié)氣體，氣體中含有揮發(fā)的有機(jī)物，經(jīng)過抽氣泵5，與空氣一同送入燃燒室1。
高溫?zé)煔庠谡舭l(fā)器2中進(jìn)行換熱后，通過煙氣管道8進(jìn)入濃縮室9，煙氣管道8呈“L”型，“L”型的橫向段上設(shè)有多個排氣孔，煙氣管道8出口在廢液液面下方。濃縮室9的出口處設(shè)有除霧裝置，大部分液滴被阻擋下來。
濃縮室9中的濃縮廢液，只含有高濃度有機(jī)物，通過廢液泵13送入燃燒室1中進(jìn)行焚燒。濃縮廢液中含有的高濃度有機(jī)物，具有一定的熱值，在焚燒時可減少燃料的用量?？諝馀c燃料充分混合后噴入燃燒室1中燃燒，燃燒室1中的燃燒溫度保持在800℃，廢液的停留時間保持在2.3s，期間通入少量的二次風(fēng)，有利于燃燒室1的爐膛中燃燒的更加充分，廢液徹底焚燒分解成H2O和CO2。
從濃縮室9出來的煙氣，主要成分是水蒸氣、CO2、O2、N2，還有少量硫化物和氮氧化物。另外，一些小分子的有機(jī)物可能隨著水蒸氣一起排出。從濃縮室9出來的煙氣通入冷凝器11中；冷凝器11中冷凝下來的水流入水箱10中。水箱10中收集的冷凝水含有很少濃度的有機(jī)物。
煙氣經(jīng)過冷凝器11后進(jìn)入反應(yīng)器10，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫除二氧化硫、氯化氫等酸性物質(zhì)，然后從出口排出。
使用本裝置處理高濃度有機(jī)廢水，廢水初始COD值36800mg/L，長期運行未發(fā)現(xiàn)爐膛結(jié)焦、結(jié)渣及腐蝕。經(jīng)處理后，收集尾氣中冷凝下來的液體，COD值為1350mg/L，有機(jī)物去除率達(dá)到96.3％。
以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。