一種高cod廢水的蒸發(fā)結(jié)晶零排放處理系統(tǒng)及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢水處理系統(tǒng)及處理方法，具體涉及一種可耐高COD的廢水蒸發(fā) 結(jié)晶零排放處理系統(tǒng)及處理方法，屬于環(huán)保水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著廢水處理"零排放"概念的提出，蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到含鹽廢水處理 領(lǐng)域。目前，含鹽廢水主要采用預(yù)處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶的工藝來(lái)進(jìn)行處理。作為廢水 處理的終端步驟，蒸發(fā)結(jié)晶步驟主要采用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)和多效蒸發(fā)技術(shù)。
[0003] 上述技術(shù)已在國(guó)內(nèi)的廢水處理項(xiàng)目中有所應(yīng)用，且對(duì)于高COD廢水的處理也有一 定量的工程業(yè)績(jī)，但其運(yùn)行時(shí)大多存在以下問(wèn)題：1、存在一定量的高濃母液外排，并不能做 到真正的零排放；2、所得結(jié)晶鹽中有機(jī)物含量高，不能回收和利用；3、外排母液、高COD結(jié) 晶鹽為固廢或危廢，需做進(jìn)一步處理，處理難度大，費(fèi)用高；4、現(xiàn)有的蒸發(fā)結(jié)晶器由大量的 換熱設(shè)備組成，廢水中有機(jī)物的存在和累積導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備的換熱效率降低，能耗增大；5、廢 水中有機(jī)物的存在和累積還增加了結(jié)晶器中鹽潔凈的難度。因此，開(kāi)發(fā)一種耐高COD的廢 水蒸發(fā)結(jié)晶零排放處理系統(tǒng)及方法是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高COD廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理系 統(tǒng)及處理方法，可在長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，真正實(shí)現(xiàn)零排放。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種高COD廢水的蒸發(fā)結(jié)晶零排放處理系統(tǒng)，其包括預(yù)熱器、蒸發(fā)器、結(jié)晶器、離 心分離機(jī)以及母液罐，其中：所述預(yù)熱器的入水口和出水口分別與廢水原水及蒸發(fā)器的進(jìn) 水口相連，蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)入到結(jié)晶器中，結(jié)晶器結(jié)晶產(chǎn)生的晶漿進(jìn)入到離心 分離機(jī)中，離心分離機(jī)離心分離產(chǎn)生的母液經(jīng)母液罐返回至結(jié)晶器中，分離產(chǎn)生的結(jié)晶鹽 外排或回收，所述處理系統(tǒng)還包括一通過(guò)電催化氧化去除廢水中COD的調(diào)質(zhì)單元。
[0007] 優(yōu)選的是：根據(jù)廢水水質(zhì)的不同，當(dāng)廢水中的TDS> 10000mg/L、COD> 1000mg/L時(shí)，所述調(diào)質(zhì)單元設(shè)于預(yù)熱器的出水口與蒸發(fā)器的進(jìn)水口之間。
[0008] 優(yōu)選的是：當(dāng)廢水中的TDS> 5000mg/L、1000mg/L>COD> 100mg/L時(shí)，所述調(diào)質(zhì) 單元設(shè)于蒸發(fā)器的濃縮液出水口與結(jié)晶器的入水口之間。
[0009] 優(yōu)選的是：當(dāng)廢水中的TDS> 5000mg/L、COD< 100mg/L時(shí)，所述調(diào)質(zhì)單元設(shè)于母 液罐的出水口與結(jié)晶器的入水口之間。
[0010] 優(yōu)選的是：所述調(diào)質(zhì)單元包括調(diào)質(zhì)罐以及一組或多組并聯(lián)設(shè)置的調(diào)質(zhì)電極組，每 組調(diào)質(zhì)電極組包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)設(shè)置的調(diào)質(zhì)電極。
[0011] 優(yōu)選的是：所述調(diào)質(zhì)電極為鉆石合金電極。
[0012] 優(yōu)選的是：所述處理系統(tǒng)包括冷凝液罐，蒸發(fā)器和結(jié)晶器產(chǎn)生的冷凝液經(jīng)冷凝液 罐返回至預(yù)熱器中與預(yù)熱器中的原水換熱后外排。
[0013] 本發(fā)明的另一目的，一種利用如上所述的處理系統(tǒng)對(duì)高COD廢水進(jìn)行處理的方 法，其包括以下步驟：
[0014] 1)20-30°C的含鹽廢水經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱升溫至80-KKTC后進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)處 理；
[0015] 2)蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶器進(jìn)行結(jié)晶處理；
[0016] 3)結(jié)晶器結(jié)晶產(chǎn)生的晶漿進(jìn)入離心分離機(jī)進(jìn)行離心分離，離心分離產(chǎn)生的母液返 回結(jié)晶器中進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶，離心分離產(chǎn)生的結(jié)晶鹽外排或回用。
