一种含高盐难降解有机废水新型处理装置

摘要

本发明公开一种含高盐难降解有机废水新型处理装置，该装置包括等离子体污水处理和多级闪蒸脱盐两部分。本发明装置能够有效处理目前化工行业尤其是精细化工行业产生的含有难降解有机物和高浓度盐分的废水，处理效率高、设备成本低、运行费用低并且运行稳定等优点。该装置还解决了等离子体处理废水过程中产生的热量损失问题和后续高盐废水难以有效生化处理的问题，具有良好的应用前景和极高的应用价值。

权利要求

1.一种含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于该装置包括板式介质阻挡放电装置和多级闪蒸器，所述的板式介质阻挡放电装置包括分别与接地电极和高压脉冲电源相连接的两块电极板以及设置在两块电极板之间的气液反应釜，所述的电极板与气液反应釜的液面平行，所述气液反应釜的液体出口端分别连通多级闪蒸器的液体入口端和废水调节池的液体入口端，所述的气液反应釜的液体入口端连通废水调节池的液体出口端；所述气液反应釜的形状为环形槽状，该气液反应釜的进水管和出水管分别设置在气液反应釜的两侧且与液面垂直。

2.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述气液反应釜的液体出口端通过Ⅱ号泵和出水阀门连通多级闪蒸器。

3.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述气液反应釜的液体入口端通过Ⅰ号泵连通废水调节池液体出口端。

4.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述气液反应釜的液体出口端通过回流阀门连通废水调节池的液体入口端。

5.根据权利要求1或2所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述的多级闪蒸器上还安装有馏出液烧瓶和浓缩液烧瓶，所述的浓缩液烧瓶中的浓缩液通过管路流入危废储液池。

6.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述的多级闪蒸器连通真空泵用于将多级闪蒸器中的闪蒸室抽成真空。

7.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述的多级闪蒸器通过温度控制器和流速控制器控制其中的温度和液体流速。

8.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述的多级闪蒸器上设有真空表。

9.根据权利要求1所述的含高盐难降解有机废水处理装置，其特征在于所述的调节池中安装有搅拌装置。

说明书

一种含高盐难降解有机废水新型处理装置

技术领域：

[0001] 本发明属于化工废水的预处理领域，特别涉及一种利用低温等离子体和多级闪蒸处理含高盐难降解有机废水的装置。背景技术：

[0002] 高含盐废水是指含有有机物和至少总溶解固体TDS(Total Dissolved Solid)的质量分数≥3.5％的废水，包括高盐生活废水和高盐工业废水。这些废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl-，SO42-，Na+，Ca2+等离子。高盐有机废水的总量巨大且有逐年增加的趋势，如果在排放之前不对其进行处理，废水中高浓度的可溶性无机盐和难降解的有毒有机物会造成严重的环境污染，对土壤及地表水、地下水造成破坏。但常规处理方法中盐水浓度不能过高，亟待开发处理更高浓度的高盐废水的工艺技术。

[0003] 电晕放电等离子体是低温等离子体的一种，由于其设备简单、操作方便、常温常压、处理效率高等优点，已经在环境污染治理领域中得到广泛的应用。等离子体是在外加电场的作用下，放电产生的大量高能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子物质，或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均能量在1-10eV，适当控制反应条件可实现一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。

[0004] 多级闪蒸技术是针对多效蒸发结垢严重的缺点而发展起来的新型脱盐技术。原料高盐水通过预热器，加热到一定的要求温度后(最高操作温度110℃)，再引入到压力低于高盐水所对应的饱和蒸汽压的容器中(闪蒸室)，其中部分高盐水迅速汽化生成水蒸气，将这部分水蒸气冷凝后即可得到淡水；剩下的高 盐水温度降低，继续被引入另一个压力较低的闪蒸室中再次进行蒸发生成蒸汽和蒸汽被冷凝的过程。将这样的压力和温度依次降低的多个闪蒸室串联起来，就可以连续的产出淡水。多级闪蒸脱盐技术具有维护费用小、对原水水质的要求低、设备简单可靠、易于大型化、并且使用寿命长，产水品质高，可利用低位热能和废热，热效率较高等优点。

[0005] 需要提供一种可同时高效去除废水中高浓度的可溶性无机盐和难降解的有毒有机物的装置。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种含高盐难降解有机废水新型处理新装置。

[0007] 本发明的目的通过以下技术实现：

[0008] 一种含高盐难降解有机废水处理装置，该装置包括板式介质阻挡放电装置和多级闪蒸器，所述的板式介质阻挡放电装置包括分别与接地电极和高压脉冲电源相连接的两块电极板以及设置在两块电极板之间的气液反应釜，所述的电极板与气液反应釜的液面平行，且与高压脉冲电源相连接的电极板与气液反应釜的液面之间留有一定的放电距离，所述的气液反应釜的液体出口端分别连通多级闪蒸器的液体入口端和废水调节池的液体入口端，所述的气液反应釜的液体入口端连通废水调节池的液体出口端。该装置包括板式介质阻挡放电有机物降解部分和多级闪蒸废水脱盐部分。

