本发明专利技术公开了一种高浓度有机废水低碳处理系统及方法，包括通过液体管道依次连接的调节池、能量交换系统Ⅰ的内管、能量交换系统Ⅱ的内管、能量交换系统Ⅲ的内管、水热氧化系统、气液分离装置、能量交换系统Ⅱ的外管、污泥压滤装置、厌氧反应系统、好氧反应系统、湿地处理系统，最后外排；气体管道依次连接水热氧化系统、气液分离装置、能量交换系统Ⅰ的外管、碱性离子液碳吸收系统，最后外排；厌氧反应系统产生的气体通过管道依次与沼气净化装置、沼气焚烧炉、碱性离子液吸收系统相连，最后外排；所述好氧反应系统产生的污泥通过泵吸管道回流到调节池；导热油通过管道在沼气焚烧炉和能量交换系统Ⅲ的外管之间循环。的外管之间循环。的外管之间循环。
【技术实现步骤摘要】
一种高浓度有机废水低碳处理系统及方法
[0001]本专利技术涉及废水处理技术，具体涉及一种高浓度有机废水处理和低碳处理系统及方法。
技术介绍
[0002]高浓度有机废水一般是指食品、造纸、农药等行业排放的含有较高浓度有机物的废水，通常废水的COD含量达2000mg/L以上。这些高浓度有机废水通常含有大量的碳水化合物、脂肪、纤维等，甚至伴随较强的生物毒性，如果这些废水得不到妥善的处理，极易对生态环境造成严重破坏，威胁人类健康，但常规的生物处理工艺很难直接进行处理。
[0003]水热氧化氧化技术是20世纪50年代提出的一种有效处理高浓度、有毒、有害废水的水热氧化工艺。该工艺是在高温(250～350℃)、高压(0.5～20MPa)的条件下，利用强氧化剂将废水中的有机物尽可能转化为H2O、CO2及其他小分子有机物。为进一步提高污水COD的去除率，增加CO2的生成率，工艺在水热氧化过程中添加负载型金属催化剂，降低反应活化能，提高反应效率的同时，减少能源消耗。
[0004]2020年9月，我国向世界郑重宣布：我国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取于2060年前实现碳中和。国家层面，也提出了要实现“减污降碳”协同的目标。随后，越来越对的专家学者开始关注于“减污降碳”协同的研究，但往往关注于能源消耗部分，工艺过程产生CO2排放往往被忽视。该工艺主要针对高浓度有机废水处理过程中实现“减污降碳”协同的一种工艺流程，最后利用湿地深度处理工艺进一步降低污染物，实现尾水回用的同时，协同增加碳汇能力，使整个处理系统基本达到“近零碳”。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：针对当前对高浓度有机废水处理过程中，往往被忽略的CO2排放环节，本申请提供了一种可高效去除有机污染物、大幅削减CO2排放、减少污泥产生，同时实现尾水回用的绿色环保、处理效果好处理系统及处理方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]一种高浓度有机废水低碳处理系统，包括调节池、能量交换系统Ⅰ、能量交换系统Ⅱ、能量交换系统Ⅲ、水热氧化系统、气液分离装置、污泥压滤装置、厌氧反应系统、好氧反应系统、湿地处理系统、沼气净化装置、沼气焚烧炉以及碱性离子液碳吸收系统；
[0008]所述调节池、能量交换系统Ⅰ的内管、能量交换系统Ⅱ的内管、能量交换系统Ⅲ的内管、水热氧化系统、气液分离装置依次通过管道连接；
[0009]所述气液分离装置产生的气体通过管道依次连接能量交换系统Ⅰ的外管、碱性离子液碳吸收系统，最后外排；气液分离装置产生的液体通过管道依次连接能量交换系统Ⅱ的外管、污泥压滤装置、厌氧反应系统、好氧反应系统、湿地处理系统，最后外排；
