一种高浓度有机废水处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及有机废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度有机废水处理系统及方法，系统按有机废水流向依次包括废水预热组、列管蒸发器、刮板式蒸发器和喷雾蒸发器；所述列管蒸发器产生的二次蒸气通过蒸气管道与列管蒸发器连接，所述蒸气管道上设有风机和加热器。该系统持续运转性强，水回收率可达95％(1.9吨/天)，总盐TDS回收率达90％(0.1吨/天)，其余是操作损失，运行的噪音更小，比传统MVR吨水电耗降低了50％以上，得到的干粉公斤热值可以达到4000大卡以上，还可以再利用。

A High Concentration Organic Wastewater Treatment System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度有机废水处理系统及方法
本专利技术涉及有机废水处理
，具体涉及一种高浓度有机废水处理系统及方法。
技术介绍
高浓度有机废水主要产生于垃圾渗透液处理后的RO浓水，中药浸泡工艺废水处理后产生的RO浓水，以及制药食品染料油墨助剂等产品工艺废水处理后产生的RO浓水，本质上上它是被浓缩20倍以上的难分解废水，环保法规要求必须处理，有些则必须以危险废弃物处理。目前处理方法基本都是使用MVR蒸发结晶工艺。实践证明，使用这种工艺系统能长效正常运转下去的案例很少，主要问题是：1、蒸发传热管壁的结垢、粘贴壁严重，导致不经常停机冲刷，就不能运转。2、离心式蒸汽压缩机的二次蒸汽抽吸量在运行一段时间后会直线下降、振动、噪音加剧。3、上述两种因素相互叠加造成恶性循环。结果就是蒸发热效能直线下降，而噪音振动直线上升，直至断轴事故频发。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种可以长效运作并且耗能低的高浓度有机废水处理系统及方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种高浓度有机废水处理系统，按有机废水流向依次包括废水预热组、列管蒸发器、刮板式蒸发器和喷雾蒸发器；所述列管蒸发器产生的二次蒸气通过蒸气管道与刮板式蒸发器连接，所述蒸气管道上设有风机和加热器。高浓度有机废水的污染物特征是三高：高盐份、高COD、高氨氮或高硬度，核心是高COD。这种COD基本上是常规的物化生化高级氧化手段所不能降解的。因为废水进入RO浓缩系统之前，基本上都已使用上述方法。能降解的COD已基本去除达90％以上，而不能去除的10％在进入RO膜系统后又浓缩20倍以上，继而在蒸发器内又被再浓缩10倍至上百倍。在蒸发器浓缩过程中，废水的特性就发生了质的变化：1、蒸发后期产生大量泡沫，使废水中二氧化硅、盐份、有机物、硬度物随着二次蒸汽在离心压缩机叶片上粘附成垢，久而久之累积，破坏了高速旋转叶轮动平衡，产生振动、噪音、断轴事故。2、大多数有机物都有不同程度的络合倾向，产生阻垢剂作用，使得通常的软化反应不能去除废水中的钙、镁、钡、锶等物质。于是在蒸发后期便结垢在蒸发传热管壁上。3、这些高浓度COD有机物，有部分是不能结晶析出的，也不能被氧化分解，只能被浓缩成粘性膏类糊状黑色浆料。它的流动性极差，仅靠蒸发器循环泵大流量冲刷，收效甚微，于是就在传热管上粘附挂壁，结成韧垢。4、这些COD有机物是阻碍晶体长大的，蒸发后期废水中氯化钠、硫酸钠等无机盐会饱和结晶并长大成粗粒，从废水中析出。但高浓度有机物环境下，这些晶粒不能正常长大。反而被这些有机物相互粘附成晶疤硬块，结垢在传热管壁上。由于这些晶疤粘壁、硬垢存在，蒸发器管壁传热效能就会直线下降，使系统蒸发产能及吨水蒸发电耗上升。其次，离心压缩机的二次蒸汽抽吸量下降基本上是一个机械加工精密度低的问题。压缩机叶轮与外壳是必须有0.5毫米以下间隙的。间隙越小，气密性越好风机效率越高。但是过小，风机容易不能转动或卡壳烧轴，间隙过大，气体在高速离心力下会部分因回流而没有被抽出来，没有被加压送出去。抽气量必然减少。叶轮片热膨胀大致是线性的，可以精确算出控制，而压缩机外壳的热膨胀是体积性的，极难计算控制。实际生产中，外壳膨胀总是大于叶片膨胀造成间隙增大。随着热运行时间延长，风机抽汽量减少是必然的。因此本专利技术的技术方案的原理在于：1、在蒸发前期，二次蒸气产率很大，使用风机进行运输二次蒸气，加热器作为热补偿足以，而不需要达到像MVR压缩机这般高压缩比、高转速和高功率的要求，并且这样的做法可以相对缓慢升高废水的浓度，列管蒸发器不容易发生结垢粘壁、泡沫溢出临界点等现象，可以更有效地利用列管蒸发器高效传热的特点，并且风机可以长期运行，噪音更小，比传统MVR吨水电耗降低了50％以上；2、在蒸发中期，不适用列管蒸发器，而使用刮板式蒸发器。在此期间，废水浓度快速升高，废水中COD、二氧化硅、盐份等物质浓度升高至开始进入粘附结晶结垢阶段，大部分人认为此时废水品盐份会结晶析出，只需进入离心机分离即可。