高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化设备与工艺的制作方法

本发明涉及环境保护工艺与设备，特别涉及一种高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化设备与工艺。

背景技术：

2015年2月，国家分别出台了“水十条”法规，按照法规的要求实施的话，水处理行业将形成2万亿级别的市场，对改善我国生态环境，建设美丽中国意义重大。目前生活污水和一般的工业污水处理大都采用生化处理工艺，实行达标排放。但是对于有机物含量达到数万mg/l，并且盐分含量高、有害成分复杂，特别是含有氯、苯等元素的废水或化工废水等，会形成二次污染，并且处理成本高（有些高达2000~3000元/吨），业主难以承受，所以过去渗坑排注、雨污混排、偷排现象时有发生，造成了严重的土壤和水体污染。环保督察监管力度加大后，上述违法偷排现象得到一些控制，目前这样的废水社会上积存存量较大，是一个全社会头痛的问题。通过调查分析，这些高难处理的废水，其来源大致有三种：第一是传统多效蒸发器、mvr蒸发结晶脱盐工艺形成的母液。mvr是目前工业污水处理较好的技术，节能并可回用部分水，但最后形成的高浓高盐母液和所排出的不凝气也含有少量的低沸点有机物，对环境造成一些不利影响。第二是低浓度和低含盐量的废水采用超滤、纳滤或ro反渗透浓缩后形成的高浓高盐母液；第三是化工企业生产线渗出和反应釜底形成的高浓高盐废水。对于这些高难度的废水，目前一是采用与垃圾一块焚烧或喷入工业窑炉内焚烧处理，但由于其处理能力所限而“烧不了”，或者由于废水成分复杂，易形成二次污染而“不能烧”。所以，发明一种能彻底完好地处理工艺及设备是非常必要的。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化设备与工艺，以废水中所含有机物做能源，采用蒸汽再循环高温热氧化工艺对废水处理，解决传统方式存在的上述缺点，并且实现废物资源化利用，节约能源、降低系统运行成本的目的。

本发明提到的一种高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化设备，其技术方案是：包括氧化装置、蒸馏釜、风机（15）、空气预热器（17）、引射器（18）、废水循环泵、废水供给泵、冷凝液罐（21）、废水池（16）及排气烟囱（31），其中氧化装置由换向阀（24）、换热器（25）、左蓄热室（33）、右蓄热室（26）、氧化室（30）自下而上连接安装，构成废水氧化部分；蒸馏釜上设置晶桨排出阀和高沸点有机物排出阀，可设置两台或两台以上的蒸馏釜，交替投入运行，构成废水蒸馏部分；废水池（16）、废水供给泵顺次通过管道连接于蒸馏釜，通过将蒸馏釜、废水循环泵、氧化装置的换热器（25）通过管道及管道附件顺次相连接形成废水封闭循环系统，构成强制废水循环部分；风机（15）、空气预热器（17）、引射器（18）、氧化装置的换向阀（24）通过管道及管道附件顺次相连接，构成进气和运行安全监控部分；由管道及管道附件将废水氧化部分、废水蒸馏部分、强制废水循环部分、进气和运行安全监控部分连接联系，构成高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化设备与工艺。

优选的，上述氧化室（30）设有左燃烧机（32）和右燃烧机（28），且内腔分为左蓄热室（33）和右蓄热室（26），在左蓄热室（33）和右蓄热室（26）的下方设有换热器（25），在换热器（25）的下方设有换向阀（24）。

优选的，上述的氧化室（30）上设有氧化室温度传感器（29）；在左蓄热室（33）上设有左蓄热室温度传感器（34），在右蓄热室（26）上设有右蓄热室温度传感器（27）；在换向阀（24）上设有换向阀左温度传感器（20）和换向阀右温度传感器（23）。

优选的，废水蒸馏部分设置两台蒸馏釜，每台蒸馏釜上设置蒸汽温度传感器、液体温度传感器、下液体温度传感器、排晶桨上阀、排晶桨下阀和高沸点有机物排出阀，根据蒸馏釜内温度情况，两台蒸馏釜交替投入运行；且所述蒸馏釜的下部呈锥形。

