一种回收高浓度有机废水中有机物的方法与流程

本发明属于化工领域，具体涉及一种回收高浓度有机废水中有机物的方法。

背景技术：

含有有机物的有机废水，其化学耗氧量高，直接排放会造成水质富营养化，危害生态环境。通过对有机废水进行蒸发浓缩，实现有用物质回收的浓缩法，是一种有效的有机废水处理方法。

传统多效精馏的蒸发浓缩方法能够实现有机物的回收，但是由于存在蒸汽使用效率低及运行费用高等不足，处理高浓度有机废水时会消耗大量的能耗，且废水中的杂质仍然残留在有机物浓缩液中，使得回收后的有机物纯度不高。

专利cn105152863b涉及一种聚酯废水中回收乙二醇和乙醛的方法。该方法通过乙二醇初馏塔和乙二醇精馏塔的串级联用，将精馏塔中塔顶产生的高温废气送往初馏塔的再沸器作为热源，从而实现了能量回收利用，降低装置能耗。但在该方法中，精馏塔中的高温废气与乙二醇废液换热后变成气液混合物，说明废气中的能耗未完全利用，同时尽管精馏塔中乙二醇浓度较高，但仍无法达到工业品的要求。

专利cn103936572b涉及一种聚酯废水中回收乙醛和乙二醇的装置。该装置先将废水中沸点低的乙醛进行分离，再将废水中的乙二醇溶液引入到乙二醇精馏塔进行蒸发浓缩，最终得到纯度≥99%的乙醛和浓度≥85%的乙二醇溶液。尽管该装置能够从聚酯废水中回收乙醛和乙二醇，降低废水的污染，但该装置在运行过程中其能源没有进行再利用，得到的最终产物纯度较低，且废水在蒸发过程中，仍然需要冷却水系统。

专利cn104926676b公开了一种低浓度dmf含盐废水的溶剂回收系统。该系统采用双效或多效蒸发精馏处理低浓度dmf含盐废水；通过设定精馏塔的操作压力，将前一效精馏塔塔顶蒸汽作为后一效精馏塔蒸发器的热源，解决含盐dmf废水精馏时堵塔的问题，最终得到高纯度的盐及dmf产品。尽管该装置有效利用了蒸汽潜热，得到了高浓度dmf，但废水中的杂质在处理后仍然残留在dmf溶液中，得到的dmf不能作为工业原料，且该方法如果想利用水中蒸汽潜热，蒸发过程中需要产生较多的水蒸汽，因此该方法只能处理低浓度废水，不适用于蒸发过程中产生水蒸汽少的高浓度废水，同时该方法在蒸发过程中仍然需要冷却水系统。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种回收高浓度有机废水中水溶性有机物的方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种回收高浓度有机废水中水溶性有机物的方法，其特征在于：使高浓度有机废水依次进入蒸馏水冷凝器、有机物冷凝器、脱水塔处理，脱水塔顶的水蒸气经冷凝后进入到蒸馏水储罐中，脱水塔底的脱水有机物进入精制塔；经精制塔处理后，精制塔顶获得纯有机物高温蒸汽，在有机物冷凝器中进行换热后变成液体有机物，进入到有机物储罐中。

具体工艺如下：

s1、使高浓度有机废水进入到蒸馏水冷凝器中进行换热，换热后的废水再在有机物冷凝器中与纯有机物蒸汽进行换热后部分蒸发，变成含有蒸汽的有机废水，进入脱水塔进行脱水，这里的纯有机物蒸汽具指高浓度有机废水，在脱水塔中完全脱水后，再在精制塔中蒸发产生的纯有机物蒸汽；纯有机物蒸汽变成液体，进入到有机物储罐中；含有蒸汽的有机废水进入到脱水塔进行脱水，而纯有机物蒸汽变成液体后进入到有机物储罐中。

s2、步骤s1换热后的含有蒸汽的有机废水通过管道由脱水塔中部进入到脱水塔，经处理后，含有少量有机物的水蒸汽由脱水塔塔顶进入到蒸馏水冷凝器的壳程冷凝，最终得到的蒸馏水中的有机物浓度不超过5%，其通过管路分成两路，一路蒸馏水通过管道回流到脱水塔顶部，与脱水塔顶部的含有有机物的水蒸汽进行换热，水蒸气中的有机物变为液体返回到脱水塔底部，另一路蒸馏水通过管道进入到蒸馏水罐中；蒸馏水冷凝器的管程冷却介质为高浓度有机废水原料液，其被初步预热。脱水后的有机物由脱水塔塔釜经脱水塔提升泵分为两路：一路进入脱水塔再沸器，一路排出至精制塔。

