一种含磷、DMF和VOCs综合废水的处理系统及其方法与流程

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-haackreaction)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。

技术实现要素：

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。

附图说明

图1是本发明一种含磷、dmf和vocs综合废水的处理系统及其方法的结

构流程图。

附图中各部件的标记如下：

1、成盐反应釜；2、二甲胺吸收塔；3、压滤机；4、母液吸收釜；5、三效

蒸发器；6、磷酸钙煅烧炉；7、氯化钠煅烧炉；8、二次燃烧室；9、助燃

风预热器；10、助燃风机；11、急冷塔装置；12、脱硫脱硝塔装置；13、活

性炭吸附装置；14、磷酸钙旋风分离器；15、氯化钠旋风分离器；16、活

性炭再生装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：

如图1所示，一种含磷、dmf和vocs综合废水的处理系统及其方法，包括成盐反应釜1，含磷和dmf的废水排入成盐反应釜1内，向成盐反应釜1中加入氧化钙，将废水的ph值调节至12～14，氧化钙采用工业级氧化钙即可。ph值调节完毕后，对成盐反应釜1进行加热升温至80～100℃，同时保温4～6小时；此过程中，氧化钙和废水中的磷酸发生反应生成磷酸钙，碱性的磷酸钙和氢氧化钙环境，同时加热的条件下，废水中的dmf会充分发生分解生成二甲胺气体，产生的二甲胺气体通过二甲胺吸收装置2吸收，二甲胺吸收装置2可以采用降膜吸收塔，当收集的二甲胺气体浓度达到不小于40％后，可以进行外售。

如图1所示，二甲胺气体分解吸收完毕后的废水进入压滤机3，经过压滤机3压滤得到磷酸钙湿品和母液废水，母液废水的主要成分为氯化钠。其中：磷酸钙湿品进入煅烧炉单元中的磷酸钙煅烧炉6内煅烧，煅烧温度为800～900℃之间，去除水分和cod，然后通过磷酸钙旋风分离器13分离得到合格的磷酸钙产品，进行外售或者自用。母液废水通过母液吸收釜4进入三效蒸发器5内，三效蒸发后的蒸发水已符合排放标准，经过常规废水处理系统后排放。三效蒸发得到的废盐进入煅烧炉单元中的氯化钠煅烧炉7内煅烧去除cod，氯化钠煅烧炉7中温度为700～800℃，然后通过氯化钠旋风分离器16分离得到氯化钠产品进行外售或者自用。

如图1所示，煅烧炉单元中的磷酸钙煅烧炉6和氯化钠煅烧炉7内排出的尾气进入二次燃烧室8进一步燃烧，在二次燃烧室8中尾气升温至1100℃，同时停留时间不低于2s，分解二噁英，同时喷入氨水进行脱硝处理。脱硝处理后的尾气进入助燃风预热器9和驱动助燃风预热器9工作的助燃风机10提供的助燃空气进行换热，温度降至450～550℃后，与助燃空气换热后的尾气进入急冷塔装置11，与急冷塔装置11顶部喷流而下的急冷水或者急冷风顺向混合，在1s时间内温度降低至低于200℃；经过换热后的助燃空气分别进入各用气装置：磷酸钙煅烧炉6、氯化钠煅烧炉7和二次燃烧室8内。

如图1所示，助燃风预热器9连通设置有急冷塔装置11，急冷塔装置11连通设置有脱硫脱硝塔装置12，脱硫脱硝塔装置12连通设置有活性炭吸附装置13。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，经脱硫脱硝后的尾气进入活性炭吸附装置13，尾气中残余的有机废气和二噁英等被活性炭吸附，其余的气体达标排放，吸收液吸收饱和后进入废水处理系统的三效蒸发器5内进行处理。

如图1所示，活性炭吸附装置13连通设置有活性炭再生装置16，活性炭吸附装置13吸附饱和后，采用热法再生的方式，热量来自再生天然气和空气燃烧反应，再生时脱附的气体可作为可燃气进入二次燃烧室8燃烧。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7内作为燃气进行使用。

经本发明处理后的废水中无机磷、dmf、二甲胺、氯化钠和vocs等成分均能够回收合格的磷酸钙、二甲胺、氯化钠产品进行自用或者外售。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。