超临界水氧化处理废水控制系统的制作方法

1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种超临界水氧化处理废水控制系统。


背景技术：

2.超临界水氧化(supercritical water oxidation，简称scwo)技术的原理是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物快速转化为co2、h2o、n2和其他无害小分子。然而含氟的废水经过超临界反应装置后，在温度为650℃，压力为22.3mpa的情况下，有机物氧化，cod降至50以下，但是由于废水中的氟浓度较高，有机氟转变为无机氟，与废水中原有的无机氟合并，无法降解，只能留在超临界反应废水中排出。然而高含量的含氟废水排入自然界中，会对环境造成一定的影响。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明为了解决现有技术存在的缺陷和不足，提供了一种超临界水氧化处理废水控制系统，废水经通过反应器后进入中和反应池去除废水中的氟离子，使废水中的氟离子含量达标排放。
4.本发明一种超临界水氧化处理废水控制系统, ：包括超临界水氧化系统、二次废水处理系统、监测系统和控制系统；超临界水氧化系统，用于将废水中的有机物转化为无害分子；二次废水处理系统，与超临界水氧化系统中相连接，将废水中的氟离子去除；监测系统分别设置于超临界水氧化系统和二次废水处理系统，用于分别监测超临界水氧化系统及二次废水处理系统的ph值、流量、压力、温度、运行状态；控制系统分别与超临界水氧化系统、二次废水处理系统和监测系统连接；控制系统接收监测系统的监测数据并控制超临界水氧化系统、二次废水处理系统的状态。
5.进一步的，所述超临界水氧化系统包括废水输送装置、气体输送装置、反应器、分离装置；废水输送装置、气体输送装置分别设置增压器和预热器；气体输送装置包括氧气输送装置和惰性气体输送装置；废水输送装置、氧气输送装置、惰性气体输送装置的出口分别与反应器的入口相连，反应器的出口与分离装置连接；所述分离装置与二次废水处理系统相连。
6.进一步的，所述二次废水处理系统包括中和反应池、除氟剂储罐、酸液调节装置、碱液调节装置、第一输送装置、第二输送置、第三输送装置和沉淀池；分离装置的出口与中和反应池的入口相连；除氟剂储罐通过第一输送装置与中和反应池连接，酸液调节装置通过第二输送装置与中和反应池连接，碱液调节装置通过第三输送装置与中和反应池连接；酸液调节装置和碱液调节装置用于调节中和反应池的ph值；所述中和反应池还设置搅拌装置；所述第一输送装置设置第一电控装置，所述第二输送装置设置第二电控装置，第三输送装置设置第三电控装置。
7.进一步的，所述监测系统包括第一监测子系统和第二监测子系统；第一监测子系统设置于超临界水氧化系统内，第一监测子系统实时监测气体输送装置的压力、温度和流量，废水输送装置的压力、温度和流量，反应器的温度和压力，分离装置的压力、温度及氟离子浓度；第二监测子系统设置于二次废水处理系统内；第二监测子系统实时监测除氟剂储罐的投放量，酸液调节装置的流量，碱液调节装置的流量，中和反应池的ph值以及氟离子浓度。
8.进一步的，控制系统构建数字化的调节模型，并根据数字化的调节模型分别对超临界水氧化系统和二次废水处理系统中各装置的运行状态进行设定、调节和控制，使各装置高效运行。
9.进一步的，控制系统设定中和反应池的ph值，并通过控制第二电控装置和第三电控装置来调整中和反应池中的ph值。
10.进一步的，当中和反应池中的ph值设定为7-8.5时，若监测到ph值低于7时，则第三电控装置开启，直至ph值达到8.5停止；若监测到ph值高于8.5时，则第二电控装置开启，直至ph值降到7。
11.进一步的，控制系统根据监测到的中和反应池中的氟离子浓度，通过第一电控装置控制除氟剂储罐中的除氟剂进入中和反应池的投放量。
12.进一步的，所述反应器为逆流式蒸发壁反应器。
