[發(fā)明專利]廢水處理工藝和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210007181.1
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102515397A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程樂明;宋慶峰;張玉寶;王青;谷俊杰;李成學(xué);杜娟;田文堂;宋成才;高志遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/72
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝、以及廢水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

藥廠廢水、軍工廢水等高濃度難降解廢水由于大多具有毒性，通常采用生物好氧技術(shù)或厭氧技術(shù)難以處理，有毒物質(zhì)會將微生物殺死。所以，傳統(tǒng)上仍然采用稀釋降濃的方式，將廢水COD稀釋到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，從本質(zhì)上將沒有成功處理廢水當(dāng)中的有機(jī)質(zhì)。這不僅會造成環(huán)境的二次污染，同時也浪費(fèi)了大量的水資源。個別廢水通過焚燒氧化或摻燒氧化的處理方式，由于廢水具有很高的水含量，結(jié)果導(dǎo)致處理過程能耗大大提高，熱量不易回收。同時，有機(jī)廢液由于燃燒不充分，會隨煙氣排放到大氣當(dāng)中，產(chǎn)生了再次污染。有些多環(huán)芳烴類物質(zhì)在燃燒過程中由于溫度較低(一般600-800℃)，產(chǎn)生了二噁英等劇毒污染物，對環(huán)境及人體、動物具有十分嚴(yán)重的毒害。

總而言之，通過稀釋降濃或焚燒的方式未能從根本上解決高濃度難降解廢水的處理問題，仍然是當(dāng)今各國政府及研究機(jī)構(gòu)關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。

眾所周知，物質(zhì)可以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和超臨界狀態(tài)等狀態(tài)存在，物質(zhì)所處的狀態(tài)取決于它的溫度、壓力、密度、組成等狀態(tài)參數(shù)。當(dāng)物質(zhì)的溫度和壓力同時高于其臨界溫度和臨界壓力時，則稱其處于超臨界狀態(tài)。超臨界狀態(tài)不同于氣態(tài)和液態(tài)，它具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)。超臨界是超臨界流體的一種。當(dāng)溫度高于374.1℃，壓力高于22.12MPa時(本文所述壓力均為絕對壓力，下同)，水處于超臨界狀態(tài)，其性質(zhì)發(fā)生了很大的改變。例如，在非超臨界狀態(tài)下，堿金屬或堿土金屬氫氧化物或堿金屬或堿土金屬碳酸鹽在水中通常具有良好的溶解性，但在接近超臨界態(tài)和超臨界狀態(tài)的水中，它們的溶解度將急劇降低，以致于能從其水溶液中析出來，鹽在超臨界中的溶解度大大降低。此外，超臨界狀態(tài)下水的介電常數(shù)降低，極性減弱，這使得它更接近于有機(jī)物，因此對有機(jī)質(zhì)具有良好的溶解作用，同時它也具有優(yōu)異的傳質(zhì)能力，是一種理想的反應(yīng)介質(zhì)。

膜蒸餾(MD)是膜技術(shù)與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，它以特殊的膜材料為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸氣壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸氣形式透過膜孔，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。通常，膜蒸餾溫度大約控制在65-95℃，膜的兩側(cè)存在一定的壓差，進(jìn)料一側(cè)一般為常壓，出料一側(cè)為負(fù)壓，真空度一般為25-90kPa。膜蒸餾具有分離效率高、操作條件溫和、對膜與原料液間相互作用及膜的機(jī)械性能要求不高等特點(diǎn)。

反滲透(RO)又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透，從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。

射流真空泵原理：利用流體來傳遞能量和質(zhì)量的真空獲得裝置，采用有一定壓力的介質(zhì)通過對稱均布成一定側(cè)斜度的噴咀噴出，聚合在一個焦點(diǎn)上。由于噴射水流速特別高，將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽刮鼩鈪^(qū)壓力降低產(chǎn)生真空。真空度可通過調(diào)節(jié)噴嘴的開度，出口流速或射流真空泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。文章“噴射管與文丘里管的設(shè)計(jì)-化工設(shè)計(jì)-魏同成，1993年6期21-27”介紹了一種噴射管與文丘里管的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)描述了射流真空泵的工作原理。馬盛軍等人“射流真空泵在減壓蒸餾中的應(yīng)用”(浙江化工2002年33期)，均有助于理解本專利的發(fā)明內(nèi)容。高速水流經(jīng)過文氏管收縮段與喉徑充分混合壓縮，進(jìn)行分子擴(kuò)散能量交換，速度均衡。在經(jīng)擴(kuò)張段速度降低壓力增高，一般大于大氣壓力。

傳統(tǒng)的超臨界氣化或氧化工藝，未進(jìn)行濃縮和脫鹽處理，直接進(jìn)入超臨界反應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)果導(dǎo)致裝置單位時間處理有機(jī)質(zhì)的能力低下，過多的水分進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)然后又流出反應(yīng)系統(tǒng)，這不但增加了動力設(shè)備的能量消耗，而且也產(chǎn)生了更多的能量消耗。

1.膜蒸餾法需要維持一定的溫度和真空度，單純利用，運(yùn)行成本高，能量回收困難，同時濃縮后產(chǎn)物鹽含量提高，實(shí)際處理時會造成設(shè)備的腐蝕，降低了設(shè)備使用壽命；

2.SCWO(超臨界水氧化反應(yīng))氧化技術(shù)氧化有機(jī)質(zhì)，具有傳熱效果好，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)。然而，在處理低濃度廢液時，單位時間處理量低，能耗高，成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種廢水處理工藝、以及廢水處理系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中能量利用率低的技術(shù)問題。