一种高盐高COD废水处理系统及方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种高盐高cod废水处理系统及方法。

背景技术：

随着工业化进程的加快，诸多领域会产生高盐高cod废水，如印染、造纸、化工、炼焦等领域。高盐高cod废水中除了高浓度的有机物外，还含有大量的无机盐，所含盐类主要包括钠、钾、钙的硫酸盐或盐酸盐。这些废水若进入土壤系统中，会使土壤生物、植物因脱水而死亡，对生态系统造成破坏，若进入水环境中，会导致水体富营养化，对水体环境造成较大污染。

目前，高盐高cod废水的处理工艺主要有电解法和蒸发法。其中电解法是利用电化学的方法将有机物和无机盐进行电解，这种方法成本较高，且有机物难以彻底分解；蒸发法是利用加热的方法将溶液中的部分溶剂汽化，以提高溶液浓度，为溶质析出创造条件，但是这种方法无法实现有机物的有效去除，得到的固体盐纯度不高，无法重复利用。

综上所述，目前的废水处理方法无法实现高盐高cod废水中有机物的完全分解以及无机盐的资源化利用，新型高盐高cod废水处理技术的开发迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种高盐高cod废水处理系统及方法。本发明提供的系统能够完全分解废水中难处理的有机物并分离出盐类，实现高盐高cod废水的零排放处理和资源化利用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种高盐高cod废水处理系统，其特征在于，包括废水干燥器1，所述废水干燥器1设置有废水入口、空气入口和废盐出口；

废盐焚烧炉2，所述废盐焚烧炉2设置有废盐入口、熔融盐出口、助燃气体入口和烟气出口；所述废盐入口和所述废水干燥器1的废盐出口连通；

熔融盐收集罐3，所述熔融盐收集罐3的入口和所述废盐焚烧炉2的熔融盐出口连通，且所述熔融盐收集罐3的入口和废盐焚烧炉2的熔融盐出口连通的烟道的外壁以及熔融盐收集罐3的外壁设置有气体保温壳4；

热交换器5，所述热交换器5设置有烟气入口、烟气出口、空气入口和空气出口；所述热交换器5的烟气入口与所述废盐焚烧炉2的烟气出口连通，所述热交换器5的空气入口与送风机9连通，所述热交换器5的空气出口与所述废水干燥器1的空气入口连通；

旋风除尘器6，所述旋风除尘器6的入口和所述热交换器的烟气出口连通；

尾气处理器7，所述尾气处理器7的入口和所述旋风除尘器6的出口连通。

优选的，所述废盐焚烧炉2的烟气出口和热交换器5的烟气入口连通的烟道上设置有两个支路烟道，分别记为第一支路烟道和第二支路烟道，所述第一支路烟道设置在废盐焚烧炉2的烟气出口侧，且与气体保温壳4入口连通，所述第二支路烟道设置在热交换器5的烟气入口侧，且与气体保温壳4的出口连通。

优选的，所述废水干燥器1中设置有雾化器，所述雾化器为双相流喷嘴雾化器或三相流喷嘴雾化器。

优选的，所述废盐焚烧炉2包括直筒段和设置在直筒段底部的锥斗；所述直筒段内侧贴壁设置有风幕装置10；所述热交换器5的空气出口与废水干燥器1的空气入口连通的烟道上设置有一个支路烟道，记为第三支路烟道，所述第三支路烟道与风幕装置10连通；

