一种高盐有机废水资源化处理的系统及方法与流程

文档序号:23651354发布日期:2021-01-15 13:47阅读:154来源:国知局
一种高盐有机废水资源化处理的系统及方法与流程

本发明属于工业废水处理技术领域,涉及一种有机废水的处理系统及方法,尤其涉及一种高盐有机废水资源化处理的系统及方法。



背景技术:

钢铁、煤化工、石化、煤电、有色冶金、精细化工、制药等重污染企业不仅水资源消耗量大,而且排污强度大。为了应对来自水资源和环境的双重压力,不少企业采用膜浓缩技术对废水处理系统进行零排放改造,在实现水资源回收的同时也产生了大量无法循环利用的高浓盐水,这部分废水含盐量高,还含有难降解有机物。为了减少这部分高浓盐水量,有些企业采用简单蒸干的方法将废水中的盐结晶出来,这样产生的废盐主要成分为nacl和na2so4,这种混盐价值低且含有难降解有毒有机物,不能作为一般的工业盐使用。由于不易固化且易溶于水,这种废盐长期堆存不仅占用大量土地,还对环境构成巨大威胁。

为了实现高盐废水中nacl和na2so4的资源化回收,目前国内高盐有机废水一般先进行分盐处理,采用的分盐技术主要有膜法分盐和热法分盐。膜法分盐主要是采用纳滤膜实现高盐水中一价盐和二价盐的分离。热法分盐主要是利用废水中不同盐类物质在不同温度下分步结晶实现分离。然而在进行分盐之前,一般需要采用高级氧化法如fenton氧化法、臭氧催化氧化法、电催化氧化法等去除高含盐废水中的cod。由于这些高级氧化方法无法使废水中有机物完全去除,导致残余的有机物在高盐废水后续蒸发结晶过程中不断浓缩,这些有机物大多残留在结晶母液并最终混入杂盐中排放出来,由此限制了结晶盐的循环利用。仍需要进一步开发适用于高盐废水高效处理的方法,以实现高含盐废水近零排放与分盐产品资源化利用。

有关高盐有机废水及废盐的无害化、资源化处理方法及系统的专利也有报道,如cn109775785a公开一种高盐废水焚烧除盐系统及其处理方法,cn102168857a公开了一种高浓度含盐有机废液焚烧装置和工艺,上述专利将废水雾化后在高温作用下将无机盐和有机质分离,来实现高盐有机废水的无害化处理,但是废水中无机盐组分往往不止一种,处理后得到的杂盐难以实现资源化利用。cn106731582a公开了一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的方法,利用回收得到的硫酸与含有硫酸钠与氯化钠的固废杂盐反应制得硫酸氢钠,来实现杂盐的资源化。但是杂盐中还含有浓度高、难降解的有机物,仍然限制了结晶盐产品的资源化利用。

因此需要一种新的高盐有机废水处理的系统及方法,既能够彻底/深度去除高盐废水中的难降解有机物,同时能够实现高盐废水中可溶性无机盐的高效分离,进而获得满足应用需求的工业盐产品,真正实现高盐有机废水的资源化处理。



技术实现要素:

针对现有技术无法实现高盐有机废水高效处理与废盐资源化的问题,本发明提供了一种高盐有机废水资源化处理的系统及方法,该方法利用雾化热解技术可以实现高盐废水中有机物的彻底去除;同时该方法可以回收高纯度的硫酸钠和盐酸,实现高盐有机废水的无害化和资源化处置。

为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:

第一方面,本发明提供了一种高盐有机废水资源化处理的系统,所述高盐有机废水资源化处理系统包括通过管路依次连接的原水提浓单元、雾化热解单元与硫酸钠纯化单元;所述雾化热解单元的气体出口通过管道依次连接盐酸回收单元和尾气处理单元。

