申请日2014.06.16
公开(公告)日2014.09.10
IPC分类号C02F1/72; C02F103/30; C02F11/08
摘要
本发明公开了一种印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统，包括浓缩预处理装置、超临界水氧化装置、氧化剂供给装置及废水回收系统;其中，所述浓缩预处理装置包括废液储罐、纳滤膜浓缩模块及印染污泥储池，所述氧化剂供给装置包括液氧贮槽、液氧气化器及缓冲罐，所述超临界氧化装置包括辅热式超临界水氧化反应器、甲醇启动预热器、甲醇预热器及废液预热器。本发明可以实现高浓度印染废水及污泥的高效、清洁、低成本、无害化的处理。
摘要附图
权利要求书
1.一种印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统，其特征在于，包 括浓缩预处理装置、超临界水氧化装置、氧化剂供给装置及废水回收系统;
所述浓缩预处理装置包括废液储罐(5)、纳滤膜浓缩模块(2)及印 染污泥储池(3)，纳滤膜浓缩模块(2)的出口分别与甲醇储罐(7)的入 口及废液储罐(5)的印染废水入口相连通，废液储罐(5)的污泥入口与 印染污泥储池(3)的出口相连通;
所述氧化剂供给装置包括液氧贮槽(16)、液氧气化器(18)及缓冲 罐(19)，液氧贮槽(16)的出口与液氧气化器(18)的内管入口相连通， 液氧气化器(18)的内管出口与缓冲罐(19)的入口相连通;
所述超临界氧化装置包括辅热式超临界水氧化反应器(12)、甲醇启 动预热器(9)、甲醇预热器(10)及废液预热器(11)，甲醇储罐(7)的 出口分别与甲醇启动预热器(9)的入口及甲醇预热器(10)的入口相连 通，废液储罐(5)的出口与废液预热器(11)的入口相连通，辅热式超 临界水氧化反应器(12)的废液入口与废液预热器(11)的出口相连通， 辅热式超临界水氧化反应器(12)的甲醇溶液入口与甲醇启动预热器(9) 的出口及甲醇预热器(10)的出口相连通，辅热式超临界水氧化反应器(12) 的氧化剂入口与缓冲罐(19)的出口相连通，辅热式超临界水氧化反应器 (12)的底部设有净水入口及废水出口，辅热式超临界水氧化反应器(12) 底部的废水出口与废水回收系统的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，所述废水回收系统包括浓盐水换热器(13)及沉淀池(15)， 浓盐水换热器(13)的内管入口与辅热式超临界水氧化反应器(12)底部 的废水出口相连通，浓盐水换热器(13)的内管出口与沉淀池(15)的入 口相连通，沉淀池(15)的底部设有固体沉淀物出口，沉淀池(15)的上 部设有净水出口。
3.根据权利要求2所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，还包括能量回收系统，能量回收系统包括软化水箱(21)、 蒸汽输出接口、集液箱(27)、软化水加热器(23)、蒸汽发生器(24)及 高压气液分离器(25);
所述软化水箱(21)的出口分别与软化水加热器(23)的外管入口及 浓盐水换热器(13)的外管入口相连通，软化水加热器(23)的外管出口 与蒸汽发生器(24)的壳侧入口相连通，蒸汽发生器(24)的壳侧出口及 浓盐水换热器(13)的外管出口均与蒸汽输出接口相连，液氧气化器(18) 的外管入口与辅热式超临界水氧化反应器(12)顶部的流体出口相连通， 液氧气化器(18)的外管出口与蒸汽发生器(24)的管侧入口相连通，蒸 汽发生器(24)的管侧出口与软化水加热器(23)的内管入口相连，软化 水加热器(23)的内管出口与高压气液分离器(25)的入口相连通，高压 气液分离器(25)的出水口与集液箱(27)的入口相连通，集液箱(27) 的出口与辅热式超临界水氧化反应器(12)底部的净水入口相连通。
4.根据权利要求3所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，
