本发明涉及工业废水处理系统及处理工艺技术领域，具体涉及一种催化剂母液处理回收利用系统及其处理工艺。
背景技术：
住宅的、商业的、农业的以及工业的用水产生了大量未经处理的废水，这些废水会导致健康危害以及环境问题。因此，大部分城市在其污水收集系统的下游使用废水处理设备，将未净化的废水处理成比较无害的形式。
进入处理设备(流入)的废水大概是99％的水以及1％的大型物体、固体、溶解固体、油类、蜡状物以及有机物的混合物。通过使用一系列的处理步骤，可以将后者与前者分离，这些处理步骤通常称为预处理、初级处理、二级处理以及高级处理。预处理和初级处理清除固体。二级处理使用微生物清除溶解的有机物。高级(三级)处理清除营养物如氮和磷。其他的处理包括消毒、过滤和反渗透。
常规废水处理系统的最终产物是经处理后的废水和淤泥。处理后的废水通常排放到废水处理厂附近的水体(如溪流、河流或海洋)中。淤泥通常倾倒到厂区外的特定区域，有时候经处理后作为肥料使用。
这些最终产物的产生和处理，以及废水处理厂的常规运行可能效果不理想。例如，处理后的废水不断排放到附近的水体中，对环境可能有害。此外，所产生的淤泥会产生强烈的臭味，这些臭味使废水处理厂附近区域不适合栖息或居住。
而某些工业废水如催化剂母液如表中所测得的水质情况：
其成分较复杂，既有无机物又有有机物，具体包括了磷、可溶硅、铝和cod(代表有机物和部分还原性无机物)等物质。cod高，主要是由母液中的有机物造成，tds高(包括磷酸盐、可溶硅和氧化铝等)，ph值9，为弱碱性，对上述催化剂母液特性的分析，可得出如下结论：
1)该催化剂母液具有成分复杂的特点，同时tds及cod值都很高。
2)针对可溶硅的问题，需要充分考虑防止结垢的危险。
3)从实现母液中物料的回收和废水处理来讲，结合节能考虑，宜采用母液浓缩工艺对其进行回收处理。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种处理以上述催化剂母液的处理回收利用系统及其处理工艺，使其达到浓缩物水分蒸发的比较彻底，含水量很低，可以经过干燥后返回系统再利用。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种催化剂母液处理回收利用系统，所述系统包括依次连接的母液分离单元、母液蒸发单元和干燥制粉单元，催化剂母液的原液通过原液输送管与母液分离单元的输入端连接，母液分离单元的一次浓缩液输出端通过第一浓缩液输送管与母液蒸发单元的输入端连接，母液分离单元的冷凝水输出端通过第一冷凝水输送管与水的生化处理水池连接，母液蒸发单元的二次浓缩液输出端通过第二浓缩液输送管与干燥制粉单元的输入端连接，母液蒸发单元上的冷凝水输出端通过第二冷凝水输送管及第三冷凝水输送管与水的生化处理水池连接，干燥制粉单元的输入出端与干粉包装单元连接。
其中优选的技术方案是，所述原液输送管通过原液缓冲器、进料泵、过滤器、不凝气预热器、冷凝水预热器与第一汽液分离器的原料进口连接，第一汽液分离器上设有循环液进口、循环液出口和蒸汽排出口，在循环液进口与循环液出口之间连接有第一浓缩液循环管，在第一浓缩液循环管上串接有第一循环泵和第一循环加热器，所述第一浓缩液输送管的一端连接在第一循环泵与第一循环加热器之间的连接管上，第一循环加热器上还设有第一冷凝水输送管连接端口，第一冷凝水输送管由所述端口分别经由第一冷凝水储罐、第一冷凝水输送泵、冷凝水预热器与水的生化处理水池连接；第一循环加热器上还设有第一蒸汽排出端口，第一蒸汽排出端口通过第一蒸汽排出管、不凝气预热器与真空泵的进气口连接；第一汽液分离器上第一蒸汽排出口通过第一蒸汽排出管与蒸汽压缩机的进气口连接，蒸汽压缩机的排气口经排气管与第一循环加热器上的第一进气口连接，排气管还经第一进气分支管路与外来生蒸汽连接；蒸汽压缩机还设有离子水的进水口，进水口通过进水管路及连接在进水管路上的蒸汽压缩机供水泵、蒸汽压缩机供水罐与去离子水的去离子水源连接。
