有機廢水處理方法

2023-10-30 19:20:22 1

專利名稱：有機廢水處理方法
技術領域：
本發明涉及一種有機廢水處理方法，特別是特高濃度(例如COD ^ 100000mg/l, 質量濃度10-20%)、高粘度(類似食用油或油漆)有機廢水，以及汙染物價值較高的有機廢水，低成本、資源化處理方法。
背景技術：
合成化工、造紙、農藥、醫藥等行業，生產過程往往產生一些特高汙染物、高質量濃度、高粘度有機廢水。此類廢水特點汙染物濃度極高(例如COD ^ 100000mg/l)、成份複雜，且各汙染物物理性狀差異很大，有毒有害、生物降解性極差(有機廢水主要特徵)，而且質量濃度高、粘稠度高(質量濃度10-20%，類似食用油或油漆有一定粘滯性流動性差)，此 「三高」導致現有常用水處理物化、生化方法以及組合都很難處理，更談不上資源化回收利用。目前對於此類廢水仍沿用通常廢水處理方法——降解去除，常見處理方法有。蒸發濃縮，例如中國專利CN101863579A亞氨基二乙酸含鹽廢水處理方法，中國專利CN1016^769高濃度廢水處理裝置，中國專利CNlOl 152969對苯二甲酸生產廢水處理方法，採用過濾並將濾液送入多效蒸發系統蒸發處理，濃縮液加酸沉澱固液分離。首先此類廢水粘度大無法過濾分離，其次，多效蒸發基本原理為通過多效蒸發，結晶分離去除汙染物。 簡單蒸發濃縮，不但運行成本特高，而且混合蒸發不利於物質分離資源化回收利用，此法還達不到徹底處理，濃縮液仍需另行處理。溼式氧化，氧化反應需要較高反應溫度和較大氧分壓條件下進行，不僅高溫、高壓危險性大，而且運行成本也高，同樣因採用氧化降解而不能資源化回收利用；其次，此法一般適用於濃度4-6%左右汙水，濃度過高會影響氧化進行；再就是，反應後固液分離，仍需對分離液進行生物降解處理。多級厭氧一好氧生化，不僅處理佔地面積大，而且屬於破壞性處理不能資源化利用，實際處理難以達標排放。吸附一蒸發處理，例如中國專利吸附-蒸發集成間苯三酚廢水無廢排放處理方法。吸附法所用樹脂不通用，不同廢水選擇樹脂難度大，而且樹脂再生成本高， 特別是此類廢水所含汙染物分子量大、粘度大、質量濃度高，容易堵塞樹脂，所以此法對該類廢水基本無處理能力。膜處理，例如中國專利CN101139151聚氯乙烯工藝廢水脫鹽及濃縮方法，採用多級反滲透脫鹽，濃縮水三效真空蒸發。中國專利CN1850635、CN101117258高鹼性、高鹽、高有機物含量環氧樹脂廢水處理方法，採用中和、膜濾一40 70°C膜蒸餾脫水濃縮一多效蒸發濃縮至飽和或過飽和一膜過濾、結晶。同樣由於此類廢水所含汙染物分子量大，粘度大，質量濃度高，膜根本無法處理，即使在低濃度下能處理部分，但因無選擇性分離使得分離物混為一體，不能作為自身原料高價值資源化利用。焚燒處理，例如中國專利CN101825^5A含鹽有機廢水焚燒處理、中國專利 CN1300719高濃度有機廢水燒化裂解治理方法。焚燒處理通常只適用於高熱值及質量濃度極高廢水，但大部分高濃度、高粘度廢水，其熱值並不一定都很高，而且含水量較高，因而焚燒處理消耗燃料多，運行成本高，經濟性極差；此外焚燒處理使得有機物碳化，不能資源化回收利用，再就是燃燒有機廢水還會產生二惡英二次汙染。綜上，雖然現有技術有大量有機廢水處理技術，但由於有機廢水廢水不僅汙染物濃度高，成份複雜、難降解，物理性狀差異大，而且質量濃度高，粘稠度高，使得現有水處理技術常用物化、生物方法都有一定局限性難以有效、無害化、徹底處理達標，有的即使能處理也不能回收資源化利用，並且處理成本較高。上述不足仍有值得改進的地方。

