申请日2013.09.29
公开(公告)日2014.01.08
IPC分类号C02F103/38; C02F9/10
摘要
本发明公开了一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法。该方法包括进料、预热、超临界水氧化、冷却、气液分离等过程。该方法反应时间短，对橡胶废水的COD去除率能够达到99%以上，最终产物主要是水和CO2，出水可达到《污水综合排放标准》的一级标准。该技术特别适用于处理含高浓度难降解有机污染物的废水，具有高效、快速和安全等优势。
权利要求书
1.一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法，其特征在于，具体步 骤如下：
(1)用高压柱塞泵(2)将橡胶废水储罐(1)内的废水打入废水预热器(3) 中;
(2)用气体增压泵(5)将氧气钢瓶(4)中的氧气按照所需氧化剂的用量 输入气体预热器(6)中预热100℃—500℃，预热后与经过废水预热器(3)预 热到300℃的废水一起进入超临界水氧化反应器(7)中;
(3)用高压柱塞泵(2)、气体增压泵(5)和压力控制装置(9)来控制整 个系统的流量及压力，从而控制废水在超临界水氧化反应器(7)中的反应压力 为10MPa—50MPa、反应温度为300℃—600℃，氧化剂加入量为废水中COD量 的1—6倍;
(4)橡胶生产废水与氧气在超临界水氧化反应器(7)中(T=550℃， P=28MPa)停留5s—30s，使其中的有机物与氧气进行快速的充分反映，生成 无机盐、水和二氧化碳;
(5)从超临界水氧化反应器(7)中出来的高温高压状态的气液混合物进入 冷却器(8)，使混合物的温度下降至150℃;
(6)冷却后的气液混合物经过压力控制装置(9)降压至1.5MPa后，进入 气液分离器(10)，分离出的气体为二氧化碳可直接排放，分离出的液体 COD=8.7mg/L、氨氮=7mg/L、硫含量=0.3mg/L，达到《污水综合排放标准》的 一级标准。
说明书
一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶生产废水的处理方法,即一种高浓度难生物降解有机 废水的超临界水氧化处理方法，属于水污染控制技术。
背景技术
橡胶生产废水是一种典型的高浓度难降解有机废水。其主要特点有：含有大 量的噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、胍类和二硫化氨基甲酸盐类等难降解杂环 化合物，其分子量大、毒性强、结构成分复杂、性质稳定;同时废水中化学需氧 量(COD)、氨氮和硫含量也较高。橡胶生产废水对地下水、土壤、空气、生物 等多方面均能造成严重的环境污染，并会通过食物链直接或间接地进入人体，危 害人体健康。目前橡胶生产废水的处理方法有：厌氧-氧化塘自然曝气法、厌氧- 活性污泥机械强制曝气氧化法、氧化塘-活性污泥机械强制曝气法、氧化塘自然 曝气氧化法、乳清循环使用UASB法、水生生物法等。
厌氧-氧化塘自然曝气法的优点是结构简单，但占地面积大，处理时间长(仅 氧化塘就需要20-25天)，厌氧阶段有恶臭气体产生,处理效果较差。厌氧-活性 污泥机械强制曝气氧化法虽然省去了氧化塘，占地面积小，但是厌氧段会增加后 续工序的负荷(不论厌氧发酵还是UASB等其他工艺)，仍然会产生恶臭气体， 而且处理时间长;好氧段连续曝气，虽然处理效率较高，但需额外承担厌氧段增 加的NH3-N负荷，又缺少后续缺氧反硝化段等脱氮环节，致使NH3-N处理效果 较差,出水难以达标排放。氧化塘-活性污泥机械强制曝气法，占地面积大，处理 时间长，连续曝气效率较高，但缺少后续脱氮环节，致使NH3-N处理效果差。 基于乳清循环使用工艺的UASB法，通过乳清循环积累污染物，UASB设计和基 建费用较高，COD去除效率虽高，但会使NH3-N浓度增高，且有恶臭产生，对 周围环境及现场人员产生不利影响。水生生物法，主要是利用水葫芦、芦苇和藻 类等净化橡胶生产废水，废水的有害组分被水生生物吸收后仍存在潜在的危害。
可见，目前，橡胶生产废水没有有效的治理技术。超临界水氧化是指当水的 温度和压力高于水的临界温度(T=374.3℃)和压力(P=22.1MPa)时水中有机 物的氧化。在超临界状态下有机污染物和氧化剂能够互溶从而加快反应速度(一 般在几秒到几十秒)，是一种能够彻底破坏有机物结构的深度氧化法，具有反应 时间短、无污染和去除效率高等优点。本发明提出采用超临界水氧化技术处理橡 胶生产废水，解决橡胶生产废水处理的难题。
发明内容
为了解决橡胶生产废水处理的难题，本发明提供了一种橡胶生产废水的超临 界水氧化处理方法。
采用超临界水氧化技术处理橡胶生产废水，在高温高压下，橡胶生产废水和 氧化剂分别经预热后进入反应器进行超临界水氧化反应，氧化剂和废水中的有机 物均溶解于水中，氧化反应在均相中进行，在极短的时间内有机污染物被迅速氧 化分解。通过调压装置控制整套系统的压力，反应后的气液混合物经过冷却和气 液分离，最终排出。经过该方法处理后，成份复杂的橡胶生产废水中的污染物被 氧化分解为无害的组分，可以直接排放到环境中。该方法工艺简单、处理效果好。
本发明的目的由如下技术方案实施：
一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法，具体步骤如下：
(1)用高压柱塞泵(2)将橡胶废水储罐(1)内的废水打入废水预热器(3) 中;
(2)用气体增压泵(5)将氧气钢瓶(4)中的氧气按照所需氧化剂的用量 输入气体预热器(6)中预热100℃—500℃，预热后与经过废水预热器(3)预 热到300℃的废水一起进入超临界水氧化反应器(7)中;
(3)用高压柱塞泵(2)、气体增压泵(5)和压力控制装置(9)来控制整 个系统的流量及压力，从而控制废水在超临界水氧化反应器(7)中的反应压力 为10MPa—50MPa、反应温度为300℃—600℃，氧化剂加入量为废水中COD量 的1—6倍;
(4)橡胶生产废水与氧气在超临界水氧化反应器(7)中(T=550℃， P=28MPa)停留5s—30s，使其中的有机物与氧气进行快速的充分反映，生成无 机盐、水和二氧化碳;
(5)从超临界水氧化反应器(7)中出来的高温高压状态的气液混合物进入 冷却器(8)，使混合物的温度下降至150℃;
(6)冷却后的气液混合物经过压力控制装置(9)降压至1.5MPa后，进入 气液分离器(10)，分离出的气体为二氧化碳可直接排放，分离出的液体 COD=8.7mg/L、氨氮=7mg/L、硫含量=0.3mg/L，达到《污水综合排放标准》的 一级标准。
本发明的优点在于：
本发明提供一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法，解决了橡胶生产废 水的处理难题。橡胶生产废水经过预热、氧化、冷却、分离四个过程，即可实现 废水的达标排放，且不产生二次污染。
本工艺还具有节能、省水、处理有机有害物质彻底的特点。