一种难降解水中挥发性有机物的去除系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于去除难降解水中挥发性有机物的系统，属于污水处理技术领域。

背景技术：

难降解处理的废水种类较多，较典型的如垃圾渗沥液、焦化废水、化工、医药生产废水等。水中难降解有机物也种类繁多，水质复杂，高盐、异味、高含量易挥发有机物等复杂状况对常用的生物降解工艺提出了挑战。

高盐难降解废水的处理也可直接采用湿法高级氧化技术处理，但相关工程实践尚未见报道。直接燃烧降解虽是可行的技术手段，考虑到废水的量大、高汽化潜热、高耗能、高成本等因素，工程实例也相当少见。

工业废水中盐类浓度变化复杂，有机物种类繁多，传统的废水处理工艺一般采用较大的调节池，均化废水中盐类和有机物的浓度，并采用生物降解后的低有机物浓度的净化水大量稀释调节池的出水，以满足微生物自身生长和降解有机物需要。从现有的大量工程实践看，如焦化、制药、农药、化工、甚至垃圾渗沥液等部分行业的典型废水的处理效果均难以满足越来越严格的废水排放标准的要求，急需新的处理工艺。

部分新技术开始避开废水中高盐度对微生物生长的影响，采用预先脱盐或处理后脱盐的方法，获得低盐的废水，以便后续的生物法处理。但较经济的反渗透脱盐处理却受到了有机物、盐度过高等因素的影响，因此部分企业被迫采取成本更高的蒸发脱盐工艺。无论是三效蒸发还是MVR(机械压缩再蒸发)脱盐系统，过程的脱盐的效果较好，但水中挥发性有机物，特别是水溶性挥发性有机物会随后续的冷凝进入冷凝水中，冷凝水的有机物污染，特别是难生物降解有机物污染的问题依然存在。

高温焚烧显然是去除有机物的快速有效的方法，特别是RTO(蓄热式焚烧炉)较广泛的用于废气中的有机物的去除，将含有机物高盐废水的蒸发过程与RTO技术，可以方便的将废水蒸发过程的潜热利用和高温氧化焚烧过程耦合优化，大大降低高盐废水中有机物的处理成本。然而，传统含挥发性有机物废气的高温燃烧去除过程不需要氧气的补充，而废水蒸发的气相组分主要为水蒸气，高温过程本身只能形成有机物的热裂解，并主要转化成CO和H₂，不能完成有机物的最终处理。

技术实现要素：

本实用新型针对现有难降解水中挥发性有机物去除技术存在的不足，提出一种运行灵活、成本低的难降解水中挥发性有机物的去除系统，该系统利用废水挥发过程的蓄热式蒸汽燃烧去除水中高浓度挥发性有机物的方法，达到了节能降耗的目的。

本实用新型的难降解水中挥发性有机物的去除系统，采用以下技术方案：

该系统，包括蒸发器、蓄热体和焚烧单元；蒸发器上连接有过热蒸汽管路，蒸发器的出口连接有混合蒸汽管路，过热蒸汽管路上连接有吹扫管路，吹扫管路上连接有循环风机；蓄热体至少设置有三组，各组蓄热体均通过各自的进气阀、吹扫阀和出气阀分别与混合蒸汽管路、吹扫管路和过热蒸汽管路连接；所有蓄热体均与焚烧单元连接。

所述混合蒸汽管路上连接有蒸汽压缩机。

所述过热蒸汽管路上连接有含氧量探头。

所述焚烧单元与燃气进管和空气进管连接。

废水进入蒸发器，废水蒸发产生的含有挥发性有机物的混合蒸汽通过蒸汽压缩机进入蓄热体，先由第一组蓄热体进入焚烧单元，焚烧单元一方面加热焚烧蒸汽中的有机物，一方面使蓄热体蓄热，混合蒸汽焚烧掉挥发性有机物后成为过热蒸汽，过热蒸汽经过第二组蓄热体回到蒸发器，为蒸发器提供热量，同时通过过热蒸汽对第三组蓄热体内的残余混合蒸汽吹扫；然后再使混合蒸汽依次进入下一个蓄热体，并对再下一个蓄热体吹扫；如此循环，直至废水处理完毕；