脱水塔塔顶蒸馏水可用泵进行输送，也可通过蒸馏水冷凝器与脱水塔和蒸馏水罐的相对位置实现重力自流输送。

蒸馏水冷凝器与脱水塔真空泵相连，其与脱水塔、脱水塔再沸器、蒸馏水罐构成的系统均在真空状态下运行。

s3、脱水后的有机物进入精制塔，经处理后，精制塔底部的高浓度有机物浓缩液经精制塔提升泵进入到精制塔再沸器的管程，高浓度指99%以上的含量，与精制塔再沸器壳程的外接热源进行换热后变成纯有机物蒸汽，纯有机物蒸汽由精制塔顶部，在精制塔真空泵的作用下进入到有机物冷凝器的壳程，与有机物冷凝器管程内的初步预热后的高浓度有机废水进行换热后变成纯有机物液体，进入到有机物储罐中。

进一步的，所述外接热源在再沸器中提供的加热介质的温度，比进入换热器的浓缩液的温度高5℃~12℃。更优选高8~10℃。

进一步的，所述脱水塔中的真空度不高于精制塔中的真空度。

进一步的，所述高浓度有机废水中所含有的水溶性有机物可导致其水溶液沸点升高，且不与水形成共沸物。

进一步的，初始有机废水中所含有的水溶性有机物包含但不限于乙二醇、丙二醇、二甘醇类可溶于水的醇类物质、甲酰胺类和/或醇胺类物质。

进一步的，初始有机废水中有机物的浓度为45~85%，优选为55~80%，更优选为60~75%。

进一步的，进入到精制塔中的有机物浓缩液中有机物的浓度不低于99%。

进一步的，所述有机物储罐中的有机物的浓度不低于99%，优选为99.5~99.9%。

进一步的，所述的蒸馏水中的有机物浓度不高于2%，优选为0.2~1%。

本发明的优点在于：

1、本发明既可以有效提高废水中的有机物浓度，降低后续脱水操作的能耗，又可以省去冷却水系统。本发明在废水蒸发过程中，利用有机废水在脱水过程中产生的水蒸汽和精馏过程产生的纯有机物蒸汽对高浓度有机废水进行加热，使废水部分蒸发，提高进入脱水塔中的有机废水的有机物浓度，从而降低废水脱水过程中的能耗。

2、本发明采用有机物浓缩液精制过程中产生的纯有机物蒸汽作为热源蒸发浓缩废水，充分利用了纯有机物蒸汽的潜热，实现了能量的二次利用，降低了脱水塔塔顶蒸汽中含有的有机物浓度，减少了蒸馏水的回流量，显著降低了有机物脱水时的能耗。

3、本发明进入精制塔的有机物浓度≥99%，保证了精馏塔中有机物的纯度，同时精制塔上不需回流装置，减少了浓缩液在精制过程中因回流液蒸发所需的能耗，从而进一步降低精馏过程能耗。

4、本发明利用高浓度有机废水对精馏过程产生的蒸汽进行冷凝，不仅提高了有机废水中的有机物浓度，而且无需消耗冷却水。

5、本发明设备紧凑，占地面积小，流程简单，操作方便。

附图说明

图1是本申请的工艺流程图。

附图中：1：脱水塔；2、脱水塔提升泵；3、脱水塔再沸器；4、蒸馏水冷凝器；5、蒸馏水储罐；6、脱水塔真空泵；7、精制塔；8、精制塔提升泵；9、精制塔再沸器；10、有机物冷凝器；11、精制塔真空泵；12、有机物储罐。

具体实施方式

本申请提到的高浓度有机废水指有机物浓度在45~85%之间的废水，为更好的说明本发明，通过下面的实施例可以更详细的解释本发明。本发明并不局限于下面的实施例。

实施例1

一种回收高浓度有机废水中水溶性有机物的方法，使高浓度有机废水依次进入蒸馏水冷凝器4、有机物冷凝器10、脱水塔1处理，脱水塔1顶的水蒸气经冷凝后进入到蒸馏水储罐5中，脱水塔1底的脱水有机物进入精制塔7；经精制塔7处理后，精制塔7顶获得纯有机物高温蒸汽，在有机物冷凝器10中进行换热后变成液体有机物，进入到有机物储罐12中。

