专利名称：：超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及污水处理系统，例如，焦化废水及其他有机废水处理的新技术，特别是一种超临界水氧化技术处理焦化废水的系统。
背景技术：
：我国焦炭行业发展异常迅速，到去年年底共有15000多个焦化厂，焦炭生产能力已接近3亿吨。但中小独立焦化企业数量占全部焦化企业数量的80%以上，产能约占35%。企业规模小、布局分散极不合理，环保存在问题突出，焦炭生产排放的废水、废气等有害污染物，严重污染环境,威胁人民群众身体健康。我国的焦化企业目前多采用生物法处理焦化废水，先后开发与完善了"A_0、A2—0、A—02等工艺，主要以活性污泥法为主，这种方法对酚、氰的处理可达标准要求，但对COD、NH3—N的处理效果往往不尽如人意，特别是NH3—N几乎没有降解。该过程工序复杂，占地面积较大、投资、运行费用也较高，目前一般焦化废水脱氮的投资为15—20万元/吨水、运行费为5-6元/吨水、占地为100—150m7吨水。为了解决这一问题，从微生物、工艺流程及反应器等几方面着手，对生化法进行了大量的研究，但是就全国情况来看，还有相当部分企业不能满足国家或当地环保标准的要求。所以物化法、焚烧法、湿式催化氧化法、超临界水氧化法处理焦化废水的技术也在近年引起了重视，力求找到一次性投资合理、运行费用低、适应范围广、出水稳定的处理系统。
实用新型内容本实用新型为了解决传统方式存在的问题，提供一种超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其采用超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水，废水中的有机污染物和氧化剂均溶解于水中，氧化反应在均相中进行，在很短的反应时间内，有机污染物被迅速氧化分解。本实用新型的技术方案如下超临界水氧化技术处理焦化废水的系统，其特征在于包括顺序连接的预处理设备、加压泵和一级换热器，所述一级换热器既直接连接除盐装置，又通过超临界锅炉连接除盐装置，所述除盐装置连接反应釜，所述反应釜分别连接氧化剂传输管路和所述一级换热器，并通过所述一级换热器连接二级换热器，所述二级换热器连接冷却器，所述冷却器通过调压装置连接气液分离器。所述氧化剂传输管路连接二级换热器，所述二级换热器通过泵连接氧化剂储罐。所述反应釜采用管式反应釜。所述除盐装置的排盐出口设有过滤网及水冲洗装置。所述冷却器采用余热利用的结构形式。所述超临界锅炉刚开始时作为主加热器，系统运行之后作为辅助加热器，即当废水通过一级换热器加热到380-45(TC后直接进入除盐装置，不再通过超临界锅炉。所述预处理设备采用斜板式沉淀池，并在斜板式沉淀池中添加絮凝剂以提高沉淀效果。所述管式反应釜采用镍基超合金耐腐蚀材料。所述加压泵为柱塞式加压泵。本实用新型的技术效果如下采用本实用新型超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水工艺，只需要预热、无机盐分离和氧化三个反应器，工艺流程大幅縮短，反应时间大幅加快。装置占地面积是生化法的不足十分之一。污染物排放量较普通生化法减少几十倍，尤其是可以有效除去废水中有致癌潜在危害的苯并芘等稠环芳烃。处理后的水质指标可达到和超过工业水标准，彻底实现零排放，且不产生二次污染。由于采用该工艺是从废水源头开始处理(蒸氨前或蒸氨后废水)，而且处理后的水接近地面水要求，对保护饮用水源水质将产生巨大的环境效益。与其它过程相比，采用超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水，反应器结构简单、体积小、处理量大，适用范围广，系统实行全封闭操作，无二次污染，处理后的水可作为回用水标准，是较为理想的焦化废水或有机废水处理工艺过程，具有很好的经济和环境效fh^-。超临界水氧化方法因其具有的高效性以及经济和环境两个方面的优势，具有广阔的应用市场和良好的推广前景。超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水工艺如果能够实现工业化实验，并得到大规模的实施应用，不仅对我国焦化行业废水的处理是一场技术革命，而且由于超临界水通过控制操作条件能够实现对有机物的溶解和无机物的分离，对于造纸、电镀、炼油等行业所排放的难处理有机、无机废水以及城市废水处理都能得到应用。图l为本实用新型超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统结构示意图。附图标记列示如下l-焦化废水或有机废水，2-斜板式高效沉淀池，3-絮凝剂加药装置，4-水解桶，5_阻垢剂加药装置，6-药剂箱或储箱(阻垢剂)，7-柱塞式加压泵，8-—级换热器，9-加热器(超临界锅炉)，10-除盐装置，11-反应釜，12-二级换热器(氧化剂加热器)，13-氧化剂加入泵，14-氧化齐,，15-糊器(带余热利用)，16-调J^S，17-气液分离器(带,咏循环娜)。具体实施方式以下结合附图(图l)对本实用新型进行说明。