所述锥斗内侧贴壁设置有电动刮板，所述锥斗底部设置有电动挡板门。

优选的，所述旋风除尘器6的出口烟道上设置有引风机8。

优选的，所述尾气处理器7为活性炭吸附尾气处理装置。

本发明还提供了一种利用上述方案所述的系统对高盐高cod废水进行处理的方法，包括以下步骤：

将高盐高cod废水在废水干燥器1中干燥，得到废盐混合物；

所述废盐混合物进入废盐焚烧炉2中与助燃气体一起进行焚烧，得到熔融盐和高温烟气，所述熔融盐进入熔融盐收集罐3中；

所述高温烟气进入热交换器5中，与送风机9送入的冷空气进行换热，得到低温烟气和高温空气；所述高温空气进入废水干燥器1中为废水的干燥提供热源；

所述低温烟气进入旋风除尘器6中进行除尘，得到的除尘烟气进入尾气处理器7中进行处理，得到洁净气体后外排。

优选的，所述焚烧的温度为800～1000℃。

优选的，所述高温空气的温度为400～600℃，所述低温烟气的温度为100～150℃。

优选的，所述高温烟气一部分自第一支路烟道进入气体保温壳4中，然后自第二支路烟道返回并进入热交换器5中。

本发明提供了一种高盐高cod废水处理系统，包括废水干燥器1、废盐焚烧炉2、熔融盐收集罐3、气体保温壳4、热交换器5、旋风除尘器6和尾气处理器7。本发明提供的系统利用废水干燥器1将高盐高cod废水干燥，然后将产生的废盐混合物通入废盐焚烧炉2中进行焚烧，在焚烧过程中有机物被完全分解，盐类则成为熔融态进入熔融盐收集罐3中，收集到的熔融盐后续通过分盐处理实现资源化利用，气体保温壳4可以对熔融盐进行保温，避免熔融盐降温结晶；焚烧产生的高温烟气在热交换器5中与冷空气进行热交换，产生的高温空气进入废水干燥器1中为废水干燥提供热源，低温烟气则进入旋风除尘器6中进行除尘，除尘后的烟气通过尾气处理器7后得到洁净的气体，洁净的气体外排即可。本发明提供的系统结构简单，能量利用率高，能够将有机物完全分解并分离出盐类，实现高盐高cod废水的零排放处理和资源化利用。

本发明还提供了利用上述方案所述的系统对高盐高cod废水进行资源化利用的方法。本发明提供的方法步骤简单，容易操作，能量利用率高，成本较低，能够对高盐高cod废水进行有效的处理，并能分离出盐类进行资源化利用，同时整个过程中仅有洁净的气体外排，实现了零排放处理。

附图说明

图1为本发明的高盐高cod废水处理系统的结构示意图，其中：1-废水干燥器，2-废盐焚烧炉，3-熔融盐收集罐，4-气体保温壳，5-热交换器，6-旋风除尘器，7-尾气处理器，8-引风机，9-送风机，10-风幕装置。

具体实施方式

本发明提供了一种高盐高cod废水处理系统，结构示意图如图1所示，下面结合图1进行具体说明。

本发明提供的系统包括废水干燥器1。在本发明中，所述废水干燥器1设置有废水入口、空气入口和废盐出口；所述废水干燥器1中优选设置有雾化器，所述雾化器优选为双相流喷嘴雾化器或三相流喷嘴雾化器。

本发明提供的系统包括废盐焚烧炉2。在本发明中，所述废盐焚烧炉2设置有废盐入口、熔融盐出口、助燃气体入口和烟气出口；所述废盐焚烧炉2的废盐入口和所述废水干燥器1的废盐出口连通。在本发明中，各个装置之间均是通过烟道连通，后续不再赘述。

在本发明中，所述废盐焚烧炉2包括直筒段和设置在直筒段底部的锥斗；所述直筒段内侧优选贴壁设置有风幕装置10，所述风幕装置用于防止熔融盐粘壁；所述锥斗内侧优选贴壁设置有电动刮板，所述锥斗底部设置有电动挡板门，在本发明的具体实施例中，优选定时启动所述电动刮板并打开所述电动挡板门，从而将锥斗内的熔融盐排入熔融盐收集罐中。

本发明提供的系统包括熔融盐收集罐3。在本发明中，所述熔融盐收集罐3的入口和所述废盐焚烧炉2的熔融盐出口连通，且所述熔融盐收集罐3的入口和废盐焚烧炉2的熔融盐出口连通的烟道的外壁以及熔融盐收集罐3的外壁设置有气体保温壳4，所述气体保温壳4用于对熔融盐收集罐保温，避免熔融盐降温结晶。

本发明提供的系统包括热交换器5。在本发明中，所述热交换器5设置有烟气入口、烟气出口、空气入口和空气出口；所述热交换器5的烟气入口与所述废盐焚烧炉2的烟气出口连通，所述热交换器5的空气入口与送风机9连通，所述热交换器5的空气出口与所述废水干燥器1的空气入口连通。在本发明中，所述送风机9向热交换器中送入冷空气，冷空气与废盐焚烧炉2中排出的高温烟气换热，从而将高温烟气迅速冷却，同时产生的热空气被送入废水干燥器1中，为废水的干燥提供热源，提高系统的能量利用率。

