公布日：2022.03.08
申请日：2020.09.07
分类号：C02F1/16(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I;B01D53/40(2006.01)I;C10B53/00(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高含盐高浓度有机废水集成治理系统及方法，包括废水泵一、废水泵二、洗脱器、蒸发器、热解碳化器、出渣冷却器、燃烧换热器、净化器、引风机、烟囱；本发明通过“先低温干燥脱水+后中温热解碳化+热解碳化产物余热直接回收用于废水干燥脱水”的集成技术方案和干燥器和热解碳化器内填料扰动分散的结构设计，彻底解决干燥脱水和热解碳化设备的腐蚀堵塞问题和系统高能耗、高成本问题，最终达到低能耗、低成本处理废水废盐的目的。
权利要求书
1.一种高含盐高浓度有机废水集成治理系统，其特征在于：包括废水泵一、废水泵二、洗脱器、蒸发器、热解碳化器、出渣冷却器、燃烧换热器、净化器、引风机和烟囱；其中，废水泵一的进水端接入待处理废水，另一端通过管道与所述洗脱器的入水口连接，所述洗脱器的出水口通过管道与所述废水泵二的进水口连接，所述废水泵二的出水口通过管道与所述蒸发器的进水口连接；所述蒸发器的出渣口通过给料器与所述热解碳化器的进料口连接，所述热解碳化器的热解气出口通过管道与所述洗脱器的进气口连接，所述洗脱器的出气口通过管道与所述燃烧换热器的进气口连接，所述燃烧换热器的出气口通过管道与所述净化器的进气口连接，所述净化器的出气口通过管道与所述引风机的进气口连接，所述引风机的出气口通过管道与所述烟囱的进气口连接；所述热解碳化器的残渣排出口通过出渣冷却器的入料口连接，出渣冷却器的出渣口与盛渣器的进渣口连接；所述蒸发器的蒸汽接入口一通过管道与所述燃烧换热器的出汽口连接，所述蒸发器蒸汽接入口二通过管道与所述出渣冷却器的出汽口连接；所述蒸发器的冷凝水排出口一通过管道与污水处理厂的进水口连接，所述蒸发器的冷凝水排出口二通过管道与所述出渣冷却器的进水口连接，所述蒸发器的冷凝水排出口三通过管道与所述燃烧换热器的进水口连接。
2.根据权利要求1所述的高含盐高浓度有机废水集成治理系统，其特征在于：所述洗脱器采用直接喷淋洗脱结构，洗脱器结构分为三段式，上段为废水喷淋段，设置有废水喷头；中段为洗脱段，设置有气液分布筛板；下段为集水段，设置集水池；所述喷头固定在所述洗脱器内的分布筛板上方，且通过管道与所述废水泵一的出水口连接；所述分布筛板固定在所述洗脱器的中段，起气水均匀分布作用；所述集水池位于所述分布筛板下部洗脱器的底部，集水池的出水口通过管道与所述废水泵二的进水口连接。
3.一种高含盐高浓度有机废水集成治理方法，基于权利要求1-2任一项所述高含盐高浓度有机废水集成治理系统，其特征在于：首先调节废水pH值，使之满足洗脱去除热解气体产物中的酸性组分，然后将废水从顶部进入洗脱器，热解气体从下部进入洗脱器，利用废水洗脱去除热解气体中的酸性气体，同时利用热解气体的余热预热废水；经洗脱器预热后的废水直接进入蒸发器管外，与管内外部输入蒸汽进行间壁换热，废水吸热蒸发产生蒸发水汽，该蒸发水汽在蒸发器中进入换热管内，参与废水蒸发换热，换热后的蒸发水汽最终以95-98℃的冷凝水形式排出蒸发器，回用于污水处理系统二次处理；外部输入蒸汽在蒸发器中换热后，以95-98℃的冷凝水形式单独排出蒸发器，该冷凝水回用于洗脱后的热解气体燃烧换热管生产蒸汽，完成蒸汽循环利用；废水蒸发后的残渣从蒸发器底部排出并直接进入热解碳化器中，热解碳化器以电加热且隔绝空气的400-500℃条件下分解残渣中的有机组分，分别得到约200-300℃的热解气体和400-500℃的碳化残渣；热解气体进入废水洗脱器，依据酸碱中和理论，洗脱去除热解气体中的酸性气体；洗脱液采用需要治理的废水，依据废水中的组成特性，适当调节废水的pH值，以便中和热解气体中的酸性气体，从而达到洗脱去除有害气体的目的，洗脱除杂后的热解气体属于清洁燃料，从洗脱器出来后直接进入燃烧换热器，在燃烧器中直接燃烧，燃烧产生的高温气体直接进入换热器与来自蒸发器的冷凝水间壁换热，回收热量，并生产回用于蒸发器的150-200℃的蒸汽，实现能量循环利用；换热后约120-150℃的尾气进入净化器，净化后的干净气体通过引风机排入烟囱；从热解碳化器出来的碳化残渣，首先经过与来自蒸发器的冷凝水进行间壁换热，产生水蒸汽回用于蒸发器的输入蒸汽热源，换热冷却后残渣用作矿物助磨剂、矿物助熔剂或化工盐，实现其资源化利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高含盐高浓度有机废水集成治理系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过“先低温干燥脱水+后中温热解碳化+热解碳化产物余热直接回收用于废水干燥脱水”的集成技术方案和干燥器和热解碳化器内填料扰动分散的结构设计，彻底解决干燥脱水和热解碳化设备的腐蚀堵塞问题和系统高能耗、高成本问题，最终达到低能耗、低成本处理废水废盐的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种高含盐高浓度有机废水集成治理系统，包括废水泵一、废水泵二、洗脱器、蒸发器、热解碳化器、出渣冷却器、燃烧换热器、净化器、引风机和烟囱；