[0010]所述厌氧反应系统产生的气体通过管道依次与沼气净化装置、沼气焚烧炉连接；厌氧反应系统产生的气体通过沼气净化装置净化后作为沼气焚烧炉燃料对导热油进行加
热；
[0011]所述沼气焚烧炉产生的气体通过管道导入碱性离子液碳吸收系统；
[0012]所述能量交换系统Ⅲ的外管装有导热油，通过管道与沼气焚烧炉连接，实现导热油在能量交换系统Ⅲ外管和沼气焚烧炉之间循环。
[0013]具体地，所述调节池出口与能量交换系统Ⅰ内管入口连通，所述能量交换系统Ⅰ内管出口与能量交换系统Ⅱ内管入口连通，所述能量交换系统Ⅱ内管出口与能量交换系统Ⅲ内管入口连通，所述能量交换系统Ⅲ内管出口与水热氧化系统入口连接，所述水热氧化系统出口与气液分离装置入口连接，气液分离装置气体出口与能量交换系统Ⅰ外管入口连接，能量交换系统Ⅰ外管出口与碱性离子液碳吸收系统入口连接，碱性离子液碳吸收系统出口气体外排；气液分离装置液体出口与能量交换系统Ⅱ外管入口连接，能量交换系统Ⅱ外管出口与污泥压滤装置入口连接，污泥压滤装置出水口与厌氧反应系统入口连接，厌氧反应系统液体出口与好氧反应系统入口连接，好氧反应系统出口与湿地处理系统入口连接，湿地处理系统出口出水回用于生产过程，厌氧反应系统气体出口与沼气净化装置入口连接，沼气净化装置沼气出口与沼气焚烧炉入口连接，沼气净化装置剩余气体出口与碱性离子液碳吸收系统入口连接，沼气焚烧炉出口与碱性离子液碳吸收系统入口连接，能量交换系统Ⅲ外管出口与沼气焚烧炉内管入口连接，沼气焚烧炉内管出口与能量交换系统Ⅲ外管入口连接；水热氧化系统设有氧化剂入口。
[0014]优选地，所述的水热氧化系统内设有催化剂，所述催化剂由整体式沸石载体和负载于所述载体上的活性组分组成，所述活性组分由铜氧化物、锰氧化物和助剂铈氧化物组成，催化剂定期更换；水热氧化系统通过管道添加高浓度强氧化剂，如：浓度在95％以上的氧气、臭氧或者为双氧水等一种或多种联用。
[0015]优选地，所述的碱性离子液碳吸收系统采用弱碱型的离子液体，所述的弱碱型的离子液体优选为烷基醇胺溶液，如二乙醇胺(DEA)等。
[0016]进一步地，所述的好氧反应系统通过回流管道连接至调节池，将产生的污泥回流至调节池，重新进入水热氧化系统中进行热分解，提高泥水分离性能。
[0017]优选地，所述的厌氧反应系统为上流式厌氧污泥床，上流式厌氧污泥床内沉淀区占总体积的20％～30％，内设连续式搅拌器，用于将好氧反应系统回流至调节池的污泥与未处理废水充分混合均匀，再导入换热装置，最后进入水热氧化系统进行处理。
[0018]优选地，沼气净化系统产生的沼气通过管道输入沼气焚烧炉，作为沼气焚烧炉的燃料，为导热油提供热量，减少了额外能源的消耗。
[0019]优选地，所述的好氧反应系统采用中等气泡曝气的方式，曝气量随污水COD减少而逐步降低。
[0020]优选地，所述的湿地处理系统中湿地系统植物选取固碳能力较强、生产较快的草本植物为主，比如狗牙根草、藤本月月红、麦冬等，其余掺杂常绿针叶、常绿阔叶树木(如马尾松、灰木莲等)。
[0021]为了使系统运行顺畅，管道上可以按需串联水泵。例如调节池与能量交换系统Ⅰ之间、厌氧反应系统液体通过水泵抽至好氧反应系统中，好氧反应系统的污泥通过污泥泵吸取输送到调节池。
[0022]高浓度废水经过水热氧化系统、厌氧反应系统、好氧反应系统、湿地处理系统处理
后，基本实现有机污染物“近零排放”。
[0023]进一步地，本专利技术还提供采用上述低碳处理系统处理高浓度有机废水的方法，包括如下步骤：