發明內容
本發明目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種處理流程短，成本低，可分離出不同汙染物資源化利用，處理易於控制的有機廢水處理方法。本發明目的實現，主要改進採用提取回收去除汙染物新模式，按汙染物成份採用逐級汽化分離、回收利用，不能汽化的濃縮液，經蒸發脫水乾燥回收或直接燃燒，從而達到徹底消除有機廢水中所有汙染物，同時實現資源化回收利用。具體為在掌握有機廢水所含汙染物成份基礎上，按所含汙染物可汽化溫度由低到高，逐次改變調節廢水PH使汙染物呈液溶性，液相蒸發使呈液溶性汙染物汽化蒸出分離、回收，再次調節蒸餘廢水PH值，使下一汙染物再呈液溶性，液相蒸發分離，循環前述過程逐級分離、回收，蒸餘液不能汽化分離或粘度增大不適合液相蒸發汽化分離，加熱蒸發脫水幹化，從而克服現有技術的不足，實現本發明目的。本發明有機廢水處理方法，其特徵在於按汙染物可汽化物質溫度由底到高逐次調節PH，使分離汙染物呈液溶性，液相蒸發分離、回收；蒸餘液再次調節PH使下一汽化分離汙染物呈液溶性，液相蒸發分離、回收；循環前述過程逐級蒸發分離、回收，直至不能通過蒸發汽化分離或粘度增大不適合液相蒸發汽化分離，加熱蒸發脫水幹化。在詳細說明前，先通過對發明能夠達到的基本功能及效果作一介紹，以使本領域技術人員對本專利總體構思技術方案及達到的技術效果有一個明確了解。對於有機廢水，通過分析或詢問列出汙染物，按可汽化汙染物汽化溫度低到高順序，確定調節PH值及路線，通過調節廢水pH使可汽化汙染物呈液溶性，通過外加熱液相蒸發汽化分離、回收，循環逐級調節PH—液相蒸發分離、回收，使得每次蒸發排出為汽化蒸發溫度相近、且在大致相同PH下呈液溶性的汙染物，由此蒸發分離物成份單一或接近單一或同類可回用於生產實現高價值資源化利用，直至處理廢液增稠難以形成液流蒸發或者不能再汽化分離(也可以認為無可汽化蒸發汙染物)，加熱蒸發脫水幹化，得到幹化物再另行處理(例如填理或作為燃料燃燒，或通過例如溶劑萃取分離有用物等，視經濟性選擇採用。中間隨水蒸汽蒸髮帶出汙染物，高於水汽化溫度則可以通過簡單的冷凝與水分離，也可以連同蒸出水直接回用於生產相應工段，實現高價值利用。本發明中。逐級分次調節處理廢液pH，其目的是在進入蒸發汽化前使廢水中待汽化分離的汙染物呈液溶性，這樣可以通過加熱液相汽化實現蒸出分離，且PH調節按蒸發物汽化溫度由低到高順次進行，此為本發明重要創新，否則就相同於現有技術蒸發濃縮，不能實現分類回收資源化利用。調節PH值用酸鹼，無特別要求，可以是工業廢酸鹼，但較好選擇不會形成難處理離子積累的酸鹼調節劑。pH值的具體確定，按待蒸發汽化分離汙染物的物理性質(液溶性)確定。逐級升溫多效(多級)蒸發，其目的是使調節呈液溶性汙染物實現按不同汽化溫度分別蒸出，有利於分離物高價值資源化利用，具體按分離汙染物不同汽化溫度確定，由低溫到高溫進行梯級蒸發分離。主要是從經濟性考慮(當然變溫蒸發理論上也是可以的)，蒸發分離汽化蒸出級數多，汽化溫度控制嚴，則汽化蒸出物質單一性及相對純度就高，具體視處理經濟性確定。為提高蒸發效率，蒸發採用蒸發液與熱源分離的液相外熱式蒸發，例如蒸發液從上往下噴淋蒸發、負壓抽吸蒸發，列管式蒸發器蒸發等。多級蒸發可以為常壓蒸發， 也可以為負壓蒸發，其中較好採用負壓蒸發，不僅可以降低蒸發溫度，而且蒸發溫度相對低不易形成結焦。最後加熱蒸發脫水幹化，其目的是通過加熱蒸發蒸餘液中水份而使汙染物幹化減量，得到少量幹化汙染物，視經濟性分別處理，例如焚燒、或採用其他化工手段分離例如溶劑萃取分離有用物。