13.本发明的有益效果：本发明的控制系统根据氟离子浓度与流量的变化，可自动控制改变除氟剂的投放量，无需人工操作，保证精准性，防止因氟离子浓度变化，加药量改变不及时导致的除氟剂浪费与氟离子超标现象。
14.本发明控制系统的数字化的调节模型可对中和反应池内的ph值进行设定，并通过酸液调节装置、碱液调节装置进行调整，使中和反应池内的除氟反应维持在一个恒定的ph值范围，确保排出的废水达标。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明超临界水氧化处理废水控制系统的示意图。
17.附图标记说明1、超临界水氧化系统，10、废水输送装置，11、气体输送装置，12、反应器，13、分离装置，2、二次废水处理系统，20、中和反应池，21、除氟剂储罐，22、酸液调节装置，23、碱液调节装置,24、第一输送装置，25、第二输送置，26，第三输送装置，27、沉淀池，3、监测系统，30、第一监测子系统，31、第二监测子系统，4、控制系统。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
19.本发明提供一种超临界水氧化处理废水控制系统，废水经通过反应器后进入中和反应池去除废水中的氟离子，使废水中的氟离子含量达标排放。
20.本发明一种超临界水氧化处理废水控制系统，包括超临界水氧化系统1、二次废水处理系统2、监测系统3和控制系统4，如图1所示。
21.超临界水氧化系统1可对废水中的有机废物进行深度的氧化，转化为无机盐。
22.超临界水氧化系统1包括废水输送装置10、气体输送装置11、反应器12、分离装置13。
23.废水输送装置10设置增压器和预热器。将废水经预热器预热、增压器增压后，通过废水输送装置10进入反应器。
24.气体输送装置11同样设置预热器、增压器。将气体经预热器预热、增压器增压后，通过气体输送装置11进入反应器。
25.气体输送装置11包括氧气输送装置和惰性气体输送装置。可以通过惰性气体输送装置来调整反应器12内的压力。
26.废水输送装置10、氧气输送装置、惰性气体输送装置的出口分别与反应器12的入口相连。
27.反应器12，进行超临界氧化反应，产生超临界流体和无机盐。反应器12的出口连接分离装置13。优选的，反应器12为逆流式蒸发壁反应器。
28.分离装置13将无机盐滤除。分离装置13的出口与二次废水处理系统2连接。
29.二次废水处理系统2与超临界水氧化系统1的分离装置13相连接，将废水中氟离子去除。
30.二次废水处理系统2包括中和反应池20、除氟剂储罐21、酸液调节装置22、碱液调节装置23、第一输送装置24、第二输送置25和第三输送装置26、沉淀池27，如图1所示。
31.分离装置13的出口与中和反应池20的入口相连；除氟剂储罐21通过第一输送装置24与中和反应池20连接。
32.酸液调节装置22通过第二输送装置25与中和反应池20连接，碱液调节装置23通过第三输送装置26与中和反应池20连接，酸液调节装置22和碱液调节装置23用于调节中和反应池20的ph值，使中和反应池20保持除氟反应所需的ph值。
33.中和反应池20还设置搅拌装置，搅拌装置确保中和反应池20的除氟反应更完全，中和反应池20的出口与沉淀池27连接，经沉淀池27沉淀后的废水即可达标排放。
34.第一输送装置24设置第一电控装置，第二输送装置25设置第二电控装置，第三输送装置26设置第三电控装置。第一电控装置是用来控制除氟剂储罐24中除氟剂通入中和反应池20的投放量及投放状态。第二电控装置是用来控制酸液调节装置22的酸液通入中和反应池20的流量大小及启闭状态。第三电控装置是用来控制碱液调节装置23的碱液通入中和反应池20的流量大小及启闭状态。
35.监测系统3包括第一监测子系统30和第二监测子系统31；第一监测子系统30设置于超临界水氧化系统1内；第二监测子系统31设置于二次废水处理系统2内。
36.第一监测子系统30实时监测气体输送装置11的压力、温度和流量，废水输送装置10的压力、温度和流量，反应器12的温度和压力，分离装置13的压力、温度、氟离子浓度等状态。