其中,所述原水提浓单元用于对高盐有机废水进行浓缩处理;所述雾化热解单元与原水提浓单元的浓缩液出口连接,用于对浓缩液进行酸化,同时添加氧化剂,然后通过雾化热解去除有机物,分离获得氯化氢气体和硫酸钠混盐粉;所述硫酸钠纯化单元与雾化热解单元的盐粉出料口连接,用于对硫酸钠混盐粉依次进行溶解、除杂、蒸发结晶与重结晶;所述盐酸回收单元与雾化热解单元的气体出口连接,用于对氯化氢气体依次进行过滤、冷凝,回收盐酸;所述尾气处理单元与盐酸回收单元尾气出口连接,用于对回收尾气进行净化。

优选地,所述原水提浓单元包括依次连接的原水罐、浓缩装置与浓水罐。

优选地,所述浓缩装置包括压力驱动膜浓缩装置、电驱动膜浓缩装置或蒸发浓缩装置中的一种或多种。

优选地,所述雾化热解单元包括水泵、风机、酸化剂供应装置、氧化剂供应装置、雾化热解塔以及旋风除尘器,所述水泵和风机分别通过管路与雾化热解塔相连,水泵用于将浓水罐中的浓水输送至雾化热解塔,在水泵和雾化热解塔的连接管路分别与酸化剂供应装置以及氧化剂供应装置连接;雾化热解塔的气体出口与旋风除尘器相连,旋风除尘器的固体出口与雾化热解塔的盐粉出口分别与硫酸钠纯化单元连接。

优选地,所述硫酸钠纯化单元包括溶解池、除杂反应池、蒸发结晶装置与重结晶装置。

溶解池的进料口与雾化热解塔的盐粉出料口、旋风除尘器的固体出口连通,溶解池的出水口通过管道与除杂反应池的进水口连通;除杂反应池的出水口与蒸发结晶装置的进水口连通,蒸发结晶装置的晶体排放口通过管道与重结晶装置连通;蒸发结晶装置和重结晶装置的冷凝液出水口通过管道与溶解池连通;蒸发结晶装置与重结晶装置的母液排放口通过管道与原水提浓单元的原水罐连通。

优选地,所述雾化热解塔包括塔体、雾化装置、燃烧器与温度控制系统。所述燃烧器用于在温度控制系统的控制下为雾化热解塔提供符合温度要求的热风,使热风与喷入塔体内的液体接触,接触方式包括顺流、逆流或错流中的任意一种,本领域技术人员能够根据工艺所需接触方式合理地设置雾化装置的位置,使雾化装置喷出液体中的有机物在燃烧器提供热风的作用下分解,并分离得到氯化氢气体与硫酸钠混盐粉;所述温度控制系统根据雾化热解塔内的温度测量值适度调整燃烧器工作条件以保证雾化热解塔在设定的温度条件下稳定运行。

本发明所述温度控制系统为本领域常规的温度控制系统,包括但不限于测温装置与控温装置;所述测温装置包括但不限于热电偶和/或热电阻,所述控温装置包括本领域常用的数显和/或工控机;本领域技术人员能够根据工艺需要对温度控制系统进行合理地选择,本发明在此不做过度限定。

优选地,所述雾化装置为双流体喷嘴。

优选地,所述盐酸回收单元包括依次连接的过滤器、冷凝器与盐酸储槽。

优选地,所述盐酸回收单元中的过滤器中的过滤介质为陶瓷膜。更优选地,所述陶瓷膜孔径为5-20μm,例如可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用;所述陶瓷膜的开孔率为30-50%,例如可以是30%、32%、35%、38%、40%、42%、45%、48%或50%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,所述冷凝器的材质包括石墨、陶瓷、玻璃或聚四氟乙烯中的任意一种。

本发明提供的高盐有机废水资源化处理系统,首先对高盐有机废水进行浓缩处理,再向浓缩液中添加酸化剂进行酸化处理,同时加入氧化剂以提高废水中难降解有机物在后续雾化热解处理过程中的分解效率,实现有机物的彻底去除,同时雾化微粒中的氯化氢和硫酸钠也实现了高效分离,再通过后续硫酸钠纯化步骤和盐酸回收步骤分别得到高纯度的硫酸钠结晶盐和盐酸,盐酸回收尾气经尾气处理单元实现净化。所述高盐有机废水资源化处理系统能够实现高盐废水中有机物的高效去除,同时回收盐酸和硫酸钠结晶盐,真正实现高盐有机废水的无害化、资源化、低成本与短流程处理,确保处理过程环境友好且无二次污染。