加熱蒸發脫水幹化，一種較好為採用熱轉鼓粘附蒸發脫水，通過熱轉鼓 (轉筒)表面在濃縮液槽中轉動，粘帶液料使水份蒸發，汙染物呈固形附著在熱轉鼓表面並被刮除收集分離，較其他加熱蒸發(例如放入釜內攪拌加熱蒸發)更具經濟性，同時因處理廢液經前多級蒸發得到進一步濃縮、粘度更大，相對也較適宜沾液蒸發水份。但是技術人員應當理解，熱轉鼓粘附蒸發脫水並非是實現蒸發水份得到幹化汙染物的唯一途徑，其他現有技術加熱蒸發水份方法，例如噴霧乾燥也具有相同作用，只是蒸發水份成本會高一些，操作難度大一些，如果不考慮成本和/或操作難度，同樣是可以被替代用。對於分離後的濃縮液，如果適合作燃料，也可以直接送入爐膛燃燒，兩者視經濟性選擇。本發明有機廢水處理方法，相對於現有技術，跳出廢水處理降解去除定向模式，採用提取回收去除新模式，通過逐次改變PH使廢水中汙染物分次呈液溶性，再分次熱蒸發 (梯級升溫加熱)汽化分離回收方法，不僅有效處理了難處理有機廢水、特別是「三高」有機廢水，而且可以實現無加入物回收資源利用(沒有加入物影響，區別於現有技術採用添加物反應沉澱分離方法)，使得回收汙染物可以直接回用於生產相應工藝過程，達到同時處理廢水和汙染物高價值資源化回收利用，不僅排除了加入物影響自身利用，而且沒有排除加入物工藝，也降低了處理成本。本發明方法，具有處理流程短，處理裝置佔地面積小處理效率高，因完全是物理過程，實現分類回收資源化利用，工藝控制及期望控制性好，處理成本低，可按原物性質資源化回收利用，開創了一條有機廢水特別是「三高」有機廢水高效、低成本處理方法，解決了有機廢水特別是「三高」有機廢水難處理的難題，同時開創了廢水「提取處理」新理念。本發明方法，特別適合高濃度、高粘度有機廢水處理及含汙染物價值較高有機廢水處理。以下結合若干示例性實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發明實質，但實施例具體細節僅是為了說明本發明，並不代表本發明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離本發明構思的非實質性增加和/ 或改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特徵簡單改變或替換，均屬本發明保護範圍。


圖1為本發明方法基本工藝流程示意圖。
圖2為本發明第二實施例處理流程示意圖。圖3為蒸餘液熱轉鼓沾液蒸發水分幹化裝置原理示意圖。
具體實施例方式實施例1 參見圖1、3，某合成光固化樹脂廢水，COD 12萬mg/L，質量濃度12%，粘度類似食用油，其中汙染物包括二氯甲烷、丙烯酸、乙酸、乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯等。首先調節pH=2，進入梯級濃縮管式蒸發器第一級，控制熱蒸發溫度55°C — 65°C，蒸發出丙烯酸(濃度約，以及沸點接近的乙酸、乙酸甲脂、二氯甲烷，冷凝混合液可直接回用於生產。蒸餘廢水調節PH=9，進入第二級蒸發濃縮，控制溫度80°C—90°C，蒸出酯類物質，蒸出冷凝液(COD約1000mg/L)，直接回用作樹脂洗滌水。蒸發後濃縮液經夾套式熱轉鼓在存液槽中旋轉(圖3)，粘液蒸發脫水幹化，幹化固形物可以作為燃料，也可以分離提純作工業原料回用。實施例2:參見圖2、3，環氧樹脂廢水(含鹽類及有機物)，C0D> 13萬mg/L，質量濃度15%，其中汙染物包括氯仿、二氯甲烷、丙烯酸、丙烯酸三甲胺、乙酸甲酯、樹脂單體、鹽類等。