在本发明中，所述废盐焚烧炉2的烟气出口和热交换器5的烟气入口连通的烟道上优选设置有两个支路烟道，分别记为第一支路烟道和第二支路烟道，所述第一支路烟道优选设置在废盐焚烧炉2的烟气出口侧，且与气体保温壳4入口连通，所述第二支路烟道优选设置在热交换器5的烟气入口侧，且气体保温壳的出口连通。在应用时，所述废盐焚烧炉中产生的高温烟气一部分自第一支路烟道进入气体保温壳4中，为保温提供热源，然后自第二支路烟道返回热交换器5中。

在本发明中，所述热交换器5的空气出口与废水干燥器1的空气入口连通的烟道上设置有一个支路烟道，记为第三支路烟道，所述第三支路烟道与风幕装置10连通，所述风幕装置10抽取热交换器5热空气出口烟道的部分热空气，在废盐焚烧炉2内形成一层薄薄的贴壁风，隔绝废盐焚烧炉2的壁面与废盐焚烧区，防止熔融盐粘壁造成壁面结垢腐蚀。

本发明提供的系统包括旋风除尘器6。在本发明中，所述旋风除尘器6的入口和所述热交换器的烟气出口连通；所述旋风除尘器的出口烟道上优选设置有引风机8。本发明通过设置引风机8使系统中形成负压驱动使烟气流向尾气处理器方向。

本发明提供的系统尾气处理器7。在本发明中，所述尾气处理器7的入口和所述旋风除尘器6的出口连通；所述尾气处理器7优选为活性炭吸附尾气处理装置。

本发明还提供了一种利用上述方案所述的系统对高盐高cod废水进行处理的方法，包括以下步骤：

将高盐高cod废水在废水干燥器1中干燥，得到废盐混合物；

所述废盐混合物进入废盐焚烧炉2中与助燃气体一起进行焚烧，得到熔融盐和高温烟气，所述熔融盐进入熔融盐收集罐3中；

所述高温烟气进入热交换器5中，与送风机送入的冷空气进行换热，得到低温烟气和高温空气；所述高温空气进入废水干燥器1中为废水的干燥提供热源；

所述低温烟气进入旋风除尘器6中进行除尘，得到的除尘烟气进入尾气处理器7中进行处理，得到洁净气体后外排。

本发明将高盐高cod废水在废水干燥器1中干燥，得到废盐混合物。在本发明中，所述高盐高cod废水的cod含量优选为20000mg/l～200000mg/l，更优选为130000mg/l～180000mg/l，盐含量优选为30000mg/l～150000mg/l，更优选为50000mg/l～130000mg/l；本发明对所述高盐高cod废水中无机盐的种类没有特殊要求，具体如氯化钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾、氯化钙等，具体的，所述高盐高cod废水中氯离子的含量优选为8000mg/l～70000mg/l，硫酸根的含量优选为6500mg/l～40000mg/l，钠离子的含量优选为9000mg/l～88000mg/l，钾离子的含量优选为4000mg/l～20000mg/l，钙离子的含量优选为2500mg/l～12000mg/l；本发明对所述高盐高cod废水的来源没有特殊要求，本领域技术人员熟知的高盐高cod废水均可以使用本发明的方法处理，具体如焦化废水、印染废水、化工废水。

在本发明中，所述高盐高cod废水进入废水干燥器1中后被雾化喷出，雾化废水与来自热交换器5的高温空气进行传质换热，雾化废水内的水转变为水蒸气，盐、有机物以及其他杂质被固化，形成废盐混合物。

得到废盐混合物后，所述废盐混合物进入废盐焚烧炉2中与助燃气体一起进行焚烧，得到熔融盐和高温烟气。在本发明中，所述废盐混合物具体是由高温空气携带进入所述废盐焚烧炉2中，在焚烧过程中无需额外充入空气补氧；所述助燃气体优选为天然气；所述焚烧的温度优选为800～1000℃，更优选为850～950℃。

在本发明的具体实施例中，优选先向废盐焚烧炉2内通入助燃气体，然后点火，保证废盐焚烧炉2内温度保持在800～1000℃，之后开启送风机9和热交换器5，稳定热交换器5的热空气温度在400～600℃，然后在废水干燥器1中通入高盐高cod废水，废水雾化后与来自热交换器5的高温空气换热，产生的废盐混合物进行后续的处理。

