一种CWO和MVR联用废水预处理系统以及一种预处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种CWO和MVR联用废水预处理系统，包括CWO预处理系统，空气输送系统，MVR蒸发系统；其中所述CWO预处理系统包括依次连接的调节池、第一换热器、预反应塔、第二换热器、主反应塔；所述MVR蒸发系统包括依次连接的闪蒸罐、MVR蒸发器；所述空气输送系统包括依次连接的空气压缩机、空气换热器、空气预热器；所述闪蒸罐减压蒸发的蒸汽和所述空气换热器进行热交换，空气换热器的高温空气进入空气预热器预热后，进入所述预反应塔和主反应塔，主反应塔流出的高温液体和第一换热器进行热交换，使调节池出水预热，并使主反应塔出水降温进入闪蒸罐，闪蒸罐罐底液体进入MVR蒸发器蒸发浓缩结晶，冷凝液体如果达标可以排放，否则进入生化单元继续处理。化单元继续处理。化单元继续处理。

【技术实现步骤摘要】
一种CWO和MVR联用废水预处理系统以及一种预处理方法


[0001]本专利技术属于化工废水处理
，具体涉及一种化学合成制药废水预处理系统以及一种预处理方法。

技术介绍

[0002]化学合成类制药废水大部分为高含盐，高COD的废水，废水成分复杂，而且含有大量的具有生物毒性或难被生物降解的污染物。BOD5/COD值很低，业内目前公认的较难生化的废水BOD5/COD小于0.3，不易生化处理的废水BOD5/COD小于0.25，而化学合成类制药废水往往BOD5/COD小于0.1甚至更低，可生化性差，难以通过传统的生化法处理达标。如果直接排放，将对环境造成严重的污染。
[0003]目前，处理高含盐，高COD难降解废水的技术有：化学氧化法、Fenton氧化法、湿式氧化法、活性炭吸附法、A/O、A2/O、SBR等方法降解COD；采用多效蒸发、MVR/膜处理等方法脱出废水中的盐分。
[0004]化学氧化法就是通过向废水中投加强氧化剂（如H2O2等），强氧化剂通过失去电子对污染物进行氧化的方法。采用化学氧化法用作化工合成制药废水的预处理工艺，在实践中发现存在如下问题：1、药剂投加量大，利用率低；2、双氧水属于危险品，安全要求高。3、出水的TDS会增加几百至几千mg/L，对后续生物处理产生不利影响。
[0005]芬顿氧化法的工作原理是在pH=2-5条件下，以Fe
2+
为催化剂，用H2O2进行化学氧化的废水处理方法。将Fe
2+
/H2O2组成的体系，称为芬顿试剂。反应机理为Fe
3+
与H2O2反应，生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终实现氧化分解。
[0006]采用芬顿氧化法用作化工合成制药废水的处理工艺，在实践中发现存在如下问题：1、投加了铁盐，导致污泥量成倍增加；2、出水的TDS会增加几百至几千mg/L，对后续生物处理产生不利影响。3、双氧水属于危险品，安全要求严格。
[0007]采用多效蒸发或MVR蒸发工艺处理废水中的盐分，其工作原理是通过将废水中的水分蒸发增浓，使盐分析出。采用多效蒸发或MVR蒸发用作化工合成制药废水的预处理工艺，在实践中发现存在如下问题：1、废水COD含量高，蒸发结晶系统运行不稳定；2、结晶盐中含有大量的杂质。3、大量的难生物降解、具有生物毒性的COD物质随冷凝水进入后续的生化系统。
[0008]一般对化学合成制药废水分为高盐废水，高浓度废水，低浓度废水。为了节约试剂成本，一般分别对上述不同类型的废水分别进行预处理，但是需要额外增加设备和占地面积。
[0009]湿式催化氧化法(Catalytic wet oxidation，简称CWO)是在高温、高压条件下，在液相中用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物，生成二氧化碳，氮气和水等无机物和小分子物质。极大提高了BOD5/COD，使废水的可生化性明显改善，在通过现有技术中的各生化处理技术进行处理后可以达到排放标准。CWO的特点是适用范围广，几乎
能有效处理各类高浓度有机废水；处理效率高，氧化速度快，设备占地面积小，运行费用低。CWO的一个核心是在于催化剂。因此，研制成本低，高效、稳定的催化剂体系是CWO的关键。采用贵金属催化剂，催化活性高，但是成本高昂；目前多以铜系作为催化剂，比如硝酸铜，硫酸铜，铜的氧化物，因为铜的催化活性较高，容易和有机物中氧的电子络合形成络合物失活；虽然铜价廉易得，来源广泛，但在运行过程中铜系催化剂流失和失活的问题一直没有得到有效解决，金属离子的流失一方面使催化剂活性降低甚至失活，另一方面也对环境造成二次污染，反应结束后还需要进行催化剂和反应液的分离，增加了操作成本和设备。

