一种组合处理高盐和高COD污水的装置的制作方法

本实用新型涉及一种物理吸附技术+高级氧化技术+蒸发技术组合处理高盐(盐含量在1％-20％)和高COD污水(COD指标在10000mg/L至200000mg/L之间)的处理装置，属于污水处理技术领域。

背景技术：

随着工业的迅速发展，污水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。产生的污水处理的难度也越来越高，其中，许多高盐、高COD的污水无法用单一的化学法、生化法、物理法等方法进行达标处理。在这样的前提下，本实用新型提出了一种物理吸附技术+高级氧化技术+蒸发技术+焙烧技术组合处理高盐、高COD污水的装置及处理工艺，有效的解决了，单一处理方式无法达标排放的问题，同时也解决：

1.物理吸附技术容易饱和，难于再生的问题；

2.高级氧化技术无法快速处理COD的问题；

3.蒸发后危废污泥无法处理的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的为了克服现有技术存在的上述问题，而提供一种组合处理高盐、高COD污水的处理装置。

本实用新型预处理阶段采用台湾冠宇水资源科技公司所生产的改性活性碳吸附剂(MAC)，利用MAC快速吸附的能力对污水中的污染物进行快速有效的吸附，将污染物吸附在MAC表面；同时通过台湾冠宇水资源科技公司所生产的臭氧发生器(EO3)，产生臭氧对改性活性碳吸附剂(MAC)进行曝气。使污水中大部分可挥发的有机物(VOC)，通过改性活性碳吸附剂(MAC)和臭氧发生器(EO3)产生的臭氧共同作用下去除。

预处理后的污水在调节PH值为碱性环境后，直接进入氧化蒸发反应器，在高温、高压与氧气的共同作用下，使污水中的有机物氧化成二氧化碳和水，同时利用氧化所产生的化学热蒸发污水，蒸发后的冷凝污水基本脱除所含盐分，COD指标能够降低到可生化标准，可进入后续的生化处理工艺。

蒸发污水过程中，污水中的盐份浓缩、结晶析出，而以半固态进入后续污泥焙烧装置进行焙烧，焙烧过的非常少量的无机盐灰分可作为普通的固体废弃物处理，也可通过再提纯技术进行二次回收利用。

本实用新型运行过程中能同时进行高级氧化、蒸发浓缩、污泥焙烧等过程，将污水中的有机物氧化降低COD指标，将污水中的盐份浓缩、结晶析出为半固体状污泥，将蒸发析出的半固体状的污泥通过焙烧后无害化处理，真正达到了处理污水的同时，将污水中析出的污泥一同无害化处理的状态。

本实用新型的技术方案为：

一种组合处理高盐和高COD污水的处理装置，包括：MAC填料塔，臭氧发生器EO3，预热器A,预热器B，PH调节反应槽，氧化蒸发反应器，除雾器，塔顶气体冷凝器，气液分离器，离心液储罐，冷却结晶器，离心分离机，焙烧炉，燃烧器，管道和泵，其特征在于：污水池通过管道和泵与MAC填料塔上部进口连接；臭氧发生器EO3臭氧出口通过管道和泵与MAC填料塔下部曝气口连接；MAC填料塔下部污水出口通过管道与PH调节反应槽污水进口连接；PH调节反应槽设有PH调节药剂进口；PH调节反应槽污水出口通过管道及泵与预热器A低温进口连接,随后与预热器B低温进口连接；以上所有设备组成预处理部分。

氧化蒸发反应器上部污水进口通过管道与预热器B低温出口连接；氧化蒸发反应器下部氧气进口通过管道与氧气罐连接；氧化蒸发反应器顶部蒸汽出口通过管道与除雾器及塔顶气体冷凝器高温进口连接；氧化蒸发反应器底部浓缩液出口通过液位调节阀降压闪蒸后与塔顶气体冷凝器低温进口连接；塔顶气体冷凝器高温出口通过管道与预热器B高温进口连接；塔顶气体冷凝器低温出口通过管道与预热器A高温进口连接；预热器A、预热器B高温出口与冷凝气液分离器通过管道进行连接；塔顶气体冷凝器底部液体出口通过管道与冷凝结晶器进口连接；冷凝气液分离器底部冷凝液出口通过管道与后续处理工艺进行连接；冷凝气液分离器顶部气体出口与外排接口进行连接；以上所有设备组成氧化蒸发处理部分；

冷却结晶器上部浓缩液进口通过管道与塔顶气体冷凝器底部液体出口连接；冷却结晶器底部浓缩液出口通过管道与离心分离机入口连接；离心分离机污泥出口直接与污泥槽连接；离心分离机污水出口的液体储存在离心液储罐，离心液储罐通过管道和泵与PH调节反应槽连接；污泥槽通过皮带输送机与焙烧炉进行连接，天然气与助燃空气通过燃烧器进入焙烧炉中对污泥进行焙烧；以上所有设备组成污泥焙烧处理部分。