进一步优选的技术方案是，所述进料泵、第一冷凝水输送泵、蒸汽压缩机供水泵均为离心泵，所述第一循环泵为轴流泵，蒸汽压缩机为离心式蒸汽压缩机，所述不凝气预热器与冷凝水预热器为列管换热器，所述过滤器为袋式过滤器，所述真空泵为水环真空泵，所述第一循环加热器为管式加热器。
优选的技术方案还有，所述第一浓缩液输送管的另一端与第二浓缩液循环管连接，第二浓缩液循环管的两端分别与母液蒸发单元中的第二气液分离罐上的第二循环液的出液口及第二循环液的进液口连接，在第二浓缩液循环管上串接有第二循环泵和第二循环加热器，第一浓缩液输送管的另一端连接在第二循环液的出液口与第二循环泵之间的连接管上；第二浓缩液输送管的一端连接在第二循环泵与第二循环加热器之间的连接管上；第二循环加热器上还设有第二冷凝水输送管连接端口，第二冷凝水输送管经由蒸汽压缩机供水罐与去离子水的去离子水源连接；第二气液分离罐上设有第二蒸汽排出端口，第二蒸汽排出端口通过第二蒸汽排出管与冷凝器连接，冷凝器上设有第三冷凝水输输出端口，第三冷凝水输送管的一端与第三冷凝水输出端口连接，第三冷凝水输送管的另一端与水的生化处理水池连接，在第三冷凝水输送管上串接有第二冷凝水罐和第二冷凝水泵；冷凝器还设有循环水的进水口和循环水的出水端口，进水口、出水口分别通过进水管和出水管与外部循环去离子水源连接；第二气液分离罐上设有外来生蒸汽进入端口，外来生蒸汽进入端口通过第二进气分支管路与外来生蒸汽连接。
进一步优选的技术方案还有，所述第二循环泵为轴流泵，所述第二冷凝水输送泵为离心泵，所述第二循环加热器为管式加热器，所述冷凝器为列管冷凝器。
优选的技术方案还有，所述母液分离单元、母液蒸发单元和干燥制粉单元分别通过输入/输出适配器、输入信号开关量模块、输出信号开关量模块、模拟量输入模块和模拟输出模块以及通讯接口与plc控制器连接，plc控制器连接与上位机连接。
进一步优选的技术方案还有，所述plc控制器为西门子s7-300系列控制器。
一种用催化剂母液处理回收利用系统处理催化剂母液的处理工艺，所述处理工艺包括如下工艺步骤：
第一步，将催化剂母液的原液通过进液管输送至母液分离单元，原液在母液分离单元被加热，通过母液分离单元中的预热器、汽液分离器和加热器将原液中的大部分水分蒸发，蒸发出来的冷凝水被输送到生化处理水池，分离后得到催化剂母液的初级浓缩液；
第二步：将第一步蒸发后得到的初级浓缩液再通过加热蒸汽和汽液分离器继续浓缩，将二次浓缩过程中得到的冷凝水与初步浓缩过程中得到的冷凝水混合输送到生化处理水池，再将二次浓缩后得到的浓缩液输送到干燥制粉单元，即可得到固体物料。
本发明的优点和有益效果在于：采用上述处理用催化剂母液处理回收利用系统及其处理工艺，可以达到浓缩物水分蒸发的比较彻底，含水量很低，可以经过干燥后返回系统再利用。高温时浓缩物可以呈现很好的流动性，而低温或常温时流动性变差，较粘，但可溶于水。在高温时输送流体至目的地比较可行。但进行干燥后也可得到粉末固体物质，这样更有利于包装运输，此催化剂母液蒸发浓缩实验全过程十分稳定。
附图说明
图1是本发明催化剂母液处理回收利用系统结构框图；
图2是本发明催化剂母液处理回收利用系统结构图。
