專利名稱：高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，具體說是對(duì)經(jīng)沉淀過濾等預(yù)處理后產(chǎn)生的高濃度工業(yè)廢水處理設(shè)備和處理方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水包括焦化廢水、化工廢水和垃圾滲濾液等多種，殘留成分多種多樣。它的處理關(guān)系到環(huán)境的保護(hù)、水資源的利用，以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本等多方面的因素；這項(xiàng)技術(shù)涉及到多種技術(shù)領(lǐng)域，其設(shè)備和處理方法也很多。目前，廣泛使用臥式反應(yīng)釜的氧化過程進(jìn)行處理的設(shè)備和方法為間歇操作，反應(yīng)過程中需要不斷升溫和降溫，且氣水混合效果差，嚴(yán)重影響氧化反應(yīng)過程的進(jìn)行。同時(shí)，這類設(shè)備的處理功能比較單一，占地面積又大，因而成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造的立式反應(yīng)釜，采用多個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)使用，氣水混合效果好，氧化充分的高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種利用本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行高濃度工業(yè)廢水的處理方法，它具有占地面積小，工藝流程簡(jiǎn)單，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。
本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，包括用管道依次連通的廢水池、泵和封閉的加熱器，其中加熱器容器的出口通過管道至少串接4個(gè)立式反應(yīng)釜，且第一個(gè)反應(yīng)釜底部的進(jìn)水管與加熱器容器的出口連通，其頂部的出水管與下一個(gè)反應(yīng)釜底部的進(jìn)水管連通，最后一個(gè)反應(yīng)釜頂部的出水管通過管道與氣液分離器連通，氣液分離器上分別設(shè)有水、氣出口；第一個(gè)反應(yīng)釜底部的進(jìn)氣口通過管道與空氣壓縮機(jī)連通。
本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其中反應(yīng)釜包括筒狀釜體和外殼，且釜體和外殼的頂部封閉，其中心設(shè)有出水管，而釜體和外殼的底部封閉連接后與錐狀殼體連成一體，向下收縮的錐狀殼體的中心設(shè)有進(jìn)水管，在錐狀殼體的側(cè)面上設(shè)有進(jìn)氣口；釜體和外殼之間形成窄小的夾套，在外殼上的下端和上端分別設(shè)有與導(dǎo)熱裝置連通的進(jìn)口和出口。
本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其中在最后一個(gè)反應(yīng)釜上的出水管和氣液分離器的入口之間通過管道依次串連有換熱器和冷卻器，換熱器的另一入、出口端分別通過管道與泵和加熱器連通。
本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其中在反應(yīng)釜的頂部還設(shè)有壓力表和安全閥。
本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理方法，其中包括下列步驟1)加壓?jiǎn)?dòng)泵，從廢水池中將沉淀處理過的廢水提升加壓到1～12Mpa；
2)升溫經(jīng)換熱器和加熱器，使廢水溫度達(dá)到160～400℃；3)氧化高溫高壓的廢水進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)釜進(jìn)行充分氧化反應(yīng)，同時(shí)用空氣壓縮機(jī)不斷向第一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)輸入氧化過程中需要的壓縮空氣；4)冷卻處理好的廢水具有較高的溫度，從最后一個(gè)反應(yīng)釜流出經(jīng)換熱器和冷卻器后降至室溫；5)分離排放氧化反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體和空氣需經(jīng)氣液分離器后分別排放，其中廢水達(dá)到規(guī)定的COD為100mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的處理方法，其中在步驟3的氧化反應(yīng)過程中，通過串接連通的導(dǎo)熱裝置，給反應(yīng)釜上的夾套內(nèi)輸送具有一是溫度的導(dǎo)熱介質(zhì)。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的立式反應(yīng)釜，直徑為0.1～2m，高度達(dá)3～8m，并采用多級(jí)反應(yīng)釜串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，安裝連接靈活方便，且立式反應(yīng)釜占地面積??；系統(tǒng)配置合理，氣水混合均勻，氧化反應(yīng)充分，處理工藝流程簡(jiǎn)單，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行?；瘜W(xué)需氧量(COD)為5000～150000mg/L的工業(yè)廢水，經(jīng)過本系統(tǒng)處理后，COD降到100mg/L以下，達(dá)到外排水的國家標(biāo)準(zhǔn)，符合環(huán)境保護(hù)的要求。