[0024](1)水热氧化反应：将待处理废水过滤除渣后导入调节池，搅拌均匀，调节pH为7～9；然后经过能量交换系统换热后进入水热氧化系统，以高浓度强氧化剂作为氧化剂，氧化系数大于1.5、温度280～320℃、压力7～9Mpa，反应时间为1.5～2.5h；
[0025](2)厌氧反应处理：将步骤(1)反应后的液体产物换热降温，然后进入污泥压滤装置压滤除泥，导入厌氧反应系统，上流式厌氧污泥床内沉淀区占总体积的20％～30％，内设连续式搅拌器，反应时间为2～4天；
[0026](3)好氧反应处理：将步骤(2)处理后的出水直接导入好氧反应系统，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高浓度有机废水低碳处理系统，其特征在于，包括调节池、能量交换系统Ⅰ、能量交换系统Ⅱ、能量交换系统Ⅲ、水热氧化系统、气液分离装置、污泥压滤装置、厌氧反应系统、好氧反应系统、湿地处理系统、沼气净化装置、沼气焚烧炉以及碱性离子液碳吸收系统；所述调节池、能量交换系统Ⅰ的内管、能量交换系统Ⅱ的内管、能量交换系统Ⅲ的内管、水热氧化系统、气液分离装置依次通过管道连接；所述气液分离装置产生的气体通过管道依次连接能量交换系统Ⅰ的外管、碱性离子液碳吸收系统，最后外排；气液分离装置产生的液体通过管道依次连接能量交换系统Ⅱ的外管、污泥压滤装置、厌氧反应系统、好氧反应系统、湿地处理系统，最后外排；所述厌氧反应系统产生的气体通过管道依次与沼气净化装置、沼气焚烧炉连接；厌氧反应系统产生的气体通过沼气净化装置净化后作为沼气焚烧炉燃料对导热油进行加热；所述沼气焚烧炉产生的气体通过管道导入碱性离子液碳吸收系统；所述能量交换系统Ⅲ的外管装有导热油，通过管道与沼气焚烧炉连接，实现导热油在能量交换系统Ⅲ外管和沼气焚烧炉之间循环。2.根据权利要求1所述的高浓度有机废水低碳处理系统，其特征在于，所述调节池出口与能量交换系统Ⅰ内管入口连通，所述能量交换系统Ⅰ内管出口与能量交换系统Ⅱ内管入口连通，所述能量交换系统Ⅱ内管出口与能量交换系统Ⅲ内管入口连通，所述能量交换系统Ⅲ内管出口与水热氧化系统入口连接，所述水热氧化系统出口与气液分离装置入口连接，气液分离装置气体出口与能量交换系统Ⅰ外管入口连接，能量交换系统Ⅰ外管出口与碱性离子液碳吸收系统入口连接，碱性离子液碳吸收系统出口气体外排；气液分离装置液体出口与能量交换系统Ⅱ外管入口连接，能量交换系统Ⅱ外管出口与污泥压滤装置入口连接，污泥压滤装置出水口与厌氧反应系统入口连接，厌氧反应系统液体出口与好氧反应系统入口连接，好氧反应系统出口与湿地处理系统入口连接，湿地处理系统出口出水回用于生产过程，厌氧反应系统气体出口与沼气净化装置入口连接，沼气净化装置沼气出口与沼气焚烧炉入口连接，沼气净化装置剩余气体出口与碱性离子液碳吸收系统入口连接，沼气焚烧炉出口与碱性离子液碳吸收系统入口连接，能量交换系统Ⅲ外管出口与沼气焚烧炉内管入口连接，沼气焚烧炉内管出口与能量交换系统Ⅲ外管入口连接；水热氧化系统设有氧化剂入口。3.根据权利要求1所述的高浓度有机废水低碳处理系统，其特征在于，所述的水热氧化系统内设有催化剂，所述催化剂由整体式沸石载体和负载于所述载体上的活性组分组...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘树洋，公彦猛，姜伟立，潘新星，
申请(专利权)人：江苏省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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