图1中：a、母液分离单元；b、母液蒸发单元；c、干燥制粉单元；d、生化处理水池；01、原液；02、原液输送管；03、输入端；04、一次浓缩液输出端；05、第一浓缩液输送管；06、输入端；07、冷凝水输出端；08、第一冷凝水输送管；09、二次浓缩液输出端；10、第二浓缩液输送管；11、输入端；12、冷凝水输出端；13、第二冷凝水输送管；14、第三冷凝水输送管；15、干粉输出端。
图2中：16、原液缓冲器；17、进料泵；18、过滤器；19、不凝气预热器；20、冷凝水预热器；21、第一汽液分离器；22、原料进口；23、循环液进口；24、循环液出口；25、蒸汽排出口；26、第一浓缩液循环管；27、第一循环泵；28、第一循环加热器；29、第一冷凝水储罐；30、第一冷凝水输送泵；31、第一蒸汽排出端口；32、第一蒸汽排出管；33、真空泵；34、第一蒸汽排出管；35、蒸汽压缩机；36、进气口；37、排气口；38、排气管；39、第一进气口；40、第一进气分支管路；41、外来生蒸汽；42、进水口；43、进水管路；44、蒸汽压缩机供水泵；45、蒸汽压缩机供水罐；46、去离子水源；47、第二浓缩液循环管；48、第二气液分离罐；49、第二循环液的出液口；50、第二循环液的进液口；51、第二循环泵；52、第二循环加热器；53、第二蒸汽排出端口；54、第二蒸汽排出管；55、冷凝器；56、第三冷凝水输输出端口；57、第二冷凝水罐；58、第二冷凝水泵；59、进水口；60、出水口；61、进水管；62、出水管；63、外来生蒸汽进入端口；64、第二进气分支管路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是一种催化剂母液处理回收利用系统，所述系统包括依次连接的母液分离单元a、母液蒸发单元b和干燥制粉单元c，催化剂母液的原液01通过原液输送管02与母液分离单元a的输入端03连接，母液分离单元a的一次浓缩液输出端04通过第一浓缩液输送管05与母液蒸发单元b的输入端06连接，母液分离单元a的冷凝水输出端07通过第一冷凝水输送管08与水的生化处理水池d连接，母液蒸发单元b的二次浓缩液输出端09通过第二浓缩液输送管10与干燥制粉单元c的输入端11连接，母液蒸发单元b上的冷凝水输出端12通过第二冷凝水输送管13及第三冷凝水输送管14与水的生化处理水池d连接，干燥制粉单元c的干粉输出端15与干粉包装单元连接。
如图2所示，本发明优选的实施方案是，所述原液输送管02通过原液缓冲器16、进料泵17、过滤器18、不凝气预热器19、冷凝水预热器20与第一汽液分离器21的原料进口22连接，第一汽液分离器21设有循环液进口23、循环液出口24和蒸汽排出口25，在循环液进口23与循环液出口之间连接有第一浓缩液循环管26，在第一浓缩液循环管26上串接有第一循环泵27和第一循环加热器28，所述第一浓缩液输送管05的一端连接在第一循环泵27与第一循环加热器28之间的连接管上，第一循环加热器28上还设有第一冷凝水输送管08连接端口，第一冷凝水输送管08由所述端口分别经由第一冷凝水储罐29、第一冷凝水输送泵30、冷凝水预热器20与水的生化处理水池d连接；第一循环加热器28上还设有第一蒸汽排出端口31，第一蒸汽排出端口31通过第一蒸汽排出管32、不凝气预热器19与真空泵33的进气口连接；第一汽液分离器21上第一蒸汽排出口25通过第一蒸汽排出管34与蒸汽压缩机35的进气口36连接，蒸汽压缩机36的排气口37经排气管38与第一循环加热器28上的第一进气口39连接，排气管38还经第一进气分支管路40与外来生蒸汽41连接；蒸汽压缩机36还设有离子水的进水口42，进水口42通过进水管路43及连接在进水管路43上的蒸汽压缩机供水泵44、蒸汽压缩机供水罐45与去离子水的去离子水源46连接。