优选的，1号蒸馏釜（7）上侧设有1号安全泄压阀（2）、1号蒸汽温度传感器（3）、1号上液体温度传感器（4）、1号液位计（5），中下部设有1号下液体温度传感器（6）和1号高沸点有机物排出阀（10），底部串联设有1号排晶桨上阀（8）和1号排晶桨下阀（9）。

优选的，废水池（16）的一端通过废水池出水阀（14）连接到两台蒸馏釜，另一端通过冷凝液罐（21）连接到换向阀（24）的下端。

优选的，空气预热器（17）的一侧设有风机（15），上端连接排气烟囱（31），另一侧通过引射器（18）连接到换向阀（24）；所述引射器（18）的上部通过管线连接到两台蒸馏釜的顶部；预热空气并将空气与废水蒸汽预混均匀，并控制在合理的浓度范围。

本发明提到的高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化工艺，包括以下过程：

（1）、准备工作：将2台蒸馏釜注满废水，启用第一台蒸馏釜，开启废水循环泵，将废水供给泵置于热备状态；

（2）、开机启动：低流量启动风机、启动燃烧机加热氧化室和蓄热室、开启换向阀，当氧化室和蓄热室温度分别达到1000℃和800℃、第一台蒸馏釜开始有蒸汽产出后，逐步减少辅助燃料供给，待蒸汽产出稳定后，启动成功；

（3）、正常运行：在风机作用下，由引射器将第一台蒸馏釜中的低压水蒸汽和低沸点有机挥发物送往蓄热室预热、在氧化室内高温氧化释放热量，热量由下风侧的蓄热陶瓷体部分留存，大部分氧化热由换热器交换给废水，废水循环泵将饱和的高温废水送至蒸馏釜，产出水蒸汽和低沸点有机物；氧化后的排气继续流动，再分别加热风机送来的空气、废水供给泵送来的废水；最终排出的气体仅比环境空气温度高不超过70℃，如此周而复始，废水中的水份和低沸点有机物在恒温下不断蒸发，其中的盐份结晶析出，高沸点有机液留存在蒸馏釜中；废水供给泵不断补充原始废水来维持蒸馏釜液面高度，高沸点有机液积累越来越多，经过一定时间后，当测得蒸馏釜中的液体温度超过一定温度时，第一台蒸馏釜进入排液期，立即切换到第二台蒸馏釜工作；排出高沸点有机液，第一台蒸馏釜完成工作后，高沸点的有机液作为燃料由燃烧机在氧化室内实现高温氧化放热；两台蒸馏釜如此交替工作，蒸发水份、结晶析出盐份、氧化分解有机物质。

本发明与现有技术相比，其有益效果具体如下：

1、环保效果彻底：将废水中低沸点的有机物、与水共沸的有机物通过蒸馏与空气预混后在1000℃左右高温氧化床内均质均温氧化，将废水中高沸点有机物蒸馏分离后在1000℃左右高温氧化床内雾化喷燃烧，有机物质转化成co2、h2o等无害物质，以气体的形式清洁排放；如废水中含有部分氯、苯等元素的物质，通过氧化装置内的急冷换热器，避免氧化排气过程中合成二恶英，废水中的盐分蒸馏分离，另作处理；

2、运行安全可靠：采用了预混燃烧（氧化）和扩散喷烧（氧化）相结合的方式处理废水中的有机物，废水中低沸点的有机物蒸馏出来与空气预混后氧化，通过在线的有机气体浓度传感器监控混合气体的浓度在合理的范围内，保障预混气体的安全氧化；废水中的较高沸的有机物采用雾化喷烧，既有扩散燃烧，又有预混氧化的混合方式，在氧化装置蓄热氧化室内安全处理。通过两个蒸馏釜交替投入运行，控制蒸馏蒸汽与空气混合后的有机物浓度不超标；

3、运行经济性好：废水中的有机物高温氧化或（和）喷烧产生热量作为用于蒸馏废水，废水蒸汽与低沸点有机物加热空气后又回流到高温氧化床能量得到再利用，废水处理后变成清洁气体排入大气，排出温度低于80℃，因此在治理废水的同时，利用了废水中的有机物能量，降低设备运行成本，总体运行费用小于现有处理技术运行费用的20%。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