[0009] 所述气液反应釜液体出口端通过Ⅱ号泵和出水阀门连通多级闪蒸器。

[0010] 所述气液反应釜的液体入口端通过Ⅰ号泵连通废水调节池液体出口端。

[0011] 所述气液反应釜的液体出口端通过回流阀门连通废水调节池的液体入口端。

[0012] 上述气液反应釜的形状为环形槽状，该气液反应釜的进水管和出水管分别设置在气液反应釜的两侧且与液面垂直。

[0013] 所述的多级闪蒸器上还安装有馏出液烧瓶和浓缩液烧瓶，所述的浓缩液烧瓶中的浓缩液通过管路流入危废储液池。

[0014] 所述的多级闪蒸器连通真空泵用于将多级闪蒸器中的闪蒸室抽成真空。

[0015] 所述的多级闪蒸器通过温度控制器和流速控制器控制其中的温度和液体流速。

[0016] 所述的多级闪蒸器上设有真空表。

[0017] 所述的调节池中安装有搅拌装置。

[0018] 本发明的含高盐难降解有机废水处理装置最优选技术方案的实施方式如下：

[0019] 污水首先进入废水调节池调节pH后，通过搅拌装置搅拌曝气并混合均匀后，在Ⅰ号泵的作用下，进入气液反应釜，高压脉冲电源通过电极板放电产生大量高能电子与气液反应釜中废水含有的难降解物质发生非弹性碰撞，将能量转化为基态分子的内能，发生激发、离解和电离等一系列过程，使废水处于活化状态。一方面打开废水分子键，生成一些单质原子或单原子分子；另一方面产生大量的游离氧、自由基和臭氧等活性基团。由这些单原子分子、游离氧自由基和臭氧等组成的活性粒子所引起的化学反应，最终将废水中的复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质，或使废水中的有毒有害物质变成无毒无害物质或低毒低害物质从而使污染物得以降解去除。在气液反应釜中反应后的废水经由Ⅱ号泵一部分进入多级闪蒸器脱出盐分，一部分通过回流管路进入废水调节池。回流与出水的比例通过Ⅱ号泵和出水与回流管路上的出水阀门、回流阀门协同调节，进而控制污水在气液反应釜中的水力停留时间即反应时间。经低温等离子体处理后的废水进入多级闪蒸器。水循环式真空泵启动后将多级闪蒸器中的闪蒸室抽成真空，同时利用多级闪蒸器内置的真空表与水循环式真空泵的启动时间来控制多级闪蒸器的真空度。通过温度控制器与流速控制器的联合作用控制多级闪蒸器的脱盐效率和溜出比。废水经过多级闪蒸器脱除盐分后，浓缩液经过浓缩液烧瓶进入危废储存池，馏出液通过馏出液烧瓶进入 后续的生化处理设施，进行生化反应。

[0020] 本发明通过多级闪蒸和低温等离子体的联合使用解决了两者在实际应用中存在的重大缺陷，并实现了含高盐难降解有机废水的高效治理，具有如下优点：

[0021] (1)低温等离子体处理过废水程中，有很大一部分能量被用来加热废水，使得废水的温度升高，使得低温等离子体在实际应用中一直存在高能耗、低效率的问题。而多级闪蒸由于需要将废水预热值沸腾，能耗比过高难以在实际的废水脱盐中使用。两者结合后完美的解决了各自在实际使用的的缺点，并且提高了能量利用效率，减少了废水治理过程中的能量损失。(通过实际测试与计算，两者联合使用可以减少多级闪蒸55％左右的能量消耗)。

[0022] (2)在低温等离子体处理过程中使用了新的气液反应釜，使得处理效果更加高效，反应过程更易控制。目前使用的板式反应釜的形状为矩形槽状，进水口和出水口开设在矩形槽的侧壁上，与液面呈水平状态，在流速较低时进出水口因为不是充满流的关系，容易进入空气，从而形成脉冲流，使得板式反应釜中的液体很容易形成“短流”从而使得处理效果降低且不稳定。同时板式反应釜由于矩形槽四角的凸起，在等离子体放电时很容易形成边缘放电，使得放电不均匀，降低处理效果。本发明设计的新型气液反应釜的形状为环形槽状，进水管和出水管分别设置在气液反应釜两侧，且与液面呈垂直状态，可有效防止气体进入进出水口，而且由于反应釜的形状为环形槽状，可以有效的抑制“短流”的形成，保证了处理效果的稳定。环形槽状的反应釜没有矩形槽四角的凸起，防止了放电过程中边缘放电的产生，可以有效的提高处理效果。