第二方面,本发明提供了一种应用第一方面所述的系统对高盐有机废水资源化处理的方法,所述方法包括如下步骤:

(1)浓缩:对高盐有机废水进行浓缩处理,提高高盐有机废水中溶解性固体和有机物的含量,得到浓缩液;

(2)雾化热解:往步骤(1)得到的浓缩液中加入酸化剂进行酸化处理,同时加入氧化剂,通过雾化热解去除浓缩液中的有机物,分离得到氯化氢气体和硫酸钠混盐粉;

(3)盐酸回收:将步骤(2)产生的氯化氢气体依次进行过滤、冷凝,回收得到盐酸;

(4)硫酸钠纯化:将步骤(2)产生的硫酸钠混盐粉溶解,经除杂、蒸发结晶与重结晶,得到纯化的硫酸钠结晶盐,结晶母液返回到步骤(1)再次浓缩处理,蒸发结晶和重结晶产生的冷凝水返回到本步骤用于溶解硫酸钠混盐粉;

(5)尾气处理:将步骤(3)产生的盐酸回收尾气输送至尾气处理单元实现净化。

本发明所述高盐有机废水的主要来源包括于钢铁行业、煤化工行业、石化行业、煤电行业、有色冶金行业、精细化工行业或制药行业等中的任意一种或至少两种的组合,典型但非限制性的组合包括钢铁行业与煤化工行业的组合,煤化工行业与石化行业的组合,石化行业与煤电行业的组合,煤电行业与有色冶金行业的组合,有色冶金行业与精细化工行业的组合,精细化工行业与制药行业的组合,钢铁行业、煤化工行业与煤电行业的组合,煤化工行业、煤电行业与有色冶金行业的组合或钢铁行业、煤化工行业、石化行业、煤电行业、有色冶金行业、精细化工行业与制药行业的组合。

优选地,所述高盐有机废水中tds≥3%,例如可以是3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用;cod≥200mg/l,例如可以是200mg/l、500mg/l、1000mg/l、5000mg/l、10000mg/l、30000mg/l、50000mg/l、70000mg/l、100000mg/l或150000mg/l,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用;可溶性无机盐包含氯化钠和硫酸钠,其中氯化钠与硫酸钠质量分数之比≥0.2:1,例如可以是0.2:1、0.5:1、1.0:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(1)所述浓缩处理的方法包括压力驱动膜浓缩、电驱动膜浓缩和蒸发浓缩中的一种或至少两种的组合,典型但非限制性的组合包括压力驱动膜浓缩与电驱动膜浓缩的组合,电驱动膜与蒸发浓缩的组合,压力驱动膜浓缩与蒸发浓缩的组合或压力驱动膜浓缩、电驱动膜浓缩和蒸发浓缩的组合。本领域技术人员能够根据所需浓缩高盐有机废水的组成合理地选择浓缩处理的方法。

优选地,步骤(1)所述浓缩液中有机物和tds含量总和为30-60wt%,例如可以是30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%或60wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(2)中所述酸化剂包括硫酸、硫酸氢钠或工业废酸中的一种或至少两种的组合。更优选地,所述硫酸的浓度为40-90wt%,例如可以是40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%或90wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(2)中所述氧化剂包括氧气、臭氧、过硫酸盐或过氧化物中的任意一种或至少两种的组合,典型但非限制性的组合包括氧气与过硫酸盐的组合,氧气与过氧化物的组合,臭氧与过硫酸盐的组合,臭氧与过氧化物的组合。更优选地,步骤(2)中所述氧化剂中的氧气与臭氧通过双流体喷嘴与浓缩液混合。