上图中：1号蒸汽阀1、1号安全泄压阀2、1号蒸汽温度传感器3、1号上液体温度传感器4、1号液位计5、1号下液体温度传感器6、1号蒸馏釜7、1号排晶桨上阀8、1号排晶桨下阀9、1号高沸点有机物排出阀10、1号废水止回阀11、1号废水供给泵12、1号泵前过滤器13，废水池出水阀14、风机15、废水池16、空气预热器17、引射器18、有机气体浓度传感器19、换向阀左温度传感器20、冷凝液罐21、换向阀放液阀22、换向阀右温度传感器23、换向阀24、换热器25、右蓄热室26、右蓄热室温度传感器27、右燃烧机28、氧化室温度传感器29、氧化室30、排气烟囱31、左燃烧机32、左蓄热室33、左蓄热室温度传感器34、废水循环泵压力传感器35、1号废水循环泵阀36、1号废水循环泵37，2号废水循环泵阀38、2号废水循环泵39、2号蒸汽阀40、2号安全泄压阀41、2号蒸汽温度传感器42、2号上液体温度传感器43、2号液位计44、2号下液体温度传感器45、2号蒸馏釜46、2号排晶桨上阀47、2号排晶桨下阀48、2号废水止回阀49、2号废水供给泵50、2号泵前过滤器51。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，参照附图1，一种高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化设备，包括1号蒸汽阀1、1号安全泄压阀2、1号蒸汽温度传感器3、1号上液体温度传感器4、1号液位计5、1号下液体温度传感器6、1号蒸馏釜7、1号排晶桨上阀8、1号排晶桨下阀9、1号高沸点有机物排出阀10、1号废水止回阀11、1号废水供给泵12、1号泵前过滤器13、废水池出水阀14、风机15、废水池16、空气预热器17、引射器18、有机气体浓度传感器19、换向阀左温度传感器20、冷凝液罐21、换向阀放液阀22、换向阀右温度传感器23、换向阀24、换热器25、右蓄热室26、右蓄热室温度传感器27、右燃烧机28、氧化室温度传感器29、氧化室30、排气烟囱31、左燃烧机32、左蓄热室33、左蓄热室温度传感器34、废水循环泵压力传感器35，1号废水循环泵阀36、1号废水循环泵37、2号废水循环泵阀38、2号废水循环泵39、2号蒸汽阀40、2号安全泄压阀41、2号蒸汽温度传感器42、2号上液体温度传感器43、2号液位计44、2号下液体温度传感器45、2号蒸馏釜46、2号排晶桨上阀47、2号排晶桨下阀48、2号废水止回阀49、2号废水供给泵50、2号泵前过滤器51，各件由管道及管道附件相连接。

其中，1号蒸汽阀1、1号安全泄压阀2、1号蒸汽温度传感器3安装连接于1号蒸馏釜7的上部空腔，1号上液体温度传感器4、1号液位计5、1号下液体温度传感器6、1号高沸点有机物排出阀10安装连接于1号蒸馏釜7的下部液体腔，1号排晶桨上阀8、1号排晶桨下阀9安装连接于1号蒸馏釜7的下部，1号蒸馏釜7的底部呈锥形，有利于排出晶桨；2号蒸馏釜46上的仪表和阀门等附件与1号蒸馏釜7完全相同。1号蒸馏釜7和2号蒸馏釜46在废水供给、废水循环和蒸馏蒸汽等方面通过管道及管道附件并联连接，根据1号上液体温度传感器4、1号下液体温度传感器6的温度和2号上液体温度传感器43、2号下液体温度传感器45温度是否接近105℃，来决定两蒸馏釜的工作切换，即：那个投入运行，那个进入排高沸点有机物和清理晶桨。如蒸馏过程中晶桨较多，运行中的蒸馏釜可及时进行排晶桨，即：1号排晶桨上阀8先开一段时间后关闭，再开1号排晶桨下阀9，排净后关闭。通过1号液位计5来监测蒸馏釜7内液位，以控制1号废水供给泵12的工作负荷。2号蒸馏釜46上的2号排晶桨上阀47、2号排晶桨下阀48也是如此操作。

