一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种橡胶生产废水的处理方法，即ー种高浓度难生物降解有机废水的超临界水氧化处理方法，属于水污染控制技木。
【背景技术】
[0002]橡胶生产废水是ー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(C0D)、氨氮和硫含量也较高。橡胶生产废水对地下水、土壌、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。
[0003]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，但是厌氧段会増加后续エ序的负荷(不论厌氧发酵还是UASB等其他エ艺)，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増加的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。基于乳清循环使用エ艺的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。
`[0004]可见，目前，橡胶生产废水没有有效的治理技木。超临界水氧化是指当水的温度和压カ高于水的临界温度(T=374.3°C)和压カ(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)，是ー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】
[0005]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。
[0006]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カ，反应后的气液混合物经过冷却和气液分离，最終排出。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。该方法エ艺简单、处理效果好。
[0007]本发明的目的由如下技术方案实施:
[0008]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:
[0009](1)用高压柱塞泵(2 )将橡胶废水储罐(I)内的废水打入废水预热器(3 )中；
[0010](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°C—500°C，预热后与经过废水预热器(3)预热到300°C的废水一起进入超临界水氧化反应器(7)中；
[0011](3)用高压柱塞泵(2)、气体增压泵(5)和压カ控制装置(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)中的反应压カ为10MPa—50MPa、i*温度为300°C—600°C，氧化剂加入量为废水中COD量的I一6倍；
[0012](4)橡胶生产废水与氧气在超临界水氧化反应器(7)中(T=550°C，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；
[0013](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°C ;
[0014](6)冷却后的气液混合物经过压カ控制装置(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C0D=8.7mg/L、氨氮=7mg/L、硫含量=0.3mg/L,达到《污水综合排放标准》的ー级标准。
[0015]本发明的优点在于:
[0016]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。
[0017]本エ艺还具有节能、省水、处理有机有害物质彻底的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法的流程图。
[0019]1-废水储罐，2-高压柱塞泵，3-废水预热器，4-氧气钢瓶，5-气体增压泵，6-气体预热器，7-超临界水氧化反应器，8-冷却器，9-压カ控制装置，10-气液分离器。
【具体实施方式】
[0020]以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0021]參考图1，一种橡胶生产废水的超临界水氧化处理方法，是采用超临界水氧化技术处理橡胶废水，氧化剂氧气与废水中的有机物均溶解于水中，氧化反应在均相中进行，在很短的时间内，有机物被迅速氧化分解。采用的装置包括废水储罐1、高压柱塞泵2废水预热器3、氧气钢瓶4、气体增压泵5、气体预热器6、超临界水氧化反应器7、冷却器8、压カ控制装置9、气液分离器10。
[0022]1)用高压柱塞泵2将橡胶废水储罐I内的废水打入废水预热器3中。
[0023]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°C—500°C，预热后与经过废水预热器3预热到300°C的废水一起进入超临界水氧化反应器7中。
[0024]3)用高压柱塞泵2、气体增压泵5和压カ控制装置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中的反应压カ为28MPa。
[0025]4)橡胶生产废水与氧气在超临界水氧化反应器7中(T=550°C，P=28MPa)停留20秒钟，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。
[0026]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°C。
[0027]6)冷却后的气液混合物经过压カ控制装置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C0D=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(C0D=100mg/L、氨氮=15mg/L、硫化物=1.0mg/L)，对橡胶废水的COD去除率能够达到99%以上。
[0028]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于`本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
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(I)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°C—500°C，预热后与经过废水预热器(3)预热到300°C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)和压カ控制装置(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)中的反应压カ为1010^—5010^、反应温度为300°C—600°C，氧化剂加入量为废水中COD量的I一6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°C，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°C ; (6)冷却后的气液混合物经过压カ控制装置(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C0D=8.7mg/L、氨氮=7mg/L、硫含量=0.3mg/L,达到《污水 综合排放标准》的ー级标准。
【文档编号】C02F103/38GK103496814SQ201310459269
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】崔景东, 张永锋, 李春萍, 刘占英, 王宇鹤 申请人:内蒙古工业大学