优选地,步骤(2)中所述氧化剂的投加量占浓缩液处理量的质量分数为0.5-2.5%,例如可以是0.5%、1%、1.5%、2%或2.5%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(2)中浓缩液雾化后形成的液滴颗粒的平均直径为10-100μm,例如可以是10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(2)中雾化热解通入的热风温度为800℃-1100℃,例如800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃或1100℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用;排风温度为500-700℃,例如可以是500℃、550℃、600℃、640℃、650℃、660℃或700℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用;雾化液滴停留时间为2-5s,例如2s、2.5s、3s、3.5s、4s、4.5s或5s,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(3)中冷凝后的气体温度为20-40℃,例如可以是20℃、21℃、23℃、25℃、27℃、29℃、30℃、31℃、33℃、35℃、37℃、39℃或40℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(3)中经冷凝回收得到的盐酸浓度为5-15wt%,例如5wt%、7wt%、9wt%、11wt%、13wt%或15wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(4)得到的硫酸钠结晶盐中硫酸钠含量≥97.5wt%,例如可以是97.5wt%、97.8wt%、98wt%、98.5wt%或99wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。

作为本发明第二方面所述方法的优选技术方案,所述方法包括如下步骤:

(1)浓缩:对高盐有机废水进行浓缩处理,提高高盐有机废水中溶解性固体和有机物的含量,得到浓缩液;

(2)雾化热解:往步骤(1)得到的浓缩液中加入酸化剂进行酸化处理,同时加入氧化剂,氧化剂的投加量占浓缩液处理量的质量分数为0.5-2.5%;通过雾化热解去除浓缩液中的有机物分离获得氯化氢气体和硫酸钠混盐粉;浓缩液雾化后形成的液滴颗粒的平均直径为10-100μm,雾化热解通入的热风温度为800-1100℃,排风温度为500-700℃,雾化液滴停留时间为2-5s;

(3)盐酸回收:将步骤(2)产生的氯化氢气体依次进行过滤、冷凝,回收得到浓度为5-15wt%的盐酸;冷凝后的气体温度为20-40℃;

(4)硫酸钠纯化:将步骤(2)产生的硫酸钠混盐粉溶解,经除杂、蒸发结晶与重结晶,得到纯化的硫酸钠结晶盐,硫酸钠结晶盐中硫酸钠的含量≥97.5wt%;结晶母液返回到步骤(1)再次浓缩处理,蒸发结晶和重结晶产生的冷凝水返回到本步骤用于溶解硫酸钠混盐粉;

(5)尾气处理:将步骤(3)产生的盐酸回收尾气输送至尾气处理单元实现净化;

所述高盐有机废水的来源包括钢铁、煤化工、石化、煤电、有色冶金、精细化工和制药等行业中的任意一种或至少两种的组合,高盐有机废水的tds≥3%,cod≥200mg/l,可溶性无机盐包含氯化钠和硫酸钠,其中氯化钠与硫酸钠质量分数之比≥0.2:1;

步骤(1)所述的浓缩处理的方法包括压力驱动膜浓缩、电驱动膜浓缩或蒸发浓缩中的一种或至少两种的组合;步骤(1)所得浓缩液中有机物和tds含量总和为30-60wt%。

相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:

(1)本发明对高盐有机废水进行浓缩处理,在实现水资源回收的同时降低后续步骤处理水量,有效降低雾化热解步骤所消耗的热能,同时提高了回收得到的盐酸浓度;

(2)本发明通过添加酸化剂确保浓缩液中混合盐类易通过后续雾化热解分离为氯化氢和硫酸钠;

(3)本发明通过向浓缩液中添加氧化剂,使废水中有机物在高温下易氧化分解而高效去除;

(4)本发明利用双流体喷嘴实现氧化剂中的氧气与臭氧与浓缩液充分混合同时确保废水雾化效果,有利于实现氯化氢和硫酸钠的高效分离和废水中有机物的彻底去除;