所述纳滤膜浓缩模块(2)的入口连通有第一低压泵(1);
所述软化水箱(21)的出口经第二低压泵(22)分别与软化水加热器 (23)的外管入口及浓盐水换热器(13)的外管入口相连通。
5.根据权利要求3所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，所述废液储罐(5)的出口与废液预热器(11)的入口通过 第一高压泵(6)相连通;
所述甲醇储罐(7)的出口通过第二高压泵(8)分别与甲醇启动预热 器(9)的入口及甲醇预热器(10)的入口相连通;
所述集液箱(27)的出口与辅热式超临界水氧化反应器(12)底部的 净水入口通过第三高压泵(20)相连通。
6.根据权利要求1所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，所述液氧贮槽(16)的出口与液氧气化器(18)的内管入口 通过低温液氧泵(17)相连通。
7.根据权利要求1所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，所述废液储罐(5)的污泥入口与印染污泥储池(3)的出口 通过污泥隔膜泵(4)相连通。
8.根据权利要求1所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统， 其特征在于，
所述浓盐水换热器(13)的内管出口与沉淀池(15)的入口通过第一 背压阀(14)相连通;
所述高压气液分离器(25)的出水口与集液箱(27)的入口通过第二 背压阀(26)相连通。
说明书
一种印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统
技术领域
本发明属于环境保护及化工领域，涉及一种超临界水氧化处理系， 具体涉及一种印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统。
背景技术
在我国工业的四大重点COD排放行业中，纺织印染业的COD排放量位 居第四位，排放比重从2004年的6.7%上升至2011年的9.1%。2011年， 纺织印染业的废水排放量达到24.08亿吨，占本年度工业废水排放量的 11.3%。印染废水占纺织印染业废水的80%，是一种难处理的有机工业废 水，已经成为全世界一个严重的环境问题。印染废水具有水量大、可生 化性差、色度大、水质变化大等特点。印染污染物大多是难降解的染料、 助剂和有毒有害的重金属、甲醛、卤化物等。每排放1吨印染废水，就 能污染20吨水体，因此对印染废水的处理势在必行。印染废水中所含有 的染料是导致废水色度大的重要原因，主要是含有苯环的高分子有机物， 很难被生物降解;随着印染加工工艺的发展，大大提高了废水中浆料和 助剂的稳定性，进而为印染废水的传统处理方法增加了难度。
印染废水的传统处理方法分为物化法与生物处理法。其中物化法包括 混凝法、化学氧化法、电解法、活性炭吸附法等。但是混凝法处理印染 废水的COD去除率仅为30～60%，并且处理过程中会产生大量的印染污 泥。化学氧化法对染料的氧化具有选择性，处理成本高，而且降解废水 有机物的作用不明显。电解法处理印染废水COD去除率仅为20～50%， 并且处理过程中电量、电极材料消耗大。活性炭吸附法适宜用于处理一 般生化与物化方法难处理达标时的深度处理，不能实现对高浓度有机废 水的处理。生物法处理印染废水也存在着不足，生物处理方法的菌体不 稳定，而且废水的色度很难通过生化法有效去除，难以达标排放，需后 续处理。综上所述传统处理方法会产生二次污染物印染污泥，每处理 1000吨印染废水将产生10～30吨湿污泥(含水率97%)。而印染污泥由 于含有染料、浆料、助剂等，成分非常复杂，其中染料的结构具有硝基 和氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性， 对环境的污染很强，属危险废物。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种印染废水 及污泥的超临界水氧化处理系统，该系统可以实现高浓度印染废水及污 泥的高效、清洁、低成本、无害化的处理。