本实用新型在结合废水蒸发和高温蓄热的同时，在高温区补充定量的氧气，完成有机物的完全氧化，废水蒸发过程的饱和蒸汽在蓄热氧化过程中变为过热蒸汽，并在后续蒸发器单元的热流体一侧释放热量，废气中的不凝气则由后续放空阀放空处理，完成高盐废水中挥发性有机物的蒸发、焚烧处理过程。运行灵活，有机物去除彻底，达到了节能降耗的目的。

附图说明

图1是本实用新型难降解水中挥发性有机物的去除系统的结构原理示意图。

图中：1.蒸发器，2.真空泵，3.蒸汽压缩机，4.循环风机，5.含氧量探头，6.第一蓄热体，7.第二蓄热体，8.第三蓄热体，9.焚烧单元，10.燃气进管，11.空气进管，12.混合蒸汽管路，13.过热蒸汽管路，14.吹扫管路；1A.第一进气阀，1B.第二进气阀，1C.第三进气阀，2A.第一吹扫阀，2B.第二吹扫阀，2C.第三吹扫阀，3A.第一出气阀，3B.第二出气阀，3C.第三出气阀。

具体实施方式

本实用新型难降解水中挥发性有机物的去除系统，如图1所示，包括蒸发器1、第一蓄热体6、第二蓄热体7、第三蓄热体8和焚烧单元9。蒸发器1与过热蒸汽管路13连接，蒸发器1的出口连接有混合蒸汽管路12，过热蒸汽管路13上连接有吹扫管路14。混合蒸汽管路12上连接有蒸汽压缩机3，吹扫管路14上连接有循环风机4。过热蒸汽管路13上连接有含氧量探头5。

第一蓄热体6通过第一进气阀1A、第一吹扫阀2A和第一出气阀3A分别与混合蒸汽管路12、吹扫管路14和过热蒸汽管路13连接。第二蓄热体7通过第二进气阀1B、第二吹扫阀2B和第二出气阀3B分别与混合水蒸气管路12、吹扫管路14和过热蒸汽管路13连接。第三蓄热体8通过第三进气阀1C、第三吹扫阀2C和第三出气阀3C分别与混合水蒸气管路12、吹扫管路14和过热蒸汽管路13连接。第一蓄热体6、第二蓄热体7和第三蓄热体8均与焚烧单元9连接，焚烧单元9与燃气进管10和空气进管11连接。

通常废水通过蒸发器蒸发产生的水蒸气可用于三效蒸发过程的下一级蒸发器的热源，或者在MVR系统中进入蒸汽压缩机绝热升温后，用于蒸发器内废水的自身加热，浓缩盐或浓缩盐水排出蒸发器。本实用新型中，是将含有挥发性有机物的混合蒸汽引入焚烧单元9，焚烧混合蒸汽中的有机物后，重新回到蒸发器1。

上述系统对难降解水中挥发性有机物去除的具体过程如下所述。

(1)废水进入蒸发器1，废水蒸发产生的含有挥发性有机物的混合蒸汽进入混合蒸汽管路12，由混合蒸汽管路12通过蒸汽压缩机3进入蓄热体，由蓄热体进入焚烧单元9，焚烧单元9一方面加热焚烧蒸汽中的有机物，一方面使蓄热体蓄热。混合蒸汽焚烧掉挥发性有机物后成为含氧过热蒸汽，由过热蒸汽管路13重新回到蒸发器1，为蒸发器1提供热量，用于蒸发器内废水的加热，产生的冷凝水由蒸发器1底部排出，剩余不凝气可由蒸发器1尾端通过真空泵2负压排出，或经正压系统通过放气阀排出。

废水进入蒸发器1蒸发后剩余的浓缩盐或浓缩盐水由蒸发器1的出料口排出。

(2)混合蒸汽进入焚烧单元9之前，测量吹扫管路14内的温度T1。

(3)三个蓄热体配合其连接的三个阀门交替循环使用，完成燃烧与换热。单个蓄热体上的三个阀组，工作中只能有开通一个，其余两个是关闭的。也就是工作中，第一蓄热体6上的第一进气阀1A、第一吹扫阀2A和第一出气阀3A三个阀门只有一个开通；第二蓄热体7上的第二进气阀1B、第二吹扫阀2B和第二出气阀3B三个阀门只有一个开通；第三蓄热体8上的第三进气阀1C、第三吹扫阀2C和第三出气阀3C只有一个开通。