本发明进一步优选的实施方案是，所述进料泵17、第一冷凝水输送泵30、蒸汽压缩机供水泵44均为离心泵，所述第一循环泵27为轴流泵，蒸汽压缩机36为离心式蒸汽压缩机，所述不凝气预热器19与冷凝水预热器20为列管换热器，所述过滤器18为袋式过滤器，所述真空泵33为水环真空泵，所述第一循环加热器28为管式加热器。
如图2所示，本发明优选的实施方案还有，所述第一浓缩液输送管05的另一端与第二浓缩液循环管47连接，第二浓缩液循环管47的两端分别与母液蒸发单元b中的第二气液分离罐48上的第二循环液的出液口49及第二循环液的进液口50连接，在第二浓缩液循环管47上串接有第二循环泵51和第二循环加热器52，第一浓缩液输送管05的一端连接在第二循环液的出液口49与第二循环泵51之间的连接管上；第二浓缩液输送管10的一端连接在第二循环泵51与第二循环加热器52之间的连接管上；第二循环加热器52上还设有第二冷凝水输送管13连接端口，第二冷凝水输送管13经由蒸汽压缩机供水罐45与去离子水的去离子水源46连接；第二气液分离罐48上设有第二蒸汽排出端口53，第二蒸汽排出端口53通过第二蒸汽排出管54与冷凝器55连接，冷凝器55上设有第三冷凝水输出端口56，第三冷凝水输送管14的一端与第三冷凝水输出端口56连接，第三冷凝水输送管14的另一端与水的生化处理水池d连接，在第三冷凝水输送管14上串接有第二冷凝水罐57和第二冷凝水泵58；冷凝器55还设有循环水的进水口59和循环水的出水端口60，进水口59、出水口6分别通过进水管61和出水管62与外部循环去离子水源连接；第二气液分离罐48上设有外来生蒸汽进入端口63，外来生蒸汽进入端口63通过第二进气分支管路64与外来生蒸汽41连接。
本发明进一步优选的实施方案还有，所述第二循环泵51为轴流泵，所述第二冷凝水输送泵58为离心泵，所述第二循环加热器52为管式加热器，所述冷凝器55为列管冷凝器。
本发明优选的实施方案还有，所述母液分离单元a、母液蒸发单元b和干燥制粉单元c分别通过输入/输出适配器、输入信号开关量模块、输出信号开关量模块、模拟量输入模块和模拟输出模块以及通讯接口与plc控制器连接，plc控制器连接与上位机连接(图中未视)。
本发明进一步优选的实施方案还有，所述plc控制器为西门子s7-300系列控制器。
一种用催化剂母液处理回收利用系统处理催化剂母液的处理工艺，所述处理工艺包括如下工艺步骤：
第一步，将催化剂母液的原液通过进液管输送至母液分离单元a，原液在母液分离单元a被加热，通过母液分离单元a中的预热器、汽液分离器和加热器将原液中的大部分水分蒸发，蒸发出来的冷凝水被输送到生化处理水池d，分离后得到催化剂母液的初级浓缩液；
第二步：将第一步蒸发后得到的初级浓缩液再通过加热蒸汽和汽液分离器b继续浓缩，将二次浓缩过程中得到的冷凝水与初步浓缩过程中得到的冷凝水混合输送到生化处理水池d，再将二次浓缩后得到的浓缩液输送到干燥制粉单元c，即可得到固体物料。
本发明一种催化剂母液处理回收利用系统及其处理工艺的整体设计思路为：
通过对山东齐旺达催化剂母液的分析研究、讨论论证和多次实验，在综合分析处理量、ph值、tds和蒸发温度等因素的基础上，决定拟母液回收技术辅以蒸汽蒸发、干燥等技术应用在该技术方案上，实现母液中有价值物料的回收利用。
根据该催化剂母液特性及工艺需要，在设计整个处理系统时需要重点做如下考虑：