[0017] 優(yōu)選的是：步驟2)蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝液和步驟3)結(jié)晶產(chǎn)生的冷凝液返回至步驟1) 的預(yù)熱器中與含鹽廢水進(jìn)行換熱后外排。
[0018] 更優(yōu)選的是：根據(jù)廢水水質(zhì)的不同，當(dāng)廢水中的TDS> 10000mg/L、C0D>1000 mg/ L時(shí)，所述步驟1)中，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱升溫后的廢水先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元電催化氧化去除廢水中的 COD后再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)處理；
[0019] 或者，當(dāng)廢水中的TDS> 5000mg/L、1000mg/L>COD> 100mg/L時(shí)，所述步驟 2) 中，蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元電催化氧化去除廢水中的COD后再進(jìn)入結(jié)晶器 進(jìn)行結(jié)晶處理；
[0020] 或者，當(dāng)廢水中的TDS> 5000mg/L、COD< 100mg/L時(shí)，所述步驟3)中，離心分離 機(jī)離心分離產(chǎn)生的母液先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元電催化氧化去除廢水中的COD后再返回至結(jié)晶器中 進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶處理。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)相比，本申請(qǐng)的蒸發(fā)結(jié)晶處理系 統(tǒng)及方法可減小甚至是去除有機(jī)物對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備本身及產(chǎn)品的影響，而且，1)采用本發(fā) 明的處理系統(tǒng)，無(wú)母液外排，將"近零排放"提升至真正零排放；2)分離得到的結(jié)晶鹽中有 機(jī)物含量低于〇. 1%，能直接回收和利用；3)整個(gè)處理過(guò)程中，不產(chǎn)生任何廢氣、廢液、廢 固，無(wú)二次污染；4)設(shè)備無(wú)有機(jī)物附著和累積，預(yù)熱效率高；5)結(jié)晶器的潔凈效率高；6)整 個(gè)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)可長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1示出了本發(fā)明所述處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2示出了本發(fā)明所述處理系統(tǒng)另一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3示出了本發(fā)明所述處理系統(tǒng)再一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4示出了本發(fā)明所述調(diào)制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027] 如附圖1所示，本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)，包括預(yù)熱器1、蒸發(fā)器3、結(jié)晶器4、離心分 離機(jī)5以及冷凝液罐2和母液罐6,其中：所述預(yù)熱器1的入水口與原水相連，其出水通過(guò)管 道進(jìn)入蒸發(fā)器3中進(jìn)行換熱蒸發(fā)，蒸發(fā)形成的冷凝液進(jìn)入到冷凝液罐2中，蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮 液經(jīng)濃縮液出口進(jìn)入到結(jié)晶器4進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶；所述結(jié)晶器4循環(huán)結(jié)晶產(chǎn)生的冷凝液也通 過(guò)管道收集到冷凝液罐2中，在本發(fā)明中，冷凝液罐2中所收集到的來(lái)自蒸發(fā)器3和結(jié)晶器 4的冷凝液可在泵的提升作用下進(jìn)入預(yù)熱器1中與預(yù)熱器1中的原水換熱后外排，結(jié)晶器4 循環(huán)結(jié)晶產(chǎn)生的晶漿經(jīng)結(jié)晶器4的晶漿出口進(jìn)入到離心分離機(jī)5中進(jìn)行離心分離，離心分 離產(chǎn)生的母液進(jìn)入到母液罐6中，并可在泵的作用下返回至結(jié)晶器4中進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶，離心 分離機(jī)5離心分離產(chǎn)生的結(jié)晶鹽可外排或回收。進(jìn)一步地，當(dāng)廢水中的TDS> 10000mg/L、 COD> 1000mg/L時(shí)，本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)還可包括一設(shè)于預(yù)熱器1與蒸發(fā)器3之間、用于 去除廢水中COD的調(diào)質(zhì)單元7,經(jīng)預(yù)熱器1預(yù)熱升溫后的廢水先進(jìn)入調(diào)質(zhì)7去除廢水中COD 后再進(jìn)入蒸發(fā)器3中進(jìn)行蒸發(fā)以及后續(xù)處理。