其中，废水泵一的进水端接入待处理废水，另一端通过管道与所述洗脱器的入水口连接，所述洗脱器的出水口通过管道与所述废水泵二的进水口连接，所述废水泵二的出水口通过管道与所述蒸发器的进水口连接；所述蒸发器的出渣口通过给料器与所述热解碳化器的进料口连接，所述热解碳化器的热解气出口通过管道与所述洗脱器的进气口连接，所述洗脱器的出气口通过管道与所述燃烧换热器的进气口连接，所述燃烧换热器的出气口通过管道与所述净化器的进气口连接，所述净化器的出气口通过管道与所述引风机的进气口连接，所述引风机的出气口通过管道与所述烟囱的进气口连接；所述热解碳化器的残渣排出口通过出渣冷却器的入料口连接，出渣冷却器的出渣口与盛渣器的进渣口连接；所述蒸发器的蒸汽接入口一通过管道与所述燃烧换热器的出汽口连接，所述蒸发器蒸汽接入口二通过管道与所述出渣冷却器的出汽口连接；所述蒸发器的冷凝水排出口一通过管道与污水处理厂的进水口连接，所述蒸发器的冷凝水排出口二通过管道与所述出渣冷却器的进水口连接，所述蒸发器的冷凝水排出口三通过管道与所述燃烧换热器的进水口连接。
优选地，所述洗脱器采用直接喷淋洗脱结构，洗脱器结构分为三段式，上段为废水喷淋段，设置有废水喷头；中段为洗脱段，设置有气液分布筛板；下段为集水段，设置集水池。所述喷头固定在所述洗脱器内的分布筛板上方，且通过管道与所述废水泵一的出水口连接；所述分布筛板固定在所述洗脱器的中段，起气水均匀分布作用；所述集水池位于所述分布筛板下部洗脱器的底部，集水池的出水口通过管道与所述废水泵二的进水口连接。
本发明还提供一种高含盐高浓度有机废水集成治理方法，基于上述高含盐高浓度有机废水集成治理系统，具体实施过程如下：
首先调节废水pH值，使之满足洗脱去除热解气体产物中的酸性组分，然后将废水从顶部进入洗脱器，热解气体从下部进入洗脱器，利用废水洗脱去除热解气体中的酸性气体，同时利用热解气体的余热预热废水；经洗脱器预热后的废水直接进入蒸发器管外，与管内的外部输入蒸汽进行间壁换热，废水吸热蒸发产生蒸发水汽，该蒸发水汽在蒸发器中进入换热管内，参与废水蒸发换热，换热后的蒸发水汽最终以95-98℃的冷凝水形式排出蒸发器，回用于污水处理系统二次处理；外部输入蒸汽在蒸发器中换热后，以95-98℃的冷凝水形式单独排出蒸发器，该冷凝水回用于洗脱后的热解气体燃烧换热管生产蒸汽，完成蒸汽循环利用；废水蒸发后的残渣从蒸发器底部排出并直接进入热解碳化器中，热解碳化器以电加热且隔绝空气的400-500℃条件下分解残渣中的有机组分，分别得到约200-300℃的热解气体和400-500℃的碳化残渣；热解气体进入废水洗脱器，依据酸碱中和理论，洗脱去除热解气体中的酸性气体(如硫化氢、氯化氢等)；洗脱液采用需要治理的废水，依据废水中的组成特性，适当调节废水的pH值，以便中和热解气体中的酸性气体，从而达到洗脱去除有害气体的目的，洗脱除杂后的热解气体属于清洁燃料，从洗脱器出来后直接进入燃烧换热器，在燃烧器中直接燃烧，燃烧产生的高温气体直接进入换热器与来自蒸发器的冷凝水间壁换热，回收热量，并生产回用于蒸发器的约150-200℃的蒸汽，实现能量循环利用；换热后产生约120-150℃的尾气进入净化器，净化后的干净气体通过引风机排入烟囱；从热解碳化器出来的碳化残渣，首先经过与来自蒸发器的冷凝水进行间壁换热，产生水蒸汽回用于蒸发器的输入蒸汽热源，换热冷却后残渣用作矿物助磨剂、矿物助熔剂或化工盐，实现其资源化利用。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
(1)本发明采用“蒸发脱水+热解碳化”集成技术替代传统焚烧技术，废水处理温度大大降低，从而显著降低能耗，节约成本，易于工业化。
(2)本发明利用废水调质直接洗脱热解气体中的有害气体，并预热废水，不仅减少和避免热解气体直接燃烧有害气体产生，而且回收热解气体显热，达到节能环保双重效果。
(3)本发明将洗脱除杂后的清洁气体直接燃烧和碳化高温残渣中的热量回收，生产蒸汽直接用于废水蒸发脱水的能源，大大降低废水处理成本，实现系统节能。
(4)本发明将蒸发器产生的蒸汽冷凝水用作碳化高温残渣和挥发分燃烧间壁换热介质，实现清洁水资源循环利用，具有良好的节水节能效果。
(5)本发明将热解碳化后产生的残渣直接用于矿物助熔剂或矿物助磨剂或化工盐，实现固废的资源化利用，进而减少固废排放和降低固废处置成本。
(6)本发明采用填料扰动分散与蒸发水汽余热回收干燥脱水器+填料扰动式电加热中温绝氧碳化器，彻底解决干燥器和热解碳化器腐蚀堵塞难题。
（发明人：廖洪强;李世光）