圖1為本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的原理連接框圖；圖2為本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
由圖1、圖2可見，本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)包括用管道依次連通的廢水池1、泵2、換熱器7和封閉的加熱器3，其中加熱器3容器的出口通過管道至少串接4個(gè)立式反應(yīng)釜4，且第一個(gè)反應(yīng)釜4底部的進(jìn)水管13與加熱器3容器的出口連通，其頂部的出水管11與下一個(gè)反應(yīng)釜4底部的進(jìn)水管13連通，再下一個(gè)反應(yīng)釜4依次這樣串接連通，最后一個(gè)反應(yīng)釜4頂部的出水管11通過管道與換熱器7另一入口端連通，與其對(duì)應(yīng)的另一出口通過管道與冷卻器8的入口連通，冷卻器8的出口用管道與氣液分離器5連通，氣液分離器5上分別設(shè)有水、氣出口。其中第一個(gè)反應(yīng)釜4上的錐狀殼體12側(cè)面上的進(jìn)氣口14，通過管道與空氣壓縮機(jī)6連通。
反應(yīng)釜4結(jié)構(gòu)完全相同，見圖2所示，它包括筒狀釜體9和外殼10，且釜體9和外殼10的頂部封閉，其上設(shè)有壓力表18和安全閥19，而中心還設(shè)有出水管11；封閉連接的釜體9和外殼10的底部與錐狀殼體12連成一體，向下收縮的錐狀殼體12的中心設(shè)有進(jìn)水管13，在錐狀殼體12的側(cè)面上設(shè)有進(jìn)氣口14；釜體9和外殼10之間形成窄小的夾套15，在外殼10上的下端和上端分別設(shè)有與導(dǎo)熱裝置連通的進(jìn)口16和出口17。
本發(fā)明高濃度工業(yè)廢水處理方法，包括下列步驟1)加壓?jiǎn)?dòng)泵2，從廢水池1中將沉淀處理過的廢水提升加壓到1～12Mpa；2)升溫經(jīng)換熱器7和加熱器3，使廢水溫度達(dá)到160～400℃；3)氧化高溫高壓的廢水進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)釜4進(jìn)行充分氧化反應(yīng)，同時(shí)用空氣壓縮機(jī)6不斷向第一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)輸入氧化過程中需要的壓縮空氣；4)冷卻處理好的廢水具有較高的溫度，從最后一個(gè)反應(yīng)釜流出經(jīng)換熱器7和冷卻器8后降至室溫；5)分離排放氧化反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體和空氣需經(jīng)氣液分離器5后分別排放，其中廢水達(dá)到規(guī)定的COD為100mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。
由于經(jīng)反應(yīng)釜后處理出來的水溫較高，利用這種高溫水經(jīng)換熱器7與未處理過的低溫廢水進(jìn)行熱交換，提高廢水溫度，降低加熱器3的能源消耗。在反應(yīng)釜的氧化過程中，為反應(yīng)充分，必須不斷地用空氣壓縮機(jī)6向反應(yīng)釜內(nèi)輸入壓縮空氣和加壓，確保廢水充分快速地氧化及加速流動(dòng)。同時(shí)為了確保釜內(nèi)的高溫的穩(wěn)定，在夾套15內(nèi)通入具有一定溫度的導(dǎo)熱介質(zhì)，這種導(dǎo)熱介質(zhì)可以使用水、蒸汽和油等。
立式反應(yīng)釜的高度為3～8米，且直徑和高度的比例在1∶4～1∶30，可采用碳鋼、304不銹鋼、316不銹鋼和鈦合金等材料制成。
實(shí)施例1采用鈦合金制作的高度為4.5米、直徑為0.2米的釜體，外殼直徑為0.26米的碳鋼，由6個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)組成，泵、加熱器、換熱器、冷卻器、氣液分離器和空氣壓縮機(jī)均選用市場(chǎng)通用的產(chǎn)品，處理運(yùn)行溫度為270℃，運(yùn)行壓力為9Mpa。對(duì)垃圾滲濾液的廢水進(jìn)行處理，原廢水中COD為25000mg/L，經(jīng)反應(yīng)處理后，出水COD降到100mg/L以下。