1、催化剂母液含水量及cod值都很高，影响原料回用。经分析，cod绝大部分由母液中溶解的有机物三乙胺造成。通过实验室实验验证，将有用物质回收回来，其冷凝水送回生产利用。
2、因有可溶硅的存在，可形成凝胶或絮状物，在蒸发浓缩过程中容易结垢进而影响换热效果，因此，需要在流量、温度等参数的确定及设备的结构(防垢)材料选型和涂层上进行优化选择。
3、从催化剂母液最高有约10℃(通过实验室蒸发浓缩小试得到)的沸点升高和节能角度考虑，选择蒸发器的蒸发模式和蒸汽压缩机的温升。从系统运行的连续稳定性和安全性考虑，关键设备应采用国际知名品牌(如蒸汽压缩机、驱动变频电机、变频器和各类传感器等)。
4、干燥制粉：通过干燥制粉可以更好地将残留水分去除掉，进而得到粉末固体回收物。
催化剂母的处理工艺说明：
母液分离工艺主要分为如下几个部分：预热部分、分离器(包括循环泵、加热器、汽液分离器等)部分、蒸汽压缩部分、真空系统部分和冷凝水部分。
(1)预热部分
该部分由进料泵和两台管式换热器组成(两级预热)。原料催化剂母液在进入汽液分离器之前，其温度要求达到设定的温度，因此必须对进料液进行预热。为了充分利用系统的热能，欲采用二次蒸汽冷凝水和不凝气与原液换热。
(2)分离器部分
该部分主要由循环泵、加热器和汽液分离器等组成。
循环泵：为强制液体循环，拟选用轴流泵，以提供大的循环流量。
加热器：加热器为管式换热器，在此，由经蒸汽压缩机压缩而温度升高的二次蒸汽将循环物料进行加热，使其满足对蒸发热量的需要。
汽液分离器：为蒸汽蒸发提供气液分离空间，其压力由真空泵抽真空维持一定的负压。
当开车预热阶段结束后，系统开始进入连续平稳蒸发阶段，此时系统处于热平衡状态，不需要补充额外的鲜蒸汽，系统本身产生的二次蒸汽经蒸汽压缩机压缩增温后的热焓能够满足系统进料、出料和冷凝水等的换热平衡。
从汽液分离器出来的初级浓缩液经过强制循环泵加压后进入下一道工序继续处理。
(3)蒸汽压缩增压部分
该部分主要由蒸汽压缩机、蒸汽压缩机驱动电机、蒸汽压缩机注水系统及冷凝水系统组成。汽液分离器产生的二次蒸汽全部进入到蒸汽压缩机入口，由蒸汽压缩机对其做功，相应的蒸汽温度提升到设定的温度，然后再循环输送给加热器，这样实现二次蒸汽的潜热全部被循环利用，最后冷凝下来的冷凝水进入冷凝水罐。由于蒸汽压缩机的出口为过热蒸汽，通过在蒸汽压缩机出口喷注去离子水来调整蒸汽压缩机出口温度，最终得到饱和蒸汽。
(4)真空系统部分
该部分由一台水环真空泵、相关管线及压力调节阀门组成。真空泵抽出的不凝气体经过不凝气预热器后被原料催化剂母液冷却，再经过真空泵后排入大气。
(5)冷凝水部分
自分离器工序的加热器来的冷凝水进入冷凝水罐，再由冷凝水泵打到凝液预热器与催化剂母液进行换热，冷凝水得到冷却后出界区进入后续污水生化处理。
蒸汽蒸发浓缩工艺设计
蒸汽蒸发工序由两部分组成，一是以由汽液分离器、强制循环泵、加热器组成的分离器为主体另配套有蒸汽冷凝器、冷凝水收集罐和冷凝水泵等的部分；二是干燥制粉部分。
蒸汽蒸发部分
来自浓缩部分的浓缩液与汽液分离器底部的液体一起进入强制循环泵入口，在经过强制循环泵加压后大部分流体进入加热器被生蒸汽间接加热循环回汽液分离器进行汽液分离，一少部分浓缩液进入干燥制粉工序。生蒸汽冷凝水可进入冷凝水罐。从汽液分离器顶部出来的蒸汽经过冷凝后收集到冷凝水罐内，再由泵送到界区外去后续的污水生化处理系统。
干燥制粉部分
来自蒸汽蒸发部分的最终浓缩液进行干燥制粉，变成粉末状固体物，最后收集包装回收利用。
根据工艺设计的要求，电气自控设计包括界区内各种仪表和传感器的选择(液位、流量、压力、温度和密度)、自控方案、预处理和工艺系统设备的供电和供气系统、设计plc和组态监控软件。