实施例2

一种回收高浓度有机废水中水溶性有机物的方法，其特征在于：使高浓度有机废水依次进入蒸馏水冷凝器4、有机物冷凝器10、脱水塔1处理，脱水塔1顶的水蒸气经冷凝后进入到蒸馏水储罐5中，脱水塔1底的脱水有机物进入精制塔7；经精制塔7处理后，精制塔7顶获得纯有机物高温蒸汽，在有机物冷凝器10中进行换热后变成液体有机物，进入到有机物储罐12中。

具体工艺如下：

s1、使高浓度有机废水进入到蒸馏水冷凝器4中进行换热，换热后的废水再在有机物冷凝器10中与纯有机物蒸汽进行换热后部分蒸发，变成含有蒸汽的有机废水，进入脱水塔1进行脱水，这里的纯有机物蒸汽具指高浓度有机废水，在脱水塔1中完全脱水后，再在精制塔7中蒸发产生的纯有机物蒸汽；纯有机物蒸汽变成液体，进入到有机物储罐12中；含有蒸汽的有机废水进入到脱水塔1进行脱水，而纯有机物蒸汽变成液体后进入到有机物储罐12中。

s2、步骤s1换热后的含有蒸汽的有机废水通过管道由脱水塔1中部进入到脱水塔1，经处理后，含有少量有机物的水蒸汽由脱水塔1塔顶进入到蒸馏水冷凝器4的壳程冷凝，最终得到的蒸馏水中的有机物浓度不超过5%，其通过管路分成两路，一路蒸馏水通过管道回流到脱水塔1顶部，与脱水塔1顶部的含有有机物的水蒸汽进行换热，水蒸气中的有机物变为液体返回到脱水塔1底部，另一路蒸馏水通过管道进入到蒸馏水罐中；蒸馏水冷凝器4的管程冷却介质为高浓度有机废水原料液，其被初步预热。脱水后的有机物由脱水塔1塔釜经脱水塔提升泵2分为两路：一路进入脱水塔再沸器3，一路排出至精制塔7。

脱水塔1塔顶蒸馏水可用泵进行输送，也可通过蒸馏水冷凝器4与脱水塔1和蒸馏水罐的相对位置实现重力自流输送。

蒸馏水冷凝器4与脱水塔真空泵6相连，其与脱水塔1、脱水塔再沸器3、蒸馏水罐构成的系统均在真空状态下运行。

s3、脱水后的有机物进入精制塔7，经处理后，精制塔7底部的高浓度有机物浓缩液经精制塔提升泵8进入到精制塔再沸器9的管程，高浓度指99%以上的含量，与精制塔再沸器9壳程的外接热源进行换热后变成纯有机物蒸汽，纯有机物蒸汽由精制塔7顶部，在精制塔真空泵11的作用下进入到有机物冷凝器10的壳程，与有机物冷凝器10管程内的初步预热后的高浓度有机废水进行换热后变成纯有机物液体，进入到有机物储罐12中。

实施例3

一种回收高浓度有机废水中水溶性有机物的方法，其特征在于：使高浓度有机废水依次进入蒸馏水冷凝器4、有机物冷凝器10、脱水塔1处理，脱水塔1顶的水蒸气经冷凝后进入到蒸馏水储罐5中，脱水塔1底的脱水有机物进入精制塔7；经精制塔7处理后，精制塔7顶获得纯有机物高温蒸汽，在有机物冷凝器10中进行换热后变成液体有机物，进入到有机物储罐12中。

具体工艺如下：

s1、使高浓度有机废水进入到蒸馏水冷凝器4中进行换热，换热后的废水再在有机物冷凝器10中与纯有机物蒸汽进行换热后部分蒸发，变成含有蒸汽的有机废水，进入脱水塔1进行脱水，这里的纯有机物蒸汽具指高浓度有机废水，在脱水塔1中完全脱水后，再在精制塔7中蒸发产生的纯有机物蒸汽；纯有机物蒸汽变成液体，进入到有机物储罐12中；含有蒸汽的有机废水进入到脱水塔1进行脱水，而纯有机物蒸汽变成液体后进入到有机物储罐12中。

s2、步骤s1换热后的含有蒸汽的有机废水通过管道由脱水塔1中部进入到脱水塔1，经处理后，含有少量有机物的水蒸汽由脱水塔1塔顶进入到蒸馏水冷凝器4的壳程冷凝，最终得到的蒸馏水中的有机物浓度不超过5%，其通过管路分成两路，一路蒸馏水通过管道回流到脱水塔1顶部，与脱水塔1顶部的含有有机物的水蒸汽进行换热，水蒸气中的有机物变为液体返回到脱水塔1底部，另一路蒸馏水通过管道进入到蒸馏水罐中；蒸馏水冷凝器4的管程冷却介质为高浓度有机废水原料液，其被初步预热。脱水后的有机物由脱水塔1塔釜经脱水塔提升泵2分为两路：一路进入脱水塔再沸器3，一路排出至精制塔7。