實(shí)施例2采用316不銹鋼制作的高度為6.0米、直徑為0.8米的釜體，外殼直徑為1.0米的碳鋼，由4個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)組成，其它設(shè)備均選用市場(chǎng)通用的產(chǎn)品，處理運(yùn)行溫度為250℃，運(yùn)行壓力為7Mpa。對(duì)焦化工業(yè)的廢水進(jìn)行處理，原廢水中COD為8000mg/L，經(jīng)反應(yīng)處理后，出水COD降到100mg/L以下。
權(quán)利要求
1.一種高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，包括用管道依次連通的廢水池(1)、泵(2)和封閉的加熱器(3)，其特征是所述加熱器(3)容器的出口通過管道至少串接4個(gè)立式反應(yīng)釜(4)，且第一個(gè)所述反應(yīng)釜(4)底部的進(jìn)水管(13)與所述加熱器(3)容器的出口連通，其頂部的出水管(11)與下一個(gè)所述反應(yīng)釜(4)底部的所述進(jìn)水管(13)連通，最后一個(gè)所述反應(yīng)釜(4)頂部的所述出水管(11)通過管道與氣液分離器(5)連通，所述氣液分離器(5)上分別設(shè)有水、氣出口；第一個(gè)所述反應(yīng)釜(4)的底部入口通過管道與空氣壓縮機(jī)(6)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是所述反應(yīng)釜(4)包括筒狀釜體(9)和外殼(10)，且所述釜體(9)和外殼(10)的頂部封閉，其中心設(shè)有所述出水管(11)，而所述釜體(9)和外殼(10)的底部封閉連接后與錐狀殼體(12)連成一體，向下收縮的所述錐狀殼體(12)的中心設(shè)有所述進(jìn)水管(13)，在所述錐狀殼體(12)的側(cè)面上設(shè)有所述進(jìn)氣口(14)；所述釜體(9)和外殼(10)之間形成窄小的夾套(15)，在所述外殼(10)上的下端和上端分別設(shè)有與導(dǎo)熱裝置連通的進(jìn)口(16)和出口(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是在最后一個(gè)所述反應(yīng)釜(4)上的所述出水管(11)和所述氣液分離器(5)的入口之間通過管道依次串連有換熱器(7)和冷卻器(8)，所述換熱器(7)的另一入、出口端分別通過管道與所述泵(2)和加熱器(3)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是在所述反應(yīng)釜(4)的頂部還設(shè)有壓力表(18)和安全閥(19)。
5.一種高濃度工業(yè)廢水的處理方法，其特征是包括下列步驟1)加壓?jiǎn)?dòng)泵，從廢水池中將沉淀處理過的廢水提升加壓到1～12Mpa；2)升溫經(jīng)換熱器和加熱器，使廢水溫度達(dá)到160～400℃；3)氧化高溫高壓的廢水進(jìn)入多級(jí)反應(yīng)釜進(jìn)行充分氧化反應(yīng)，同時(shí)用空氣壓縮機(jī)不斷向第一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)輸入氧化過程中需要的壓縮空氣；4)冷卻處理好的廢水具有較高的溫度，從最后一個(gè)反應(yīng)釜流出經(jīng)換熱器和冷卻器后降至室溫；5)分離排放氧化反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體和空氣需經(jīng)氣液分離器后分別排放，其中廢水達(dá)到規(guī)定的COD為100mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征是在步驟3的氧化反應(yīng)過程中，通過串接連通的導(dǎo)熱裝置，給反應(yīng)釜上的夾套內(nèi)輸送具有一是溫度的導(dǎo)熱介質(zhì)。
全文摘要
高濃度工業(yè)廢水處理系統(tǒng)包括泵、加熱器、換熱器、冷卻器、氣液分離器和空氣壓縮機(jī)等通用產(chǎn)品，特征是加熱器下方通過管道至少串接4個(gè)立式反應(yīng)釜，它包括釜體和外殼，頂部封閉，并設(shè)有出水管，其底部封閉連接后與錐狀殼體連成一體，其中心設(shè)有進(jìn)水管，側(cè)面上設(shè)有進(jìn)氣口；釜體和外殼之間形成窄小的夾套。處理方法包括加壓、升溫、氧化反應(yīng)、冷卻和氣水分離步驟，即在反應(yīng)釜中高溫高壓的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)。本發(fā)明立式反應(yīng)釜，直徑為0.1～2m，高度達(dá)3～8m，占地面積??；系統(tǒng)氣水混合均勻，氧化反應(yīng)充分，處理工藝流程簡(jiǎn)單，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。COD為5000～150000mg/L的工業(yè)廢水處理后降到100mg/L以下，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F1/04GK1850665SQ20061008383
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者孫全慶 申請(qǐng)人:北京承禹科信環(huán)保技術(shù)開發(fā)有限公司