(5)本发明将废水中有机物的去除和无机盐的分离耦合到一个操作步骤,处理时间短,不仅节省了设备占地,还能够提高热能的利用率;

(6)本发明提供的雾化热解塔的雾化热解温度可以根据废水中有机物浓度和性质进行调节,以保证有机物彻底降解和节约燃料,同时避免二次污染;

(7)本发明所述高盐有机废水资源化处理系统利用耐高温的陶瓷膜过滤器对雾化热解单元尾气中的细小盐粉颗粒进行过滤,避免了烟气降温导致的二次污染;

(8)本发明回收得到的硫酸钠结晶盐和盐酸可以作为工业原料出售,实现了高盐有机废水的资源化利用。

附图说明

图1为本发明提供的一种高盐有机废水资源化处理方法的工艺流程图;

图2为本发明提供的一种高盐有机废水资源化处理系统的示意图;

图3为实施例1提供的喷雾热解塔的结构示意图;

图4为实施例2提供的喷雾热解塔的结构示意图。

其中:1,原水提浓单元;2,雾化热解单元;3,硫酸钠纯化单元;4,盐酸回收单元;5,尾气处理单元;21,塔体;22,雾化装置;23,燃烧器;24,温度控制系统。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

作为本发明的一种优选技术方案,图1为一种高盐有机废水资源化处理方法的工艺路线图,具体工艺流程包括以下步骤:

(1)浓缩:将高盐有机废水进行浓缩处理,浓缩液中有机物和tds含量总和为30-60wt%;

(2)雾化热解:向步骤(1)产生的浓缩液中添加酸化剂进行酸化处理,同时加入氧化剂,经雾化使废水形成直径10-100μm的液滴,在热风提供的高温环境下,废水中的有机物被去除,分离出的氯化氢和硫酸钠进入到各自的回收步骤;

(3)盐酸回收:雾化热解步骤产生的氯化氢气体经过滤去除细颗粒物后经冷凝回收得到浓度5-15wt%的盐酸;

(4)硫酸钠纯化:雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉溶解后,经除杂、蒸发结晶与重结晶,得到纯化的硫酸钠结晶盐,其中硫酸钠含量≥97.5wt%,可以作为工业原料出售,实现盐的资源化,结晶过程中排放的结晶母液返回到步骤(1)再次处理,蒸发结晶和重结晶的冷凝液返回到本步骤用于溶解硫酸钠混盐粉;

(5)尾气处理:将步骤(3)产生的盐酸回收尾气经尾气处理单元实现净化。

步骤(1)所述高盐有机废水为来源于钢铁行业、煤化工行业、石化行业、煤电行业、有色冶金行业、精细化工行业或制药行业中的tds≥3%、cod≥200mg/l且无机盐主要包含氯化钠和硫酸钠,氯化钠与硫酸钠质量分数之比≥0.2:1的高盐有机废水。

实施例1

本实施例提供了一种高盐有机废水资源化处理的系统,所述高盐有机废水资源化处理的系统的示意图如图2所示,包括通过管路依次连接的原水提浓单元1、雾化热解单元2与硫酸钠纯化单元3;所述的雾化热解单元气体出口通过管道依次连接盐酸回收单元4和尾气处理单元5;

所述原水提浓单元1用于对高盐有机废水进行浓缩处理;原水提浓单元1包括经管道依次连接的原水罐、浓缩装置和浓水罐;所述浓缩装置包括压力驱动膜浓缩装置、电驱动膜浓缩装置或蒸发浓缩装置中的任意一种或至少两种的组合。所述原水罐用于实现对工业生产过程产生的高盐有机废水进行收集储存。所述浓缩装置用于将废水浓缩,实现水资源回收、降低雾化热解单元2处理量、提高盐酸回收单元4中回收得到的盐酸浓度。所述浓水罐用于储存浓缩液并供应给后续的雾化热解单元2。

