申请日2018.09.05
公开(公告)日2019.01.29
IPC分类号C02F9/10; B01D53/14; B01D53/02; C01B25/32; C01D3/04; C07C209/86; C07C211/04; F23G7/06; C02F101/10; C02F101/38; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统，包括成盐反应釜，所述成盐反应釜连通设置有二甲胺吸收塔和压滤机，所述压滤机的一端连通设置有母液吸收釜和三效蒸发器，所述压滤机的另一端连通设置有煅烧炉单元和二次燃烧室，所述二次燃烧室连通设置有助燃风预热器和助燃风机，所述助燃风预热器连通设置有急冷塔装置和脱硫脱硝塔装置，所述脱硫脱硝塔装置连通设置有活性炭吸附装置。通过上述方式，本发明不仅能够使得含磷废水中无机磷转成磷酸钙，经高温焚烧达到工业回收标;将DMF分解回收二甲胺达到工业二甲胺的回收标准;而且同时回收废水中的氯化钠，具有高效、简单、变废为宝，可工业化等优点，迎合绿色环保的企业可持续发展趋势。
权利要求书
1.一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统，其特征在于：包括成盐反应釜(1)，所述成盐反应釜(1)的一侧连通设置有二甲胺吸收塔(2)，所述成盐反应釜(1)的另一侧连通设置有压滤机(3)，所述压滤机(3)的一端连通设置有母液吸收釜(4)，所述母液吸收釜(4)连通设置有三效蒸发器(5)，所述压滤机(3)的另一端连通设置有煅烧炉单元，所述煅烧炉单元连通设置有二次燃烧室(8)，所述二次燃烧室(8)连通设置有助燃风预热器(9)和用于驱动所述助燃风预热器(9)工作的助燃风机(10)，所述助燃风预热器(9)连通设置有急冷塔装置(11)，所述急冷塔装置(11)连通设置有脱硫脱硝塔装置(12)，所述脱硫脱硝塔装置(12)连通设置有活性炭吸附装置(13)。
2.根据权利要求1所述的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统，其特征在于：所述煅烧炉单元包括磷酸钙煅烧炉(6)和氯化钠煅烧炉(7)。
3.根据权利要求2所述的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统，其特征在于：所述磷酸钙煅烧炉(6)连通设置有磷酸钙旋风分离器(14)，所述氯化钠煅烧炉(7)连通设置有氯化钠旋风分离器(15)。
4.根据权利要求1所述的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统，其特征在于：所述活性炭吸附装置(13)连通设置有活性炭再生装置(16)。
5.一种基于权利要求1～4任一项所述的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、含磷和DMF废水 排入成盐反应釜(1)中，向成盐反应釜(1)中加入氧化钙，将含磷和DMF废水的PH值调节至12～14;
(2)、PH值调节完成后，对成盐反应釜(1)加热升温，产生的二甲胺气体通过二甲胺吸收装置(2)吸收，二甲胺气体浓度不小于40%;
(3)、二甲胺分解后的废水通入压滤机(3)，经过压滤机(3)压滤得到磷酸钙湿品和母液废水，其中：磷酸钙湿品进入磷酸钙煅烧炉(6)，然后通过磷酸钙旋风分离器(14)分离得到磷酸钙产品;母液废水通过母液接收釜(4)进入三效蒸发器(5)，三效蒸发后的蒸发水符合排放标准，经废水处理系统后排放，三效蒸发得到的废盐进入氯化钠煅烧炉(7)，然后通过氯化钠旋风分离器(15)分离得到氯化钠产品;
(4)、磷酸钙煅烧炉(6)和氯化钠煅烧炉(7)中排出的尾气进入二次燃烧室(8)，尾气升温至1100℃，停留时间不低于2s，同时喷入氨水进行脱硝处理;