在焚烧过程中，废盐焚烧炉2内的风幕装置10抽取热交换器5热空气出口烟道的部分热空气，在废盐焚烧炉2内形成一层薄薄的贴壁风，隔绝废盐焚烧炉2的壁面与废盐焚烧区，防止熔融盐粘壁造成壁面结垢腐蚀。

在焚烧过程中，废盐混合物中的有机物被完全焚烧分解，盐类则成为熔融态排入所述熔融盐收集罐3中，所述熔融盐收集罐3中的熔融盐累积满罐后排出做分盐处理，实现资源化利用，本发明对所述分盐处理的方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可。

产生高温烟气后，所述高温烟气进入热交换器5中，与送风机9送入的冷空气进行换热，得到低温烟气和高温空气。在本发明中，所述高温烟气一部分直接进入换热器5中，另一部分自第一支路烟道进入气体保温壳4中，在气体保温壳4中循环后自第二支路烟道返回并进入热交换器5中，本发明利用部分高温烟气为气体保温壳4提供热源，实现对熔融盐收集罐的保温，避免熔融盐降温结晶，同时提高了能源利用率，避免了外来热源的引入。

在本发明中，所述高温烟气的温度优选为800～1000℃，所述送风机9送入的冷空气的温度优选为20～30℃；所述高温空气的温度优选为400～600℃，更优选为450～550℃，所述低温烟气的温度优选为100～150℃，更优选为110～130℃。本发明利用冷空气换热使高温烟气骤冷，防止烟气经缓慢降温再次合成有机物。在本发明中，所述高温空气进入废水干燥器1中为废水的干燥提供热源。

得到低温烟气后，所述低温烟气进入旋风除尘器6中进行除尘，得到的除尘烟气进入尾气处理器7中进行处理，得到洁净气体后外排。在本发明中，所述旋风除尘器6用于除去低温烟气中携带的颗粒物，所述尾气处理器7用于去除废盐焚烧后进入烟气中的nox和sox，得到洁净气体后外排。

在上述处理过程中，所述引风机8优选一直处于开启状态，以使系统内部形成负压，促使烟气向尾气处理器的方向流动。

下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

以某化工厂的化工废水为例，该化工厂产生的化工废水约2m³/h，化工废水的cod含量为44215mg/l，cl^-含量为64281mg/l，so4^2-含量为37457mg/l，na 含量为85632mg/l，属于高盐高cod废水。利用图1中的系统对该废水进行处理，具体操作如下：

向废盐焚烧炉2内通入助燃气体(天然气)后点火，保证废盐焚烧炉2内温度保持在800～1000℃，然后开启送风机9和热交换器5，稳定热交换器5的热空气温度在400～600℃，之后在废水干燥器1通入上述化工废水，废水由双相流喷枪雾化后形成雾化废水被喷出，雾化废水与来自热交换器5的高温空气换热，雾化废水经完全传质传热，雾化废水内的水转变为水蒸气，雾化废水内的盐、有机物以及其他杂质被固化，得到废盐混合物，废盐混合物的主要成分为氯化钠、硫酸钠和有机物；

废盐混合物由高温空气携带进入废盐焚烧炉2中与助燃气体一起被焚烧，无需额外充入空气补氧，废盐混合物中的有机物被完全焚烧分解，盐类成为熔融态排入熔融盐收集罐3中。废盐焚烧炉2内的风幕装置10抽取热交换器5热空气出口烟道的部分热空气，在废盐焚烧炉2内形成一层薄薄的贴壁风，隔绝废盐焚烧炉2的壁面与废盐焚烧区，防止熔融盐粘壁造成壁面结垢腐蚀；抽取废盐焚烧炉2出口烟道的部分高温烟气进入气体保温壳4中，防止熔融盐收集罐3内的熔融盐降温结晶，熔融盐收集罐3中的熔融盐累积满罐后排出做分盐处理实现资源化利用；对熔融盐收集罐3内的熔融盐进行成分检测，结果表明其中没有有机成分，说明废盐混合物中的有机物被完全焚烧分解。

废盐焚烧炉2内排出的高温烟气进入热交换器5中，与送风机9引入的冷空气换热，使高温烟气骤冷，将高温烟气降温至100～150℃，防止烟气经缓慢降温再次合成有机物；

降温后的烟气进入旋风除尘器6中除去烟气中携带的颗粒物，然后进入尾气处理器7中，去除废盐焚烧后进入烟气中的nox和sox，得到洁净的气体后达标排放。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。