所述的氧化蒸发反应器为带压操作，压力为0.1MPa–0.3MPa之间。

所述的MAC填料塔的填料的吸附剂为冠宇水资源科技公司生产的改性活性碳吸附剂MAC。

所述的臭氧发生器EO3为冠宇水资源科技公司生产的产品。

一种利用组合处理高盐和高COD污水的处理方法，采用MAC吸附+臭氧氧化预处理，氧化蒸发处理，污泥焙烧处理对高盐和高COD污水进行分段分级连续处理，其特征在于按以下步骤进行：

步骤1：高盐和高COD的污水由污水池通过泵和管道进入MAC填料塔上部，与通过MAC填料塔下部曝气盘进入的，由臭氧发生器产生的臭氧在MAC填料间进行充分接触、混合、反应，将污水中大部分可挥发的有机物(VOC)，通过改性活性碳吸附剂(MAC)和臭氧发生器(EO3)产生的臭氧(O3)共同作用下去除；

步骤2：通过MAC填料塔进行预处理后的污水通过管道进入PH调节反应槽，通过安装在PH调节反应槽内的搅拌器将污水与添加进来的PH调节剂进行充分混合，使污水的PH值处于PH:8-11状态；随后通过管道与泵输送进入预热器A或预热器B进行预热；预热器A或预热器B的热源来自于塔顶气体冷凝器内的气体热量；

步骤3：预热完成后的污水通过管道进入氧化蒸发反应器上部，通过氧化蒸发反应器外部加热装置继续加热到设定温度后再并与由氧化蒸发反应器下部进入的氧气在高温、高压的状态进行氧化、蒸发反应。污水中的大量可被氧化的有机物通过高温、高压、高氧的状态快速氧化，并将污水中所含有的大量无机盐分进行蒸发浓缩，使污水转化成蒸汽与盐分进行分离，达到降低污水的COD指标以及盐分指标；

步骤4：氧化蒸发反应器底部的浓缩液通过管路系统上的液位调节阀减压闪蒸后进入塔顶气体冷凝器低温侧；氧化蒸发反应器顶部产生的蒸汽进入塔顶气体冷凝器高温侧与低温侧的浓缩液进行换热、冷却；冷却后的蒸汽再进入预热器A、预热器B的高温侧，与低温侧污水进行进一步换热，冷凝，也使污水进行预热处理；再次冷凝后的蒸汽与水的混合物进入冷凝气液分离器进行气液分离，分离后的冷凝水，进入后续处理工艺(例如：生物法处理工艺等)；分离后的无害气体通过管道进行排空处理。

步骤5：塔顶气体冷凝器底部的浓缩液进入冷凝结晶器进一步结晶、析出；冷却结晶器带有低速搅拌装置，夹套内有循环冷却水，将浓缩液内的盐分不断结晶析出；析出后的结晶与浓缩液一起进入离心分离机进行固液分离；分离后的液体储存在离心液储罐，随后通过泵和管道回到PH调节反应槽内进行循环处理；分离后的固体进入污泥槽内；

步骤6：污泥槽内的污泥在积累一定量后，通过皮带输送机送入焙烧炉内进行焙烧；焙烧炉燃烧器采用天然气作为燃料，将污泥进行900℃以上的燃烧，直接将污泥内的有机燃烧去除，剩下的无机盐可作为常规固体废弃物进行处理；如无机盐中含有有回收价值的无机盐，也可通过后续添加提纯装置将无机盐进一步提纯，回收。

本实用新型中MAC填料塔填料采用台湾冠宇水资源科技公司所生产的改性活性碳吸附剂(MAC)，利用MAC快速吸附的能力对污水中的污染物进行快速有效的吸附，将污染物吸附在MAC表面；而后，通过台湾冠宇水资源科技公司所生产的臭氧发生器(EO3)产生的臭氧气体，至MAC，使臭氧被MAC表面吸附并催化产生羟基自由基(·OH)；·OH自由基再对MAC表面的污染物进行深度的氧化处理，使VOC污染物被快速彻底的降解为对环境无害的物质。同时，吸附于MAC表面的的污染物被清除掉，使MAC始终处于不饱和状态，减少再生的需求。本实用新型运行过程中无须对MAC进行反洗，运行时能结合臭氧，快速有效的对水中的污染物进行氧化，适应性强，处理速度快，占地面积大大减小。