控制系统由上位机监控系统、plc控制器、i/o适配器、di开关量输入模块、do开关量输出模块、ai模拟量输入模块和ao输出模块以及通讯接口等组成。
上位机监控系统选择工控机，其开发工具选用德国西门子wincc监控组态软件。通过此组态软件实现强大组态功能：最合理的完成整个项目总系统图、工艺流程画面、控制流程总图等多窗口显示；实时监控动态工艺流程、设备运行状态、过程参数、各个独立控制站的状态显示；实现手动和自动控制两种方式；系统各个报警及事件的自动提示、记录、查询和报警等；实时趋势、历史趋势等趋势查看；相关数据在线打印等，所有信息全部存储的上位机的存储器内。
plc选用西门子s7-300系列plc控制方案，与上位机选用的工控机系统可靠地实现了实时监测、自动控制和实时监控的无缝连接。该系列plc是德国西门子推出的具有中、大规模的程序存储容量和数据结构的自动化平台。作为工厂自动化和过程自动化领域最理想的自动化平台，它具有最佳的执行速度实现对现场设备的快速控制，强大的通信功能便于大型系统的组网控制，易于实现与其他设备的连接；强大的编程调试软件可以高效的实现通讯、pid调节、各种控制运算等功能。
plc主要负责传感信号的数据采集、实时处理、自动控制和信息管理。plc控制系统和其他的在线检测设备相连接，一方面接收现场设备的测点信号，并将它们传送上位机显示；另一方面，又根据操作台和上位机发出的指令，向现场发出执行信号，以实现设备的控制、设备之间的联锁启停、设备报警等
plc控制系统通过profibus-dp总线方式与变频器和上位机通讯，实现mvr等系统的参数设定、数据采集、逻辑控制、设备状态和工艺参数的实时监控。plc和各驱动之间采用profibus-dp实现通讯。
本控制系统是一个对整个回收工艺进行综合控制的系统。系统参数设置灵活、控制方便、可维护性强、上位机画面监控，是催化剂母液回收系统的整体控制方案。
控制功能
该控制系统通过上位机和plc控制器、输入/输出模块和通讯接口完成的主要功能如下：
系统控制模式分为现场控制和远程控制两种模式；控制方式分为上位手动、上位自动两种方式。现场控制可以通过触摸屏进行自动、手动控制，远程监控机也可以进行自动、手动控制。
实现多种操作控制方式(包括上位机操作、集中按钮控制、手动操作控制等)保证了系统不至于因某台控制设备故障而停机。
控制系统与变频器采用双通道控制方式，采用外部硬接线和通讯两种通道实现可靠控制。
采用变频器控制蒸汽压缩机的驱动变频电机，实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿命，避免了对电网的冲击，也减少了对设备的冲击。
实时检测马达、各种泵、电动阀、流量、温度、压力、液位等相关工作参数的信号，确定各部分的工作状态，以达到预热、蒸发、结晶和清洗等自动操作的目的。通过自动报警保护系统设备不受损坏，保持系统的动态平衡，实现过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能。
具有软件自诊断功能和执行监测功能，即系统定时和每次运行前，对参数与系统运行的设备进行检测和判断，及时报警提示。
系统具有数据列表、存储、显示和故障报警等功能。
具有网络功能，可与全厂自动化网络连接。
画面显示直观形象，可以通过触摸屏和上位机显示屏直观实时了解设备各观测点的运行数据及控制结果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。