但是实际实践发现，由于超高浓度COD有机物存在，它只能生成膏糊状黑色粘性浆料，粘附在传热管壁上，并产生大量泡沫，此时使用刮板式蒸发器，机械旋转的刮板能够使这些粘性浆料刮下到底部卸出，而传热面却时刻保持光鲜，传热不受阻碍；3、蒸发后期，使用喷雾蒸发干燥机，使废水中结垢结疤物质成于粉排出。在此阶段，高糊状物料的蒸发效能极低，而粘壁结垢却十分严重，本专利技术通过喷雾蒸发，使浆料成雾状与热空气直接热交换闪蒸，避免结垢现象，得到的干粉公斤热值可以达到4000大卡以上，还可以再利用。其中，所述废水预热组按废水流向依次包括第一预热器、第二预热器和第三预热器。本专利技术将废水预热组分为第一预热器、第二预热器和第三预热器利于系统的分级加热，热能利用更合理。其中，所述列管蒸发器产生的冷凝水通过冷凝水管道与第三预热器连接。其中，所述刮板式蒸发器产生的冷凝水通过冷凝水管道与第二预热器连接。其中，所述高浓度有机废水处理系统还包括为喷雾蒸发器供热的燃烧炉，所述喷雾蒸发器产生的尾气通过气体管道与第一预热器连接。本专利技术蒸发后期阶段的热源可以按现场条件，选用沼气天然气、柴油、直接燃烧后以常温空气配比成热空气，也可以直接用高温过热蒸汽，生成的尾气可以加热第一预热器。一种高浓度有机废水处理方法，采用如上所述的高浓度有机废水处理系统对有机废水进行处理，以100重量份的有机废水为基准，处理方法包括如下步骤：(1)蒸发前期：废水预热组将有机废水加热至75-85℃，然后有机废水进入到列管蒸发器进行蒸发，蒸出水量为70-80重量份；(2)蒸发中期：蒸发前期后的有机废水进入到刮板式蒸发器中进行蒸发，蒸发水量为10-20重量份；(3)蒸发后期：将蒸发中期后的有机废水在喷雾蒸发器中进行喷雾蒸发，得到干粉。在蒸发前期，本专利技术只需要风机将二次蒸气抽出然后利用加热器稍微进行热补偿即可，实质上相当于把MVR二次蒸气压缩升温的电能用于加热二次蒸气，而无需特别压缩，总电耗反而下降了。例如常规MVR系统，蒸发吨水的电耗为80-100度，而本专利技术只需要40-50度即可。在蒸发中期，采用刮板式蒸发器进行蒸发，避免了常见的传热管壁结垢现象发生，而且刮板式蒸发器的二次蒸气也不进入风机中，避免风机结垢。作为优选地技术方案，刮板式蒸发器产生的二次蒸气可用作第一预热器的热源。在蒸发后期，用喷雾干燥机替代传统的离心机洗盐系统，制得的干法可以用于燃烧产生热能。其中，所述步骤(1)蒸发前期中，列管蒸发器分别产生90-100℃的第一冷凝水和95-105℃的二次蒸气，将第一冷凝水作为废水预热组的热源，将二次蒸气经由风机和加热器升温至115-125℃后作为刮板式蒸发器的热源。其中，所述步骤(2)蒸发中期中，刮板式蒸发器产生90-100℃的第二冷凝水，将第二冷凝水作为废水预热组的热源。其中，所述步骤(3)中蒸发后期中，喷雾蒸发器产生180-220℃的尾气，将尾气作为废水预热组的热源。有机废水一开始为常温，在经过第一预热废水器、第二预热废水器和第三预热废水器后，依次升温至35-45℃、55-65℃、75-85℃。本专利技术通过对热能的合理回收利用，大大降低了处理方法的耗电量，提高的经济效益。本专利技术的有益效果在于：1、在蒸发前期，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于：按有机废水流向依次包括废水预热组、列管蒸发器、刮板式蒸发器和喷雾蒸发器；所述列管蒸发器产生的二次蒸气通过蒸气管道与刮板式蒸发器连接，所述蒸气管道上设有风机和加热器。

【技术特征摘要】
2019.04.10 CN 201910286629X1.一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于：按有机废水流向依次包括废水预热组、列管蒸发器、刮板式蒸发器和喷雾蒸发器；所述列管蒸发器产生的二次蒸气通过蒸气管道与刮板式蒸发器连接，所述蒸气管道上设有风机和加热器。2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述废水预热组按废水流向依次包括第一预热器、第二预热器和第三预热器。3.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述列管蒸发器产生的冷凝水通过冷凝水管道与第三预热器连接。4.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述刮板式蒸发器产生的冷凝水通过冷凝水管道与第二预热器连接。5.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于：所述高浓度有机废水处理系统还包括为喷雾蒸发器供热的燃烧炉，所述喷雾蒸发器产生的尾气通过气体管道与第一预热器连接。6.一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：采用权利要求1-5任意一项所述的高浓度有机废水处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟光，
申请(专利权)人：东莞市珠江海咸水淡化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44