本实用新型超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，是采用超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水，废水中的有机污染物和氧化剂均溶解于水中，氧化反应在均相中进行，在很短的反应时间内，有机污染物被迅速氧化分解，并利用超临界无机物不溶的特性去除水中的盐。本发明包括焦化废水或有机废水的预处理设备，用高效斜板沉淀池除去废水中的固体颗粒，然后用高压泵输送到节能型换热器进行加热，开始时用超临界锅炉加热到40(TC，进入除盐设备除盐，然后进入管式反应釜与经过加热加压的氧化剂充分反应，因为该反应为自热反应，温度可升到60(TC，再进入节能型换热器作为热介质与新进来的焦化废水或有机废水换热，达到冷却和加热之目的；然后再进入二级换热器加热氧化剂；从二级换热器出来后进入冷却器进行冷却至常温，通过冷却器回收废热，用调节阀调解压力，再进入气液分离器进行气液分离，气体排放，水循环使用。系统利用了两级换热器，当系统运行稳定之后，充分利用有机物氧化是自热反应的特性，在生产过程中不再耗费燃料，并能将余热利用。系统中设有除盐设备，可以去除水中的溶解固体，改善水质。所以本系统具有节能、省水、处理有机有害物彻底的特点。图1为本实用新型超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统结构示意图。本实用新型的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，包括顺序连接的预处理设备(在图中用斜板式高效沉淀池2代表，可以选用其他沉淀池)、加压泵(在图中用柱塞式加压泵7代表，可以选用其他加压泵)和一级换热器8，一级换热器8既直接连接除盐装置10，又通过超临界锅炉9连接除盐装置10，除盐装置10连接反应釜11，反应釜ll分别连接氧化剂传输管路和一级换热器8，并通过一级换热器8连接二级换热器12，二级换热器12连接冷却器15，冷却器15通过调压装置16连接气液分离器17。氧化剂传输管路连接二级换热器12，二级换热器12通过泵13连接氧化剂储罐14。反应釜采用管式反应釜。除盐装置10的排盐出口设有过滤网及水冲洗装置。冷却器采用余热利用的结构形式。超临界锅炉刚开始时作为主加热器，系统运行之后作为辅助加热器，即当废水通过一级换热5器8加热到380-45(TC后直接进入除盐装置10，不再通过超临界锅炉9。预处理设备采用斜板式沉淀池2，并在斜板式沉淀池2中添加絮凝剂以提高沉淀效果。管式反应釜采用镍基超合金耐腐蚀材料。加压泵为柱塞式加压泵7。下面结合图1说明本实用新型超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统的运行流程。如图1所示，焦化废水或有机废水1进入设计带有絮凝剂加药装置3的高效斜板式沉淀池2去除固体颗粒，出水中通过阻垢剂加药装置5加入防腐阻垢剂(阻垢剂储存在药剂箱6中)，再进入柱塞高压泵7加压到25MPa，输送到节能型一级换热器8与反应后的热水进行热交换，初始状态，再进入加热器(超临界锅炉)9加热到4(KTC，可在380-450"C之间选择其他温度，系统运行之后，如果温度能达到400。C则不在进入超临界锅炉9，而是直接进入除盐装置10除盐，然后进入特殊材质、特殊结构形式的管式反应釜11与经过二级换热器12加热,氧化剂加压泵13加压的氧化剂充分反应，因为该反应为自热反应，温度可升到600'C，再进入节能型一级换热器8作为热介质与新进来的焦化废水或有机废水换热，达到冷却和加热之目的；然后再进入二级换热器12加热氧化剂；从二级换热器12出来后进入冷却器15进行冷却至常温，并回收废热，用调压装置16调解压力，再进入气液分离器17进行气液分离，气体排放，液体循环使用。其特点在于1、焦化废水或有机废水在超临界状态(Tc》374.3。C，Pc》22.lMPa)下与氧化剂充分混合反应，利用超临界状态下水的密度、粘度、介电常数、离子积的降低，水分子间的氢键网络结构消失，水的介电常数降低到与有机溶剂近似，有机物在水中的溶解度大幅增加以及小分子气体，如氢气、氧气、甲烷、二氧化碳等可以任意比例与超临界水混溶的性质，大大降低了传质阻力，使有机物在数秒内几乎完全氧化为C02、IW)和N2，并且可以利用超临界状态下，无机盐不溶的特性，除去水中的盐分，提供优质的回用水。2、系统利用了两级换热器，当系统运行稳定之后，充分利用有机物氧化是自热反应的特性，在生产过程中不再耗费燃料，并能将余热利用。3、采用了高效的带有加药装置、下部进水的斜板沉淀池作为焦化废水或有机废水的预处理设备。4、在斜板沉淀池中投入絮凝剂提高沉淀效果。5、在高压泵之前投加耐高温高压的缓蚀阻垢剂减少或杜绝换热设备的结垢、腐蚀问题。6、高压泵的结构形式、材质、密封都是适合高压的及满足焦化废水或有机废水要求的。7、节能型换热器采用特殊的结构设计，使用特殊材质，具有热交换效率高、阻力小、耐腐蚀、耐高温、耐高压的特点。8、本发明中设置了除盐设备，利用了水在超临界状态下，与无机物不溶的特性，将盐分离出来。在除盐设备的出口设有过滤网及水冲洗装置，不仅防止了盐对管路和反应器的堵塞，还实现了无机盐的回收利用。