(5)、脱硝处理后的尾气进入助燃风预热器(9)和助燃风机(10)提供的助燃空气进行换热，温度降至450～550℃后，进入急冷塔装置(11)，与急冷塔装置(11)顶部喷出的急冷水或者急冷风顺向混合，温度降低至低于200℃;而换热后的助燃空气分别进入磷酸钙煅烧炉(6)、氯化钠煅烧炉(7)和二次燃烧室(8);
(6)、降温后的尾气进入脱硫脱硝塔装置(12)，和脱硫脱硝塔装置(12)顶部喷流的吸收液逆向接触，吸收液吸收饱和后进入三效蒸发器(5)内，而经过脱硫脱硝塔装置(12)剩余的尾气进入活性炭吸附装置(13)，处理后的气体达标排放;
(7)、活性炭吸附装置(13)吸附饱和后，通过再生天然气和空气燃烧带来的热量对活性炭吸附装置(13)进行热法再生，再生时脱附的气体进入二次燃烧室(8)作为可燃气燃烧;
(8)、全厂排放的VOCs经管道收集后，进入转轮吸附，将VOCs浓缩5～8倍后，通入氯化钠煅烧炉(6)内作为燃气进行使用。
6.根据权利要求5所述的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统的方法，其特征在于：PH值调节完成后，对成盐反应釜(1)的加热温度为80～100℃之间，保温4～6小时。
7.根据权利要求5所述的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统的方法，其特征在于：磷酸钙煅烧炉(6)内的温度为800～900℃，氯化钠煅烧炉(7)内的温度为700～800℃。
说明书
一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统及其方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，属于一种化工制药领域废水处理技术，具体涉及一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统及其方法。
背景技术
随着中国经济的持续快速发展，城市进程和工业化进程的不断增加，环境污染日益严重，国家对环保的重视程度也越来越高。发展绿色环保的循环经济是企业的主要发展趋势，通过对废水的废物以及有机挥发性废气进行综合利用，降低废水和废气处理成本，可以使企业实现转型升级，因此利用废水中的资源进行废水处理的工艺具有重要的经济和社会效益。
维尔斯迈克-哈克反应(Vilsmeier-Haack reaction)是在有机合成中利用C-甲酰化方法构建碳-碳键的重要人名反应之一，是通过芳香化合物与二取代甲酰胺在三氯氧磷的作用下，反应生成芳环上甲酰化产物，其最经典的体系DMF/三氯氧磷广泛应用于芳环化合物、烯烃、醛酮的甲酰化反应，反应处理后，废水中含有大量的无机磷、DMF、二甲胺和氯化钠等成分。
磷是废水影响生态环境的重要组成成分，含有超标磷的废水排出后，会造成藻类过度繁殖，水体富营养化，使得水体含氧量急剧下降，影响鱼类等水生生物的生存。DMF(N,N二甲基甲酰胺)对很多有机物和无机物具有高度的深解性和选择性，被称为万能有机溶剂，但是DMF对肝脏有毒性，且具有致癌作用，因此若将含有DMF的废水直接排放到外界环境中，不仅是经济上的损失，而且造成严重的环境污染;另一方面，DMF是造成废水高COD和高氨氮的主要成分。二甲胺虽然毒性不大，但是沸点低、易挥发、易溶于水，有强烈的恶臭气味，使人产生不愉快的感觉。因此，Vilsmeier-Haack反应后的废水无法直接排放，严重制约着企业发展。
针对Vilsmeier-Haack反应后的主要产物：无机磷、DMF、二甲胺、氯化钠等成分的处理，现有技术通常采用物理和生物方法进行处理，首先将其PH值用碱液调至中性，然后进行三效蒸发，三效蒸发产生的含磷酸钠、氯化钠、甲酸钠和DMF的废盐，废盐很难处理，现有技术中常常将上述混合的废盐通过高温焚烧，然后进行填埋的方式处理。三效蒸发产生的废水含有大量的DMF和二甲胺，通过物化和生化处理，很难将污染物降解，现有技术中有将上述废水通入精馏高塔处理，把废水蒸发出来，废水中DMF含量会一定程度降低，排出的残液进行焚烧，上述处理方式，不仅程序复杂，而且需要精馏高塔等高成本设备，成本处理太大，且处理废水效果不理想。