[0028] 或者，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，當(dāng)廢水中的TDS> 5000mg/L、1000mg/L> COD> 100mg/L時(shí)，如圖2所示，所述調(diào)質(zhì)單元7也可設(shè)于蒸發(fā)器3的濃縮液出水口與結(jié)晶 器4的入水口之間，蒸發(fā)器3蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元7去除濃縮液中的COD后再 進(jìn)入結(jié)晶器4進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶。
[0029] 再或者，根據(jù)本發(fā)明的再一種實(shí)施方式，當(dāng)廢水中的TDS> 5000mg/L、COD < 100mg/L時(shí)，如圖3所示，所述調(diào)質(zhì)單元7也可設(shè)于母液罐6的出水口與結(jié)晶器5的入水 口之間，母液罐6中的母液先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元7去除晶漿中的COD后再返回至結(jié)晶器4中進(jìn)行 循環(huán)結(jié)晶。
[0030] 如圖4所示，所述調(diào)質(zhì)單元7包括調(diào)質(zhì)罐71以及設(shè)置于調(diào)質(zhì)罐71外部的一組或兩 組及兩組以上并聯(lián)設(shè)置的調(diào)質(zhì)電極組72,每組調(diào)質(zhì)電極組72包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)設(shè)置的 調(diào)質(zhì)電極，在本發(fā)明中，所述調(diào)質(zhì)電極優(yōu)選可無(wú)選擇性的氧化廢水中的各種有機(jī)物的鉆石 合金電極（BDD電極），廢水經(jīng)調(diào)質(zhì)罐71底部的入水口進(jìn)入調(diào)質(zhì)罐71中，并在循環(huán)泵的作用 下通過(guò)調(diào)質(zhì)電極，調(diào)質(zhì)電極在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基將廢水中的有機(jī)物 和氨氮污染物氧化成二氧化碳、氮?dú)夂退?，從而達(dá)到降解廢水中的COD和氨氮污染物的效 果，其本質(zhì)是一種催化氧化過(guò)程，且調(diào)質(zhì)電極運(yùn)行中會(huì)釋放熱量，單臺(tái)調(diào)質(zhì)電極可使廢水溫 度升高3-4°C，廢水在調(diào)質(zhì)單元7內(nèi)不斷循環(huán)處理，直至調(diào)質(zhì)罐71內(nèi)的廢水COD< 100mg/l 后，廢水經(jīng)調(diào)質(zhì)罐71上部的出水口排出調(diào)質(zhì)罐71進(jìn)入下一處理工序。
[0031] 作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在本發(fā)明中，所述預(yù)熱器1可采用管殼式換熱器、套管式換 熱器或板式換熱器；所述離心分離機(jī)5可采用臥式離心分離機(jī)；所述蒸發(fā)器3和結(jié)晶器4可 采用相同的結(jié)構(gòu)，如多效蒸發(fā)器、機(jī)械壓縮再蒸發(fā)式蒸發(fā)器（MVR蒸發(fā)器）等，優(yōu)選MVR蒸發(fā) 器，其利用兩臺(tái)相同尺寸的進(jìn)口風(fēng)機(jī)串聯(lián)或單臺(tái)國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)壓縮二次蒸汽達(dá)到需要的蒸發(fā) 溫差，蒸發(fā)器降膜單元分為兩效以降低風(fēng)機(jī)的能耗，降膜一效產(chǎn)生的二次蒸汽作為降膜二 效的熱源，將膜二效的二次蒸汽進(jìn)入第一級(jí)風(fēng)機(jī)/壓縮機(jī)，結(jié)晶器的二次蒸汽液進(jìn)入第一 級(jí)風(fēng)機(jī)/壓縮機(jī)。此外，本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)還包括用于連接各設(shè)備的連通管道以及循 環(huán)泵。進(jìn)一步地，本發(fā)明的處理系統(tǒng)可多個(gè)串聯(lián)使用，以提升廢水處理效率。
[0032] 采用本發(fā)明如上所述的處理系統(tǒng)對(duì)高COD廢水進(jìn)行處理，其處理步驟包括：
[0033] 1)20-30°C的含鹽廢水經(jīng)預(yù)熱器1預(yù)熱升溫至80-KKTC后進(jìn)入蒸發(fā)器3進(jìn)行蒸 發(fā)；
[0034] 2)蒸發(fā)器3蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶器4進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶；
[0035] 3)結(jié)晶器4循環(huán)結(jié)晶產(chǎn)生的晶漿進(jìn)入離心分離機(jī)5進(jìn)行離心分離，離心分離產(chǎn)生 的母液返回結(jié)晶器4中進(jìn)行循環(huán)結(jié)晶，離心分離產(chǎn)生的結(jié)晶鹽外排或回用。
[0036] 進(jìn)一步地，蒸發(fā)器3和結(jié)晶器4產(chǎn)生的冷凝液返回至預(yù)熱器1中與含鹽廢水進(jìn)行 換熱后外排。
[0037] 優(yōu)選地，所述步驟1)中，經(jīng)預(yù)熱器1預(yù)熱升溫后的廢水先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元7電催化氧 化去除廢水中的COD后再進(jìn)入蒸發(fā)器3進(jìn)行蒸發(fā)。
[0038] 或者，優(yōu)選地，所述步驟2)中，蒸發(fā)器3蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液先經(jīng)調(diào)質(zhì)單元7電催化 氧化去