調節pH=2，進入管式蒸發器第一級，控制蒸發溫度55°C—65°C，蒸發出丙烯酸，以及沸點接近的乙酸、乙酸甲脂、氯仿、二氯甲烷，回用於生產原料洗滌水。蒸餘液調節PH接近 9，控制溫度85 - 95°C，蒸出樹脂單體、丙烯酸三甲胺、酯類物質，冷凝後作生產洗滌水。蒸發濃縮液送入冷卻結晶設備冷凝結晶分離回收鹽類。除鹽濃縮液經夾套式熱轉鼓粘液蒸發脫水幹化。實施例3 有機磷農藥生產廢水，COD > 10萬mg/L，質量濃度10%，其中汙染物包括反應中間體、苯化合物、ΕΡΝ、ρ 一硝基酚及酸類等。調節pH=3，進入梯級濃縮裝置第一級，控制蒸發溫度55°C — 65°C，蒸發分離苯化合物、酸類，回用於洗滌原料。蒸餘廢水調節 PH5，控制溫度75 — 85°C，蒸出反應中間體，冷凝作生產用水。蒸餘廢水調節pH9，控制溫度 90 - 100°C，蒸出ΕΡΝ、ρ —硝基酚回用，蒸發濃縮液經熱轉鼓粘液蒸發脫水幹化。對於本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公開內容及常識直接導出或聯想到的一些變形，本領域普通技術人員將意識到也可採用其他方法，或現有技術中常用公知技術的替代，以及特徵的等效變化或修飾，特徵間的相互不同組合，例如具體PH調節，具體蒸發溫度，蒸發次數，以及採用負壓蒸發，等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬於本專利保護範圍。
權利要求
1.有機廢水處理方法，其特徵在於按汙染物可汽化物質溫度由底到高逐次調節pH，使分離汙染物呈液溶性，液相蒸發分離、回收；蒸餘液再次調節PH使下一汽化分離汙染物呈液溶性，液相蒸發分離、回收；循環前述過程逐級蒸發分離、回收，直至不能通過蒸發汽化分離或粘度增大不適合液相蒸發汽化分離，加熱蒸發脫水幹化。
2.根據權利要求1所述有機廢水處理方法，其特徵在於調節pH值用酸鹼為不會形成難處理離子積累的酸鹼調節劑。
3.根據權利要求1所述有機廢水處理方法，其特徵在於加熱蒸發脫水幹化為熱轉鼓粘附蒸發脫水。
4.根據權利要求1、2或3所述有機廢水處理方法，其特徵在於液相蒸發為蒸發液與熱源分離的外熱式蒸發。
5.根據權利要求4所述有機廢水處理方法，其特徵在於液相蒸發為負壓蒸發。
6.根據權利要求4所述有機廢水處理方法，其特徵在於液相蒸發為列管式蒸發器蒸發。
7.根據權利要求5所述有機廢水處理方法，其特徵在於液相蒸發為列管式蒸發器蒸發。
全文摘要
本發明涉及一種有機廢水處理方法，其特徵是按汙染物可汽化物質溫度由底到高逐次調節pH，使分離汙染物呈液溶性，液相蒸發分離、回收；蒸餘液再次調節pH使下一汽化分離汙染物呈液溶性，液相蒸發分離、回收；循環前述過程逐級分離、回收，直至不能通過蒸發汽化分離或粘度增大不適合液相蒸發汽化分離，加熱蒸發脫水幹化。不僅有效處理了難處理有機廢水、特別是「三高」有機廢水，而且方法低成本，可以使汙染物分離回用，達到同時處理廢水和汙染物高價值資源化回收利用。本發明方法處理流程短，處理裝置佔地面積小處理效率高，完全是物理過程，實現分類回收按原物性質資源化回收利用，工藝控制及期望控制性好，處理成本低。
文檔編號C02F9/10GK102408169SQ20101057902
公開日2012年4月11日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者章北平, 蔣陽亮, 金儒霖, 陶濤 申請人:宜興陽源環境工程有限公司