附图说明

图1为本实用新型的MAC表面的臭氧(O3)分解为羟基自由基(·OH)及COD有机物的降解示意图。

图2为本实用新型的流程示意图。

图3为本实用新型的装置结构示意图。

图中：R-A为臭氧发生器EO3，S-A为MAC填料塔，E-A为预热器A,E-B为预热器B，T-01为氧气罐，T-02为PH调节反应槽，T-04为离心液储罐，S-02为离心分离机，R-02为焙烧炉，C-03为冷凝气液分离器，R-01为燃烧器，C-01为氧化蒸发反应器，S-03为除雾器，C-02为塔顶气体冷凝器，S-01为冷却结晶器，P-01、P-02、P-03均为泵。

具体实施方式

如图3所示，本实用新型的装置包括：臭氧发生器EO3(R-A)，MAC填料塔(S-A)，预热器A(E-A),预热器B(E-B)，PH调节反应槽(T-02)，离心液储罐(T-04)，离心分离机(S-02)，焙烧炉(R-02)，冷凝气液分离器(C-03)，燃烧器(R-01)，氧化蒸发反应器(C-01)，除雾器(S-03)，塔顶气体冷凝器(C-02)，冷却结晶器(S-01)，泵、管道等，其特征在于：污水池通过一管道和泵与MAC填料塔上部进口连接；臭氧发生器EO3臭氧出口通过一管道和泵与MAC填料塔下部曝气口连接；MAC填料塔下部污水出口通过一管道与PH调节反应槽污水进口连接；PH调节反应槽设有PH调节药剂进口；PH调节反应槽污水出口通过管道及泵与预热器A低温进口连接,随后与预热器B低温进口连接；以上所有设备组成预处理部分。

氧化蒸发反应器上部污水进口通过管道与预热器B低温出口连接；氧化蒸发反应器下部氧气进口通过管道与氧气罐连接；氧化蒸发反应器顶部蒸汽出口通过管道与除雾器及塔顶气体冷凝器高温进口连接；氧化蒸发反应器底部浓缩液出口通过液位调节阀降压闪蒸后与塔顶气体冷凝器低温进口连接；塔顶气体冷凝器高温出口通过管道与预热器B高温进口连接；塔顶气体冷凝器低温出口通过管道与预热器A高温进口连接；预热器A、预热器B高温出口与冷凝气液分离器通过管道进行连接；塔顶气体冷凝器底部液体出口通过管道与冷凝结晶器进口连接；冷凝气液分离器底部冷凝液出口通过管道与后续处理工艺进行连接；冷凝气液分离器顶部气体出口与外排接口进行连接；以上所有设备组成氧化蒸发处理部分；

冷却结晶器上部浓缩液进口通过管道与塔顶气体冷凝器底部液体出口连接；冷却结晶器底部浓缩液出口通过管道与离心分离机入口连接；离心分离机污泥出口直接与污泥槽连接；离心分离机污水出口的液体储存在离心液储罐，离心液储罐通过管道和泵与PH调节反应槽连接；污泥槽通过皮带输送机与焙烧炉进行连接；天然气与助燃空气通过燃烧器进入焙烧炉中对污泥进行焙烧，以上所有设备组成污泥焙烧处理部分。

所述的氧化蒸发反应器为带压操作，压力为0.1MPa–0.3MPa之间。

所述的MAC填料塔的填料的吸附剂为冠宇水资源科技公司生产的改性活性碳吸附剂MAC。

所述的臭氧发生器EO3为冠宇水资源科技公司生产的产品。

一种组合处理高盐和高COD污水的处理方法，采用MAC吸附+臭氧氧化预处理，氧化蒸发处理工艺，污泥焙烧处理工艺对高盐、高COD污水进行分段分级连续处理，如图2所示，其特征在于按以下步骤进行：

步骤1：高盐和高COD的污水由污水池通过泵和管道进入MAC填料塔上部，与通过MAC填料塔下部曝气盘进入的，由臭氧发生器产生的臭氧在MAC填料间进行充分接触、混合、反应，将污水中大部分可挥发的有机物(VOC)，通过改性活性碳吸附剂(MAC)和臭氧发生器(EO3)产生的臭氧(O3)共同作用下去除；

步骤2：通过MAC填料塔进行预处理后的污水通过管道进入PH调节反应槽，通过安装在PH调节反应槽内的搅拌器将污水与添加进来的PH调节剂进行充分混合，使污水的PH值处于PH:8-11状态；随后通过管道与泵输送进入预热器A或预热器B进行预热；预热器A或预热器B的热源来自于塔顶气体冷凝器内的气体热量；

步骤3：预热完成后的污水通过管道进入氧化蒸发反应器上部，通过氧化蒸发反应器外部加热装置继续加热到设定温度后再并与由氧化蒸发反应器下部进入的氧气在高温、高压的状态进行氧化、蒸发反应。污水中的大量可被氧化的有机物通过高温、高压、高氧的状态快速氧化，并将污水中所含有的大量无机盐分进行蒸发浓缩，使污水转化成蒸汽与盐分进行分离，达到降低污水的COD指标以及盐分指标；