其中，废水池16、废水池出水阀14相连接后，并联方式分别连接1号泵前过滤器13、1号废水供给泵12、1号废水止回阀11和2号泵前过滤器51、2号废水供给泵50、2号废水止回阀49，分别接入1号蒸馏釜7和2号蒸馏釜46的废水循环管系的出入管道。1号蒸馏釜7、1号废水循环泵阀36、1号废水循环泵37，2号蒸馏釜46、2号废水循环泵阀38、2号废水循环泵39及废水循环泵压力传感器35、换热器25通过管道连接形成废水内循环系统。废水在此系统内利用氧化和（或）喷烧热得以蒸馏蒸发。

其中，风机15、空气预热器17、引射器18、有机气体浓度传感器19通过管道与换向阀24相连接，再与1号蒸汽阀1、1号安全泄压阀2构成氧化装置进气与安全监控系统，在风机15风流作用下，引射器18从蒸馏釜7中抽吸蒸汽并与空气均混，由有机气体浓度传感器19监测浓度使其工作在合理范围内，当监测浓度失控时，关闭1号蒸汽阀1，开安全泄压阀2，将蒸馏蒸汽排空。另一个蒸馏釜系统工作过程与此完全相同。

另外，换向阀24、换热器25、右蓄热室26、左蓄热室33、氧化室30自下而上顺次安装，其中右蓄热室26和左蓄热室33左右水平布置，构成氧化装置。换向阀左温度传感器20、换向阀右温度传感器23分别安装在换向阀24左、右中部。右蓄热室温度传感器27、左蓄热室温度传感器34、分别连接于右蓄热室26、左蓄热室33。左燃烧机32、右燃烧机28分别安装在氧化室30的左、右侧。排气烟囱31与空气预热器17连接。通过氧化装置换向阀24周期性（约100秒左右）地改变空气与蒸汽混合气体在氧化装置内的流动方向，新进气体在一个蓄热室内得到预热，氧化后的高温气体部分留存在另一外蓄热室。换热器25对氧化排气进行急冷，防止含氯废水二恶英的二次生成。另外，换向阀放液阀22、冷凝液罐21、废水池16顺次相连接，回收空气与蒸馏水蒸汽混合后的冷凝液，以备再次循环氧化处理。

本发明提到的高盐高浓含氯废水蒸汽再循环高温热氧化工艺，包括以下过程：

（1）、准备工作：将2台蒸馏釜注满废水，启用第一台蒸馏釜，开启废水循环泵，将废水供给泵置于热备状态；

（2）、开机启动：低流量启动风机、启动燃烧机加热氧化室和蓄热室、开启换向阀，当氧化室和蓄热室温度分别达到1000℃和800℃、第一台蒸馏釜开始有蒸汽产出后，逐步减少辅助燃料供给，待蒸汽产出稳定后，启动成功；

（3）、正常运行：在风机作用下，由引射器将第一台蒸馏釜中的低压水蒸汽和低沸点有机挥发物送往蓄热室预热、在氧化室内高温氧化释放热量，热量由下风侧的蓄热陶瓷体部分留存，大部分氧化热由换热器交换给废水，废水循环泵将饱和的高温废水送至蒸馏釜，产出水蒸汽和低沸点有机物；氧化后的排气继续流动，再分别加热风机送来的空气、废水供给泵送来的废水；最终排出的气体仅比环境空气温度高不超过70℃，如此周而复始，废水中的水份和低沸点有机物在恒温下不断蒸发，其中的盐份结晶析出，高沸点有机液留存在蒸馏釜中；废水供给泵不断补充原始废水来维持蒸馏釜液面高度，高沸点有机液积累越来越多，经过一定时间后，当测得蒸馏釜中的液体温度超过一定温度时，第一台蒸馏釜进入排液期，立即切换到第二台蒸馏釜工作；排出高沸点有机液，第一台蒸馏釜完成工作后，高沸点的有机液作为燃料由燃烧机在氧化室内实现高温氧化放热；两台蒸馏釜如此交替工作，蒸发水份、结晶析出盐份、氧化分解有机物质。

实施例2，本发明与实施例1不同之处是：采用三台蒸馏釜并联，一台作为备用，也可以完成上述功能。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。