9、反应釜采用管式反应器，结构简单，采用新型的镍基超合金耐腐蚀材料，具有耐高压、耐高温、耐腐蚀的特点。10、冷却器采用节能型结构形式，可以回收废热。本发明工艺实施中具有如下特点-超临界水氧化法作为一种高级氧化废水、废物处理技术用于焦化废水或有机废水，与其它焦化废水或有机废水处理工艺比较，具有如下明显的优越性1、处理效率高并且彻底，有毒有害物质的处理率达到99.99%以上。2、反应速率快，停留时间短，平均停留时间小于30s。3、反应器结构简洁，体积小，占地面积小。4、不产生二次污染，并且去除了水中的盐份，处理后的废水可以完全回收利用，节约了资源和能源。5、若被处理废水中的有机物浓度在1%2%，就可以依靠氧化反应过程中产生的热量来维持反应所需的热能，不需要外界供给热量，若污染物浓度较高，反应能放出更多的氧化热，这些热能可以回收再利用。6、从经济上来考虑，超临界水氧化法处理废物操作维修费较低，单位处理成本较低，具有广泛的工业应用价值。实施取得的技术效果1、工艺流程简化焦化企业目前多采用生物法处理焦化废水，先后开发与完善了"A一0、A2—0、A—02等工艺，主要以活性污泥法为主，该过程工序复杂，占地面积较大、投资费用也较高，一般焦化废水脱氮的投资为15—20万元/吨水，占地为100—150m7吨水。采用超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水，流程简单，因为反应速度快，所以设备容积小，占地面积小，占地为10—15mV吨水。2、节省水、降低能耗有机物分解率可以达到99.99%，盐也可以除去95%，所以水可以完全回收，降低了水的消耗；有机物的氧化反应为自热反应，当浓度达到2%时，基本上不用加热，还可以回收一部分废热，节省了能源。3、保护环境在连续的废水处理装置中实现稳定运行，处理后焦化废水或有机废水出水中C0D、氨氮、色度等各项污染物排放指标远远低于国家排放标准(GB8978-96)。见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>4、占地面积小在超临界状态下，传质阻力小，反应迅速，设备体积小，所以占地面积小，不足生化法的十分之一。5、系统运行稳定:不受环境温度等影响，系统运行稳定，出水水质稳定。6、与湿式氧化法、焚烧法对比:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型己进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。权利要求1.超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于包括顺序连接的预处理设备、加压泵和一级换热器，所述一级换热器既直接连接除盐装置，又通过超临界锅炉连接除盐装置，所述除盐装置连接反应釜，所述反应釜分别连接氧化剂传输管路和所述一级换热器，并通过所述一级换热器连接二级换热器，所述二级换热器连接冷却器，所述冷却器通过调压装置连接气液分离器。2.根据权利要求1所述的超临界水氧化技术处理焦化废水的系统，其特征在于所述氧化剂传输管路连接二级换热器，所述二级换热器通过泵连接氧化剂储罐。3.根据权利要求1所述的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于所述反应釜采用管式反应釜。4.根据权利要求1所述的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于所述除盐装置的排盐出口设有过滤网及水冲洗装置。5.根据权利要求1所述的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于所述冷却器采用余热利用的结构形式。6.根据权利要求1所述的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于所述预处理设备采用斜板式沉淀池，并在斜板式沉淀池中添加絮凝剂以提高沉淀效果。7.根据权利要求3所述的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于所述管式反应釜采用镍基超合金耐腐蚀材料。8.根据权利要求1所述的超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于所述加压泵为柱塞式加压泵。专利摘要超临界水氧化技术处理焦化废水或有机废水的系统，其特征在于包括顺序连接的预处理设备、加压泵和一级换热器，所述一级换热器既直接连接除盐装置，又通过超临界锅炉连接除盐装置，所述除盐装置连接反应釜，所述反应釜分别连接氧化剂传输管路和所述一级换热器，并通过所述一级换热器连接二级换热器，所述二级换热器连接冷却器，所述冷却器通过调压装置连接气液分离器。采用该系统，其废水中的有机污染物和氧化剂均溶解于水中，氧化反应在均相中进行，在很短的反应时间内，有机污染物被迅速氧化分解。文档编号C02F1/52GK201158601SQ20072018746公开日2008年12月3日申请日期2007年12月25日优先权日2007年12月25日发明者刘雪冬,李春和,申英俊申请人:北京能泰高科环保技术有限公司