脱水塔1塔顶蒸馏水可用泵进行输送，也可通过蒸馏水冷凝器4与脱水塔1和蒸馏水罐的相对位置实现重力自流输送。

蒸馏水冷凝器4与脱水塔真空泵6相连，其与脱水塔1、脱水塔再沸器3、蒸馏水罐构成的系统均在真空状态下运行。

s3、脱水后的有机物进入精制塔7，经处理后，精制塔7底部的高浓度有机物浓缩液经精制塔提升泵8进入到精制塔再沸器9的管程，高浓度指99%以上的含量，与精制塔再沸器9壳程的外接热源进行换热后变成纯有机物蒸汽，纯有机物蒸汽由精制塔7顶部，在精制塔真空泵11的作用下进入到有机物冷凝器10的壳程，与有机物冷凝器10管程内的初步预热后的高浓度有机废水进行换热后变成纯有机物液体，进入到有机物储罐12中。

所述外接热源在再沸器中提供的加热介质的温度，比进入换热器的浓缩液的温度高5℃~12℃。更优选高8~10℃。

所述脱水塔1中的真空度不高于精制塔7中的真空度。

所述高浓度有机废水中所含有的水溶性有机物可导致其水溶液沸点升高，且不与水形成共沸物。

初始有机废水中所含有的水溶性有机物包含但不限于乙二醇、丙二醇、二甘醇类可溶于水的醇类物质、甲酰胺类和/或醇胺类物质。

初始有机废水中有机物的浓度为45~85%，优选为55~80%，更优选为60~75%。

进入到精制塔7中的有机物浓缩液中有机物的浓度不低于99%。

所述有机物储罐12中的有机物的浓度不低于99%，优选为99.5~99.9%。

所述的蒸馏水中的有机物浓度不高于2%，优选为0.2~1%。

实施例4

在实施例1-3的基础上，结合附图1所述的一种回收高浓度有机废水中水溶性有机物的方法，在处理高浓度乙二醇废水时包含如下步骤：

第一步，首先将浓度为60%的乙二醇废水经虹吸作用进入蒸馏水冷凝器4中和高温冷凝水进行换热使废水温度升高；将温度升高后的废水进入到有机物冷凝器10中与乙二醇蒸汽进行换热后蒸发浓缩，变成含有蒸汽的有机废水，此时废水中的乙二醇浓度提高，而乙二醇蒸汽变成液体，进入到乙二醇储罐12中；

第二步，含有蒸汽的乙二醇废水通过管道进入到脱水塔1中部，废水中的液体流入到脱水塔底部，经脱水塔提升泵2进入到脱水塔再沸器3的管程中，与脱水塔再沸器3壳程中的外加热源进行换热后进行蒸发浓缩，产生的乙二醇气液混合物返回到脱水塔1底部，气液混合物中的乙二醇浓缩液在脱水塔1底部通过脱水塔提升泵2进入到精制塔7中部，乙二醇蒸汽与第一步废水中的蒸汽混合后上升至脱水塔顶部，与蒸馏水回流液进行热交换后，蒸汽中大部分乙二醇变成液体返回到脱水塔底部，含有少量乙二醇的蒸汽在脱水塔真空泵6的作用下进入到蒸馏水冷凝器4的壳程，与蒸馏水冷凝器4管程的高浓度有机废水换热后变成蒸馏水，蒸馏水通过管路分成两路，一路蒸馏水通过管道回流到脱水塔顶部，与脱水塔顶部的含有乙二醇的水蒸汽进行换热，水蒸气中的乙二醇变为液体返回到脱水塔底部，一路蒸馏水通过管道进入到蒸馏水罐5中；

第三步，精制塔7底部的乙二醇浓缩液经精制塔提升泵8进入到精制塔再沸器9的管程，与精制塔再沸器9壳程的外接热源进行换热后变成乙二醇蒸汽，乙二醇蒸汽进入到精制塔后上升至精制塔顶部，在精制塔真空泵11的作用下进入到有机物冷凝器10的壳程，与有机物冷凝器10管程内温度升高后的60%浓度乙二醇废水进行换热后变成乙二醇液体，进入到有机物储罐12中。

本发明未详述部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

本发明专利不限于上述所公开的实施方式，一切属于本构思和范围内的实施例的所有变化和改进均在本发明的保护范围之内。