[0023] (3)多级闪蒸对废水盐分的脱除效率可以达到99％以上，馏出液的含盐量低于10mg/L，完全解决了盐度对于废水后续生化处理的不利影响。

[0024] (4)由于废水中大量易挥发有机物的存在，使得多级闪蒸在有机废水的脱盐中难以大规模应用。但是经低温等离子体处理后的废水中有机物含量降低，许多大分子的易挥发有机物被水解，使得多级闪蒸在有机废水脱盐领域的 应用得到了很大的提高。附图说明：

[0025] 图1为含高盐难降解有机废水新型处理装置的结构图。

[0026] 图2为气液反应釜的三视图(A为正视图，B为侧视图，C为俯视图)。具体实施方式：

[0027] 如图1所示，一种含高盐难降解有机废水处理装置，该装置包括板式介质阻挡放电装置和多级闪蒸器13，所述的板式介质阻挡放电装置包括分别与接地电极6和高压脉冲电源7相连接的两块电极板5以及设置在两块电极板之间的气液反应釜4，所述的电极板5与气液反应釜4的液面平行，且与高压脉冲电源7相连接的电极板5与气液反应釜4的液面之间留有一定的放电距离，所述气液反应釜4的液体出口端通过Ⅱ号泵8和出水阀门11连通多级闪蒸器13，所述气液反应釜4的液体出口端通过Ⅱ号泵8和出水阀门11连通多级闪蒸器13的液体入口端，所述气液反应釜4的液体出口端还通过回流阀门9连通废水调节池1的液体入口端；所述的气液反应釜4的液体入口端通过Ⅰ号泵3连通废水调节池1的液体出口端。所述气液反应釜4的形状为环形槽状，该气液反应釜4的进水管19和出水管20分别设置在气液反应釜4的两侧且与液面垂直。所述的多级闪蒸器13上还安装有馏出液烧瓶15和浓缩液烧瓶16，所述的浓缩液烧瓶16中的浓缩液通过管路流入危废储液池17。所述的多级闪蒸器13连通真空泵14用于将多级闪蒸器13中的闪蒸室抽成真空。所述的多级闪蒸器14通过温度控制器11和流速控制器12控制其中的温度和液体流速，所述的多级闪蒸器13上设有真空表18用于显示多级闪蒸器13内的真空度。所述的调节池1中安装有搅拌装置2。所述的电极板5为铝电极板。

[0028] 本发明的装置实施方式如下：

[0029] 污水首先进入废水调节池1调节pH后，通过搅拌装置2搅拌曝气并混合 均匀后，在Ⅰ号泵3的作用下，进入气液反应釜4，高压脉冲电源7通过电极板5放电产生大量高能电子与气液反应釜4中废水含有的难降解物质发生非弹性碰撞，将能量转化为基态分子的内能，发生激发、离解和电离等一系列过程，使废水处于活化状态。一方面打开废水分子键，生成一些单质原子或单原子分子；另一方面产生大量的游离氧、自由基和臭氧等活性基团。由这些单原子分子、游离氧自由基和臭氧等组成的活性粒子所引起的化学反应，最终将废水中的复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质，或使废水中的有毒有害物质变成无毒无害物质或低毒低害物质从而使污染物得以降解去除。在气液反应釜4中反应后的废水经由Ⅱ号泵8一部分进入多级闪蒸器13脱出盐分，一部分通过回流管路进入废水调节池1。回流与出水的比例通过Ⅱ号泵8和出水与回流管路上的出水阀门10、回流阀门9协同调节，进而控制污水在气液反应釜4中的水力停留时间即反应时间。经低温等离子体处理后的废水进入多级闪蒸器13。水循环式真空泵14启动后将多级闪蒸器13中的闪蒸室抽成真空，同时利用多级闪蒸器13内置的真空表18与水循环式真空泵14的启动时间来控制多级闪蒸器13的真空度。通过温度控制器11与流速控制器12的联合作用控制多级闪蒸器13的脱盐效率和溜出比。废水经过多级闪蒸器13脱除盐分后，浓缩液经过浓缩液烧瓶16进入危废储存池17，馏出液通过馏出液烧瓶15进入后续的生化处理设施，进行生化反应。所述的生化处理设施为现有一致的常规装置，包括厌氧塔，一级生化池，二级生化池，混凝沉淀池和砂滤池。

[0030] 江苏某生产厂家生产废水水质如下表所示：

[0031]pH COD(mg/L) 盐度 TAIC(mg/L)
3 25440 10.2％ 1703

[0032] 经过本发明装置处理后，COD降低到7500mg/L，TAIC降低到85mg/L，经后续生化系统处理后COD在500mg/L以下，能够稳定有效达标。