步骤4：氧化蒸发反应器底部的浓缩液通过管路系统上的液位调节阀减压闪蒸后进入塔顶气体冷凝器低温侧；氧化蒸发反应器顶部产生的蒸汽进入塔顶气体冷凝器高温侧与低温侧的浓缩液进行换热、冷却；冷却后的蒸汽再进入预热器A、预热器B的高温侧，与低温侧污水进行进一步换热，冷凝，也使污水进行预热处理；再次冷凝后的蒸汽与水的混合物进入冷凝气液分离器进行气液分离，分离后的冷凝水，进入后续处理工艺(例如：生物法处理工艺等)；分离后的无害气体通过管道进行排空处理。

步骤5：塔顶气体冷凝器底部的浓缩液进入冷凝结晶器进一步结晶、析出；冷却结晶器带有低速搅拌装置，夹套内有循环冷却水，将浓缩液内的盐分不断结晶析出；析出后的结晶与浓缩液一起进入离心分离机进行固液分离；分离后的液体储存在离心液储罐，随后通过泵和管道回到PH调节反应槽内进行循环处理；分离后的固体进入污泥槽内；

步骤6：污泥槽内的污泥在积累一定量后，通过皮带输送机送入焙烧炉内进行焙烧；焙烧炉燃烧器采用天然气作为燃料，将污泥进行900℃以上的燃烧，直接将污泥内的有机燃烧去除，剩下的无机盐可作为常规固体废弃物进行处理；如无机盐中含有有回收价值的无机盐，也可通过后续添加提纯装置将无机盐进一步提纯，回收。

本实用新型的工作原理及特点：

传统的处理方式将氧化处理与蒸发处理分开，例如市面上多效蒸发技术以及MVR技术等都是传统的蒸发工艺，此工艺只有脱盐，浓缩结晶作用，但对污水中所含有的大量的有机物无法直接去除而留在了浓盐水中，使蒸发技术产生的污泥成为危废；再比如市面上的湿式空气氧化技术(WAO)只能对污水中的有机物进行氧化处理，但对其所含的盐份无法去除。以上所说的两种技术都无法面对高盐、高COD指标的污水。

本实用新型利用物理吸附+高级氧化的预处理技术，配合后续的氧化蒸发技术，同时利用污泥焙烧技术，在净化污水的同时，能够做到污泥无害化处理。

物理吸附+高级氧化的预处理技术是利用冠宇水资源科技公司所生产的MAC吸附剂。MAC吸附剂与传统的活性碳吸附剂不同。传统活性碳吸附剂吸附过程中是将污水中的污染物吸附进活性碳表面的孔隙里，一旦吸附进活性碳孔隙里就很难通过简单的反洗方式去除，COD污染物不易进出细孔，所以传统吸附剂的吸附容量低，使用寿命不高。而本实用新型采用的冠宇水资源科技公司的改性活性碳吸附剂MAC，利用表面官能团的物理作用，透过静电引力或凡德瓦耳力，将污水中的污染物吸附在MAC吸附剂表面，再通过MAC吸附剂催化臭氧产生的羟基自由基(·OH)，进行高级氧化处理(AOP)，直接将吸附剂表面的COD污染物氧化掉。如图1所示，这样MAC吸附剂就可再生，重复进行吸附。制作MAC吸附剂的起始物来源很多，包括：活性碳(来自椰壳，沥青，或煤质)，及以农作废弃物为起始物开发为MAC吸附剂。本实用新型的发明人之一，已将废物利用的研究申请成为中国专利“CN103787443A-用以去除总解性固体的流过式吸附器”。

本实用新型所采用的氧化蒸发技术是利用氧气在高温、高压下能够将有机物快速氧化成二氧化碳和水，同时利用氧化所产生的化学热对污水中的水份进行蒸发，污水中的盐份进行浓缩结晶的原理来污水进行处理。其处理过程中既有氧化反应，同时也有蒸发过程，使其在针对高盐、高COD的污水处理中具有非常好的效果。

本实用新型所采用污泥焙烧技术，是利用有机物在高温状态下能够快速有效的被分解的原理，使污泥在焙烧过程中快速升温至900℃以上，使污泥中的有机物快速的被分解，剩下的无机盐可作为固体废弃物处理，也可通过再提纯工艺使其能够回收再利用。

本装置可根据污水中所含盐类、COD指标的不同的需求，通过在线监测仪对数据进行在线采集，并通过PLC进行处理，调节系统的进水量、氧气量、氧化蒸发反应时间等指标。能适应多种不同的高盐、高COD污水。