为达到上述目的，本发明所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处 理系统，其特征在于，包括浓缩预处理装置、超临界水氧化装置、氧化 剂供给装置及废水回收系统;
所述浓缩预处理装置包括废液储罐、纳滤膜浓缩模块及印染污泥储 池，纳滤膜浓缩模块的出口分别与甲醇储罐的入口及废液储罐的印染废 水入口相连通，废液储罐的污泥入口与印染污泥储池的出口相连通;
所述氧化剂供给装置包括液氧贮槽、液氧气化器及缓冲罐，液氧贮 槽的出口与液氧气化器的内管入口相连通，液氧气化器的内管出口与缓 冲罐的入口相连通;
所述超临界氧化装置包括辅热式超临界水氧化反应器、甲醇启动预 热器、甲醇预热器及废液预热器，甲醇储罐的出口分别与甲醇启动预热 器的入口及甲醇预热器的入口相连通，废液储罐的出口与废液预热器的 入口相连通，辅热式超临界水氧化反应器的废液入口与废液预热器的出 口相连通，辅热式超临界水氧化反应器的甲醇溶液入口与甲醇启动预热 器的出口及甲醇预热器的出口相连通，辅热式超临界水氧化反应器的氧 化剂入口与缓冲罐的出口相连通，辅热式超临界水氧化反应器的底部设 有净水入口及废水出口，辅热式超临界水氧化反应器底部的废水出口与 废水回收系统的入口相连通。
所述废水回收系统包括浓盐水换热器及沉淀池，浓盐水换热器的内 管入口与辅热式超临界水氧化反应器底部的废水出口相连通，浓盐水换 热器的内管出口与沉淀池的入口相连通，沉淀池的底部设有固体沉淀物 出口，沉淀池的上部设有净水出口。
还包括能量回收系统，能量回收系统包括软化水箱、蒸汽输出接口、 集液箱、软化水加热器、蒸汽发生器及高压气液分离器;
所述软化水箱的出口分别与软化水加热器的外管入口及浓盐水换热 器的外管入口相连通，软化水加热器的外管出口与蒸汽发生器的壳侧入 口相连通，蒸汽发生器的壳侧出口及浓盐水换热器的外管出口均与蒸汽 输出接口相连，液氧气化器的外管入口与辅热式超临界水氧化反应器顶 部的流体出口相连通，液氧气化器的外管出口与蒸汽发生器的管侧入口 相连通，蒸汽发生器的管侧出口与软化水加热器的内管入口相连，软化 水加热器的内管出口与高压气液分离器的入口相连通，高压气液分离器 的出水口与集液箱的入口相连通，集液箱的出口与辅热式超临界水氧化 反应器底部的净水入口相连通。
所述纳滤膜浓缩模块的入口连通有第一低压泵;
所述软化水箱的出口经第二低压泵分别与软化水加热器的外管入口 及浓盐水换热器的外管入口相连通。
所述废液储罐的出口与废液预热器的入口通过第一高压泵相连通;
所述甲醇储罐的出口通过第二高压泵分别与甲醇启动预热器的入口 及甲醇预热器的入口相连通;
所述集液箱的出口与辅热式超临界水氧化反应器底部的净水入口通 过第三高压泵相连通。
所述液氧贮槽的出口与液氧气化器的内管入口通过低温液氧泵相连 通。
所述废液储罐的污泥入口与印染污泥储池的出口通过污泥隔膜泵相 连通;
所述浓盐水换热器的内管出口与沉淀池的入口通过第一背压阀相连 通;
所述高压气液分离器的出水口与集液箱的入口通过第二背压阀相连 通。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的印染废水及污泥的超临界水氧化处理系统在对印染废 水及污泥处理的过程中，先通过浓缩预处理装置对印染废水及污泥进行 预处理，然后水及将预处理后的印染废水及污泥输入到超临界水氧化装 置中，同时将甲醇储罐内的甲醇以及氧化剂供给装置内的氧化剂输入到 辅热式超临界水氧化反应器中，辅热式超临界水氧化反应器即可实现对 印染废水及污泥进行处理，处理速度快，降解彻底，并且辅热式超临界 水氧化反应器的体积小，二次污染小。在预处理过程中，采用纳滤膜浓 缩模块实现对印染废水的高倍数浓缩及减量化，显著降低了设备投资及 运行成本;另外简单的甲醇预热器及废液预热器替代了昂贵的超临界加 热炉，进而有效降低系统设备成本。