所述雾化热解单元2与原水提浓单元1的浓水罐出口连接,用于对浓缩液进行酸化,同时添加氧化剂,并通过雾化热解去除有机物,分离获得氯化氢气体和硫酸钠混盐粉;雾化热解单元2包括水泵、风机、酸化剂供应装置、氧化剂供应装置、雾化热解塔以及旋风除尘器。所述雾化热解塔的结构示意图如图3所示,包括塔体21、雾化装置22、燃烧器23与温度控制系统24。其中雾化热解塔中的雾化装置22采用双流体喷嘴,所述的水泵将添加酸化剂和氧化剂后的浓缩液通过水路输送至雾化装置22,风机通过气路将气体介质输送至雾化装置22,实现液体的充分雾化,在雾化热解塔底部燃烧器23提供的高温热风环境下,雾化微粒中的氯化氢和硫酸钠实现分离,同时微粒中的有机组分在高温和氧化剂的作用下得到彻底去除;其中,由雾化装置22喷出的浓缩液与燃烧器23提供的热风逆流接触。所述旋风除尘器将硫酸钠混盐粉从雾化热解塔排出的尾气中分离。所述温度控制系统根据雾化热解塔内的温度测量值适度调整燃烧器23工作条件以保证雾化热解塔在设定的温度条件下稳定运行。

所述硫酸钠纯化单元3与雾化热解单元2的盐粉出料口连接,用于对硫酸钠混盐粉依次进行溶解、除杂、蒸发结晶与重结晶;硫酸钠纯化单元3包括溶解池、除杂反应池、蒸发结晶装置与重结晶装置。所述溶解池接收雾化热解单元2分离出的硫酸钠混盐粉和本单元蒸发结晶装置、重结晶装置回收的冷凝液,形成硫酸钠溶液;所述除杂反应池用于去除硫酸钠溶液中的杂质,提高硫酸钠结晶盐的品质;所述蒸发结晶装置对除杂后的硫酸钠溶液浓缩结晶,实现硫酸钠初步提纯,蒸发结晶、重结晶过程中产生的冷凝水回流到本单元溶解池,结晶母液回流到原水提浓单元1的原水罐进行再次处理,蒸发结晶产生的硫酸钠晶体进入重结晶装置实现进一步纯化。

所述盐酸回收单元与雾化热解单元2的气体出口连接,用于对氯化氢气体依次进行过滤、冷凝,回收盐酸;盐酸回收单元4包括依次连接的过滤器、冷凝器与盐酸储罐。所述过滤器经管道与所述雾化热解单元2的旋风除尘器气体出口相连,对氯化氢气体实现进一步净化。所述过滤器采用陶瓷膜滤芯,陶瓷膜的孔径为5-20μm且开孔率为30-50%,过滤器可以在高温下实现过滤处理,避免烟气降温导致的二次污染。所述冷凝器与过滤器出口相连,用于对尾气进行降温冷却,冷却下来的盐酸流入盐酸储罐中,冷凝器排出的不凝气体进入尾气处理单元5,所述冷凝器的材质可以是石墨、陶瓷、玻璃或聚四氟乙烯中的任意一种。

所述尾气处理单元5与盐酸回收单元4尾气出口连接,用于对回收尾气进行净化。

实施例2

本实施例提供了一种高盐有机废水资源化处理的系统,与实施例1相比,除所述高盐有机废水资源化处理的系统内的所述雾化热解塔的结构示意图如图4所示,雾化装置22喷出的浓缩液与燃烧器23提供的热风顺流接触外,其余均与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供了一种高盐有机废水资源化处理的系统,与实施例1相比,除将雾化热解单元替换为本领域常规的加热搅拌反应装置外,其余均与实施例1相同。

所述加热搅拌反应装置与原水提浓单元1的浓水罐出口连接,用于对浓缩液进行酸化,添加氧化剂,然后并通过加热搅拌分离氯化氢气体和硫酸钠混盐粉;加热搅拌反应装置包括加热反应釜、搅拌器、酸化剂供应装置、氧化剂供应装置与温度控制系统。