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统及其方法，不仅能够使得含磷废水中无机磷转成磷酸钙，经高温焚烧达到工业回收标;同时将DMF分解回收二甲胺达到工业二甲胺的回收标准;而且同时回收废水中的氯化钠，本发明具有高效、简单、变废为宝，可工业化等优点，迎合绿色环保的企业可持续发展趋势。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统，包括成盐反应釜，所述成盐反应釜的一侧连通设置有二甲胺吸收塔，所述成盐反应釜的另一侧连通设置有压滤机，所述压滤机的一端连通设置有母液吸收釜，所述母液吸收釜连通设置有三效蒸发器，所述压滤机的另一端连通设置有煅烧炉单元，所述煅烧炉单元的连通设置有二次燃烧室，所述二次燃烧室连通设置有助燃风预热器和用于驱动所述助燃风预热器工作的助燃风机，所述助燃风预热器连通设置有急冷塔装置，所述急冷塔装置连通设置有脱硫脱硝塔装置，所述脱硫脱硝塔装置连通设置有活性炭吸附装置。
进一步的，所述煅烧炉单元包括磷酸钙煅烧炉和氯化钠煅烧炉。
进一步的，所述磷酸钙煅烧炉连通设置有磷酸钙旋风分离器，所述氯化钠煅烧炉连通设置有氯化钠旋风分离器。
进一步的，所述活性炭吸附装置连通设置有活性炭再生装置。
一种使用上述含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统的方法，包括以下步骤：
(1)、含磷和DMF废水排入成盐反应釜中，向成盐反应釜中加入氧化钙，将含磷和DMF废水的PH值调节至12～14;
(2)、PH值调节完成后，对成盐反应釜加热升温，产生的二甲胺气体通过二甲胺吸收装置吸收，二甲胺气体浓度不小于40%;
(3)、二甲胺分解后的废水通入压滤机，经过压滤机压滤得到磷酸钙湿品和母液废水，其中：磷酸钙湿品进入磷酸钙煅烧炉，然后通过磷酸钙旋风分离器分离得到磷酸钙产品;母液废水通过母液接收釜进入三效蒸发器，三效蒸发后的蒸发水符合排放标准，经废水处理系统后排放，三效蒸发得到的废盐进入氯化钠煅烧炉，然后通过氯化钠旋风分离器分离得到氯化钠产品;
(4)、磷酸钙煅烧炉和氯化钠煅烧炉中排出的尾气进入二次燃烧室，尾气升温至1100℃，同时停留时间不低于2s，同时喷入氨水进行脱硝处理;
(5)、脱硝处理后的尾气进入助燃风预热器和助燃风机提供的助燃空气进行换热，温度降至450～550℃后，进入急冷塔装置，与急冷塔装置顶部喷出的急冷水或者急冷风顺向混合，温度降低至低于200℃;而换热后的助燃空气分别进入磷酸钙煅烧炉、氯化钠煅烧炉和二次燃烧室;
(6)、降温后的尾气进入脱硫脱硝塔装置，和脱硫脱硝塔装置顶部喷流的吸收液逆向接触，吸收液吸收饱和后进入三效蒸发器内，而经过脱硫脱硝塔装置剩余的尾气进入活性炭吸附装置，处理后的气体达标排放;
(7)、活性炭吸附装置吸附饱和后，通过再生天然气和空气燃烧带来的热量对活性炭吸附装置进行热法再生，再生时脱附的气体进入二次燃烧室作为可燃气燃烧;
(8)、全厂排放的VOCs经管道收集后，进入转轮吸附，将VOCs浓缩5～8倍后，通入氯化钠煅烧炉内作为燃气进行使用。
进一步的，PH值调节完成后，对成盐反应釜的加热温度为80～100℃之间，保温4～6小时。
进一步的，磷酸钙煅烧炉内的温度为800～900℃，氯化钠煅烧炉内的温度为700～800℃。
本发明提供的一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统及其方法，兼具以下优势：
1、能够使得含磷废水中无机磷转成磷酸钙，经高温焚烧达到工业回收标准，可以进行外售或者自用;
2、能够将DMF分解回收二甲胺，达到工业二甲胺的回收标准，可以进行外售或者自用;
3、能够回收废水中的氯化钠产品，进行外售或者自用;
4、本发明处理DMF过程中不需要通过精馏高塔，节约了设备成本;
5、本发明具有高效、简单、能耗低、变废为宝，可工业化等优点，迎合绿色环保的企业可持续发展趋势。