技术实现思路

[0010]为克服现有技术中对化学合成制药废水预处理成本高，难度大，效果差的缺点，本专利技术提出了将CWO技术和MVR蒸发技术联用。先经过CWO去除大量的COD后，采用MVR蒸发工艺将废水中的水分蒸发增浓，使盐分析出，冷凝水进入后续的生化系统。
[0011]本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供了一种CWO和MVR联用废水预处理系统，包括CWO预处理系统，空气输送系统，MVR蒸发系统；其中所述CWO预处理系统包括依次连接的调节池、第一换热器、预反应塔、第二换热器、主反应塔；所述MVR蒸发系统包括依次连接的闪蒸罐、MVR蒸发器；所述空气输送系统包括依次连接的空气压缩机、空气换热器、空气预热器；所述闪蒸罐减压蒸发的蒸汽和所述空气换热器进行热交换，空气换热器的高温空气进入空气预热器预热后，进入所述预反应塔和主反应塔，主反应塔流出的高温液体和第一换热器进行热交换，使调节池出水预热，并使主反应塔出水降温进入闪蒸罐，闪蒸罐底液体进入MVR蒸发器蒸发浓缩结晶，冷凝液体如果达标可以排放，否则进入生化单元继续处理。
[0012]优选地，预反应塔中催化剂为金属氧化物非均相催化剂，所述金属氧化物选自氧化铜，氧化锰，氧化铈，氧化铁，氧化锌，氧化镍中的至少一种。优选为氧化铜和氧化锰按照质量比2-5:1的混合物。
[0013]主反应塔中催化剂为负载型非均相催化剂，以包括氧化铜的金属氧化物为催化剂活性成分，为埃洛石纳米管改性活性炭复合载体，所述复合载体是埃洛石纳米管和活性炭通过硅烷偶联剂复合得到；优选地，埃洛石纳米管和活性炭的质量比为2-3：5-7。
[0014]优选地，所述金属氧化物包括氧化铜，氧化锰，氧化铈；更优选地，所述氧化铜，氧化锰，氧化铈的摩尔比约为7-10：2-4：1-1.5。
[0015]所述负载型非均相催化剂是按照包括如下步骤的方法制备得到：(T1)将埃洛石纳米管加入到盐酸和硝酸的混合酸中，超声分散，再加入硅烷偶联剂继续超声分散；(T2)向步骤(1)的埃洛石纳米管分散液中加入活性炭粉末，在50-70℃恒温下搅拌2-3h，用去离子水洗涤至中性，干燥即得埃洛石纳米管改性活性炭复合载体；(T3)所述埃洛石纳米管改性活性炭复合载体浸渍于含有硝酸铜，硝酸猛，硝酸铈的水溶液中，加入络合剂，在50-70℃浸渍，待吸附浸渍平衡后，干燥，焙烧即得。
[0016]进一步地，步骤(T1)中所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧
丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、双-[3-(三甲氧基硅)-丙基]-胺、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0017]步骤(T1)中混合酸中盐酸的浓度为2-4M，硝酸的浓度为1.5-2.5M。
[0018]进一步地，埃洛石纳米管，硅烷偶联剂和活性炭粉末的质量比为20-30：1-2：50-70。
[0019]步骤(T3)中所述络合剂为氨水和/或尿素，总的加入量为使浸渍液中络合剂的浓度在1-2M。
[0020]步骤(T3)中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CWO和MVR联用废水预处理系统，包括CWO预处理系统，空气输送系统，MVR蒸发系统；其中所述CWO预处理系统包括依次连接的调节池、第一换热器、预反应塔、第二换热器、主反应塔；所述MVR蒸发系统包括依次连接的闪蒸罐、MVR蒸发器；所述空气输送系统包括依次连接的空气压缩机、空气换热器、空气预热器；所述闪蒸罐减压蒸发的蒸汽和所述空气换热器进行热交换，空气换热器的高温空气进入空气预热器预热后，进入所述预反应塔和主反应塔，主反应塔流出的高温液体和第一换热器进行热交换，使调节池出水预热，并使主反应塔出水降温进入闪蒸罐，闪蒸罐罐底液体进入MVR蒸发器蒸发浓缩结晶，冷凝液体如果达标可以排放，否则进入生化单元继续处理；所述预反应塔中催化剂为金属氧化物，所述金属氧化物选自氧化铜，氧化锰，氧化铈，氧化铁，氧化锌，氧化镍中的至少一种；所述主反应塔中催化剂为负载型非均相催化剂，以包括氧化铜的金属氧化物为催化剂活性成分，为埃洛石纳米管改性活性炭复合载体，所述复合载体是埃洛石纳米管和活性炭通过硅烷偶联剂复合得到。2.如权利要求1所述的废水预处理系统，其特征在于，所述预反应塔中催化剂为氧化铜和氧化锰按照质量比2-5:1的混合物；所述主反应塔中，催化剂为氧化铜，氧化锰，氧化铈的摩尔比约为7-10：2-4：1-1.5。3.如权利要求1或2所述的废水预处理系统，其特征在于，所述负载型非均相催化剂是按照包括如下步骤的方法制备得到：(T1)将埃洛石纳米管加入到盐酸和硝酸的混合酸中，超声分散，再加入硅烷偶联剂继续超声分散；(T2)向步骤(1)的埃洛石纳米管分散液中加入活性炭粉末，在50-70℃恒温下搅拌2-3h，用去离子水洗涤至中性，干燥即得埃洛石纳米管改性活性炭复合载体；(T3)所述埃洛石纳米管改性活性炭复合载体浸渍于含有硝酸铜，硝酸猛，硝酸铈的水溶液中，加入络合剂，在50-70℃浸渍，待吸附浸渍平衡后，干燥，焙烧即得。4.如权利要求3所述的废水预处理系统，其特征在于，步骤(T1)中混合酸中盐酸的浓度为2-4M，硝酸的浓度为1.5-2.5M；和/或埃洛石纳米管，硅烷偶联剂和活性炭粉末的质量比为20-30：1-2：50-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传兵，张冰，赵曙光，朱利，孙振洲，刘雄飞，侯亚平，张新艳，龚涛，关亚坤，赵尚民，张海森，张文杰，吴少杰，
申请(专利权)人：华夏碧水环保科技有限公司北京分公司，
类型：发明
国别省市：