所述酸化剂供应装置用于向浓缩液中添加酸化剂进行酸化处理;所述氧化剂供应装置用于向酸化处理后的浓缩液中添加氧化剂;所述搅拌器用于搅拌加热反应釜内的液体;所述温度控制系统用于控制加热反应釜内的温度。

由于加热反应釜材质上的限制及钠盐在高温下易结焦的特点,使得加热搅拌反应装置难以在较高温度下长期稳定运行。浓缩液中的大分子难降解有机物难以彻底分解,因此这部分有机物残存于硫酸钠盐溶液中,影响后续所得硫酸钠的纯度。

应用例1

本应用例提供了一种应用实施例1提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,需要处理的高盐有机废水的水质为:tds6%、cod30000mg/l、na+21600mg/l、cl-20000mg/l且so42-18000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用电驱动膜浓缩结合mvr蒸发浓缩的方法将高盐有机废水浓缩得到tds为30wt%,cod含量为150000mg/l的浓缩液;

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入浓度为40wt%的硫酸作为酸化剂,再添加浓缩液质量的1.5%的过硫酸钠作为氧化剂,经过雾化形成平均直径为50μm的液滴,设置雾化热解过程通入的热风温度1000℃,液滴停留时间2.6s,排风温度650℃,得到氯化氢尾气与硫酸钠混盐粉;

(3)经雾化热解分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为40℃,回收得到10wt%的盐酸;

(4)经雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≥99wt%,可以作为工业盐出售。

应用例2

本应用例提供了一种应用实施例1提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,需要处理的高盐有机废水的水质为:tds13%、cod100000mg/l、na+47800mg/l、cl-56000mg/l且so42-24000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用mvr蒸发浓缩方法将高盐有机废水浓缩得到tds为30wt%,cod含量为230000mg/l的浓缩液。

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入浓度为70wt%的硫酸作为酸化剂,再添加浓缩液质量的2.5%的过氧化氢作为氧化剂,经过雾化形成平均直径为10μm的液滴,设置雾化热解过程通入的热风温度1100℃,液滴停留时间3s,排风温度700℃,得到氯化氢尾气与硫酸钠混盐粉;

(3)经雾化热解分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为30℃,回收得到13wt%的盐酸;

(4)经雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≥98.5wt%,可以作为工业盐出售。

应用例3

本应用例提供了一种应用实施例2提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,需要处理的高盐有机废水的水质为:tds3%、cod10000mg/l、na+11000mg/l、cl-14000mg/l且so42-4000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用压力驱动膜浓缩、电驱动膜浓缩结合mvr蒸发浓缩方法将高盐有机废水浓缩得到tds为30wt%,cod含量为100000mg/l的浓缩液;

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入浓度为90wt%的硫酸作为酸化剂,再添加浓缩液质量的0.5%的过硫酸钠作为氧化剂,同时通过双流体喷嘴将臭氧作为氧化剂和浓缩液混合雾化,经过雾化形成平均直径为100μm的液滴,设置雾化热解过程通入的热风温度800℃,液滴停留时间2.3s,排风温度500℃,得到氯化氢尾气与硫酸钠混盐粉;

(3)经雾化热解分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为25℃,回收得到14wt%的盐酸;

(4)经雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≥97.5wt%,可以作为工业盐出售。

应用例4

本应用例提供了一种应用实施例1提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,需要处理的高盐有机废水的水质为:tds5%、cod30000mg/l、na+19000mg/l、cl-20000mg/l且so42-10000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用电驱动膜浓缩结合mvr蒸发浓缩的方法将高盐有机废水浓缩得到tds为28wt%,cod含量为168000mg/l的浓缩液;

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入硫酸氢钠固体作为酸化剂,再添加浓缩液质量的1%的过氧化氢作为氧化剂,经过雾化形成平均直径为80μm的液滴,设置雾化热解过程通入的热风温度900℃,液滴停留时间2.1s,排风温度630℃,得到氯化氢尾气与硫酸钠混盐粉;

(3)经雾化热解分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为35℃,回收得到11wt%的盐酸;