37.第二监测子系统31实时监测除氟剂储罐21的投放量，酸液调节装置22的流量，碱液调节装置23的流量，中和反应池20的ph值以及氟离子浓度等状态。
38.第一监测子系统30包括ph计、温度计、传感器、流量计、压力计、氟离子浓度仪等各种监测设备，这些监测设备对应设置在超临界水氧化系统1的各装置内。第一监测子系统30可监测超临界水氧化系统1内各装置的ph值、流量、压力、温度以及分离装置13出口处的氟离子浓度等需要监测的状态。例如反应器12，对进入的温度计及压力有要求，则第一监测子系统30对反应器12的温度及压力情况进行监测。
39.第二监测子系统31包括ph计、温度计、传感器、流量计、压力计等各种监测设备，这些监测设备设置在二次废水处理系统2的各装置内，第二监测子系统31可监测二次废水处理系统2内各装置的ph值、流量、压力、温度以及氟离子浓度等需要监测的状态。
40.控制系统4接收监测系统3的监测数据并以此构建数字化的调节模型，控制系统4根据数字化的调节模型分别对超临界水氧化系统1和二次废水处理系统2中各装置的运行条件进行设定、调节和控制，确保各装置高效运行。
41.控制系统4设定反应器12的温度为250℃-350℃，压力为22-35mpa，监测系统3实时对反应器12进行监测，控制系统4据此调节反应器12的温度和压力，使其处于设定的范围。
42.控制系统4设定中和反应池20的ph值，并通过控制第二电控装置和第三电控装置来调整中和反应池20中的ph值。
43.当中和反应池20中的ph值设定为7-8.5时，若监测到ph值低于7时，则第三电控装置开启，直至ph值达到8.5停止；若监测到ph值高于8.5时，则第二电控装置开启，直至ph值降到7。
44.控制系统4根据第二监测子系统31监测到的中和反应池20中的氟离子浓度，通过第一电控装置控制除氟剂储罐21中的除氟剂进入中和反应池20的投放量；第一电控装置为变频泵时，通过调整变频泵的状态，来自动调节除氟剂的投放量，使进入沉淀池27的废水的氟离子浓度达标。当变频泵的总流量为400l，总频率为50hz时,当测得中和反应池20的氟离子浓度为20＜ f≤40 mg/l时，若分离装置13处理后的废水进入中和反应池20的流量为14m
³
，则除氟剂储罐21中除氟剂的投放量为140l的（投放量与流量的比值为1%）,变频泵的频率为18hz；当测得中和反应池20的氟离子浓度为40＜ f≤50 mg/l时，若分离装置13处理后的废水进入中和反应池20的流量为14m
³
，则除氟剂储罐21中除氟剂的投放量为190l（投放量与流量的比值为1.35%）,变频泵的频率为24hz；当测得中和反应池20的氟离子浓度为50＜ f≤60 mg/l时，若分离装置13处理后的废水进入中和反应池20的流量为14m
³
，则除氟剂储罐21中除氟剂的投放量为240l（投放量与流量的比值为1.7%）,变频泵的频率为30hz；当测得中和反应池的20氟离子浓度为60＜ f≤70 mg/l时，若分离装置13处理后
的废水进入中和反应池20的流量为14m
³
，则除氟剂储罐21中除氟剂的投放量为290l（投放量与流量的比值为2.1%）,变频泵的频率为36hz；当测得中和反应池20的氟离子浓度为70＜ f≤80 mg/l时，若分离装置13处理后的废水进入中和反应池20的流量为14m
³
，则除氟剂储罐21中除氟剂的投放量为340l的（投放量与流量的比值为 2.4%）,变频泵的频率为42hz。
45.本发明的控制系统根据氟离子浓度与流量的变化，可自动控制改变除氟剂的投放量，无需人工操作，保证精准性，防止因氟离子浓度变化，加药量改变不及时导致的除氟剂浪费与氟离子超标现象。
46.本发明控制系统的数字化的调节模型可对中和反应池内的ph值进行设定，并通过酸液调节装置、碱液调节装置进行调整，使中和反应池内的除氟反应维持在一个恒定的ph范围，确保排出的废水达标。
47.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。