混合蒸汽首先经第一进气阀1A进入第一蓄热体6(此时第一吹扫阀2A和第一出气阀3A是关闭的)，经第一蓄热体6加热并上升到第一蓄热体6顶部，进入焚烧单元9。焚烧单元9中的温度T为700-850℃，在焚烧区焚烧降解混合蒸汽中的有机物。净化后的过热蒸汽，经第二蓄热体7和第二出气阀3B离开焚烧单元9(此时第二进气阀1B和第二吹扫阀2B是关闭的)，过热蒸汽经过第二蓄热体7时冷却，然后由过热蒸汽管路13进入蒸发器1。同时，对第三蓄热体8的残余混合蒸汽吹扫，开启循环风机4，开启第三吹扫阀2C，循环风机4通过吹扫管路14将过热蒸汽管路13内洁净的过热蒸汽输送至第三蓄热体8，吹脱第三蓄热体8内孔隙空间内的含有机物混合蒸汽；产生的混合气体进入焚烧单元9，与经第一蓄热体6上升的混合蒸汽混合完成有机物焚烧过程。

当过热蒸汽在第二蓄热体7的出口温度T2(通过蓄热体后排出的温度)与饱和蒸汽进口温度T1(焚烧单元的蒸汽温度)的温差达到20℃时，使第二蓄热体7切换为混合蒸汽上升加热通道，也就是关闭第一进气阀1A，关闭第二蓄热体7上的第二出气阀3B，开启第二进气阀1B，使混合蒸汽通过第二蓄热体7加热和焚烧。净化后的过热蒸汽经第三蓄热体8和第三出气阀3C离开焚烧单元9(此时第三进气阀1C和第三吹扫阀2C是关闭的)，过热蒸汽经过第三蓄热体8时冷却，然后由过热蒸汽管路13进入蒸发器1。同时，对第一蓄热体6的残余混合蒸汽吹扫，开启循环风机4，开启第一吹扫阀2A，循环风机4通过吹扫管路14将过热蒸汽管路13内洁净的过热蒸汽输送至第一蓄热体6，吹脱第一蓄热体6内孔隙空间内的含有机物混合蒸汽；产生的混合气体进入焚烧单元9，与经第二蓄热体7上升的混合蒸汽混合完成有机物焚烧过程。

当过热蒸汽在第三蓄热体8的进口温度T1与出口温度T2的温差达到20℃，再使第三蓄热体8切换为混合蒸汽上升加热通道，也就是关闭第二进气阀1B，关闭第三蓄热体8上的第三出气阀3C，开启第三进气阀1C，使混合蒸汽通过第三蓄热体8加热和焚烧。净化后的过热蒸汽再经第一蓄热体6和第一出气阀3A离开焚烧单元9(此时第一进气阀1A和第一吹扫阀2A是关闭的)，过热蒸汽经过第一蓄热体6时冷却，然后由过热蒸汽管路13进入蒸发器1。同时，对第二蓄热体7的残余混合蒸汽吹扫，开启第二吹扫阀2B，循环风机4通过吹扫管路14将过热蒸汽管路13内洁净的过热蒸汽输送至第二蓄热体7，产生的混合气体进入焚烧单元9，与经第三蓄热体8上升的混合蒸汽混合完成有机物焚烧过程。

当过热蒸汽在第一蓄热体6的出口温度T2与进口温度T1的温差达到20℃时，再使第一蓄热体6切换为混合蒸汽上升加热通道，也就是关闭第三进气阀1C，关闭第一蓄热体6上的第一出气阀3A，开启第一进气阀1A，使混合蒸汽通过第一蓄热体6加热和焚烧。

如此，按以下循环往复进行：混合蒸汽进入第一蓄热体6--焚烧单元9焚烧降解--过热蒸汽由第二蓄热体7排出并对第三蓄热体8吹扫--混合蒸汽进入第二蓄热体7--焚烧单元9焚烧降解--过热蒸汽由第三蓄热体8排出并对第一蓄热体6吹扫--混合蒸汽进入第三蓄热体8-焚烧单元9焚烧降解-过热蒸汽由第一蓄热体6排出并对第二蓄热体7吹扫。

各控制阀的开启逻辑关系由电磁阀逻辑控制器确定。

焚烧单元9中所需焚烧氧气由焚烧单元9顶部的空气进管11提供，焚烧单元9中的温度T达不到设定的700-850℃区间时，由燃气进管10与空气进管11向顶部燃烧器补充热量至设定温度。所需空气量由设置在过热蒸汽管路13上用于测量由蓄热体6排出的过热蒸汽的氧含量探头5测定后确定，含氧量体积百分比为0.5-1％。