(4)经雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≥98wt%,可以作为工业盐出售。

应用例5

本应用例提供了一种应用实施例1提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,需要处理的高盐有机废水的水质为:tds10%、cod30000mg/l、na+38000mg/l、cl-50000mg/l且so42-12000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用电驱动膜浓缩结合mvr蒸发浓缩的方法将高盐有机废水浓缩得到tds为30wt%,cod含量为90000mg/l的浓缩液;

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入工业废酸作为酸化剂,再添加浓缩液质量的2%的过硫酸钠作为氧化剂,同时通过双流体喷嘴将氧气作为氧化剂和浓缩液混合雾化,经过雾化形成平均直径为10μm的液滴,设置雾化热解过程通入的热风温度850℃,液滴停留时间2s,排风温度590℃,得到氯化氢尾气与硫酸钠混盐粉;

(3)经雾化热解分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为20℃,回收得到15wt%的盐酸;

(4)经雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≥99wt%,可以作为工业盐出售。

应用例6

本应用例提供了一种应用实施例1提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,需要处理的高盐有机废水的水质为:tds5%、cod200mg/l、na+18000mg/l、cl-6000mg/l且so42-30000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用电驱动膜浓缩结合mvr蒸发浓缩的方法将高盐有机废水浓缩得到tds为30wt%,cod含量为1200mg/l的浓缩液;

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入工业废酸作为酸化剂,同时通过双流体喷嘴将氧气作为氧化剂和浓缩液混合雾化,经过雾化形成平均直径为100μm的液滴,设置雾化热解过程通入的热风温度1100℃,液滴停留时间5s,排风温度500℃,得到氯化氢尾气与硫酸钠混盐粉;

(3)经雾化热解分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为20℃,回收得到5wt%的盐酸;

(4)经雾化热解分离出的硫酸钠混盐粉进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≥99wt%,可以作为工业盐出售。

对比应用例1

本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的高盐有机废水资源化处理系统对高盐有机废水进行资源化处理的方法,除了将雾化热解工艺替换为常规的加热搅拌反应工艺,其他的工艺参数与应用例1保持一致。

需要处理的高盐有机废水的水质为:tds6%、cod30000mg/l、na+21600mg/l、cl-20000mg/l且so42-18000mg/l;所述方法包括如下步骤:

(1)采用电驱动膜浓缩结合mvr蒸发浓缩的方法将高盐有机废水浓缩得到tds为30wt%,cod含量为150000mg/l的浓缩液;

(2)向步骤(1)所得浓缩液中加入浓度为40wt%的硫酸作为酸化剂,再添加浓缩液质量的1.5%的过硫酸钠作为氧化剂,200℃下加热搅拌分离氯化氢尾气与硫酸钠盐颗粒;

(3)经加热搅拌分离出的氯化氢尾气进入盐酸回收步骤,尾气经过滤后被冷凝,设置冷凝后的气体温度为40℃,回收得到盐酸;

(4)硫酸钠盐颗粒进入硫酸钠纯化步骤,经过除杂、蒸发结晶与重结晶回收得到的结晶盐中硫酸钠含量≤80wt%,无法作为工业盐出售。

综上所述,本发明提供的高盐有机废水资源化处理系统首先对高盐有机废水进行浓缩处理,再向浓缩液中添加酸化剂进行酸化处理,同时加入氧化剂以提高废水中难降解有机物在后续雾化热解处理过程中的分解效率,实现有机物的彻底去除,同时雾化微粒中的氯化氢和硫酸钠也实现了高效分离,再通过后续硫酸钠纯化步骤和盐酸回收步骤分别得到高纯度的硫酸钠结晶盐和盐酸,盐酸回收尾气经尾气处理单元实现净化。所述高盐有机废水资源化处理系统能够实现高盐废水中有机物的高效去除,同时回收盐酸和硫酸钠结晶盐,真正实现高盐有机废水的无害化、资源化、低成本与短流程处理,确保处理过程环境友好且无二次污染。

申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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