[发明专利]一种零排放有机废水处理装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对有机废水处理效果较好的环保系统：超临界有机废水处理装置及其方法。

背景技术

超临界水氧化(Super Critical Water Oxidation or SCWO)法是由美国学者Modell等人于20世纪80年代中期提出的一种新颖的水污染控制方法，具有节能、高效、适用性强等特点。超临界水氧化处理技术是利用水在温度374℃，压力 22MPa的超临界状态下，兼具气体与液体高扩散性、高溶解力及低表面张力的特性，对有机废弃物进行氧化分解，将其转化成H₂O及CO₂，达到去毒无害的目的。

超临界水氧化法在欧美国家发展较快并且在工业上实现了广泛的应用，但是在国内超临界水氧化法目前才刚刚起步。传统的超临界有机废水处理系统主要应用与有毒有机废水的处理、废塑料的回收利用、精密仪器清洗、超临界络合萃取等方面。传统的超临界有机废水处理系统需要消耗较大的电能对装置进行加热保温，同时需要大量的冷却水对反应物冷却，耗能巨大，无法达到节能的目的。我国作为一个烟草大国，每年由于生产烟草薄片产生大量的废水，而传统工艺主要采用生物处理法、化学氧化法、焚烧法、湿式氧化法等，由于这些工艺都存在相应的缺陷，对废水处理不彻底在节能减排方面尚不能达到较高的要求。但是在超临界状态下有机废水能够得到较为理想的处理效果、减少对环境的污染。

发明内容

本发明的目的是利用超临界水氧化法的优点对传统的超临界水处理系统进行改造，并将此装置应用于卷烟厂烟草薄片废水的处理中，以在节能、环保方面达到较高的要求。

为了实现上述发明目的，本发明装置采用的技术方案如下：

一种零排放有机废水处理装置，包括高压泵、高温管式炉、背压阀、热风换热装置、前置套管预热器、套管冷却器、过滤装置、气液分离装置和截止阀，其中，所述高压泵与截止阀、热风换热装置、前置套管预热器和高温管式炉依次连接；所述高温管式炉与前置套管预热器形成一个回路；所述前置套管预热器还依次与套管冷却器、过滤装置、背压阀和气液分离装置连接。

所述高温管式炉采用太阳能和电能两用式的加热装置加热。所述过滤装置采用多级过滤器。

本发明方法的具体处理流程如下：先通过高温管式炉和背压阀将装置的温度和压力调节到反应所需的条件，卷烟厂烟草薄片废水通过高压泵进入所述有机废水处理装置，进入装置的废水在反应前先经过热风换热装置，利用烘干烟草薄片过程中剩余的高温蒸汽对废水进行一级预热；经过一级预热的废水通入前置套管预热器进行二级预热，利用高温管式炉反应处理后的废水与未反应的废水进行换热，换热后的废水温度达到200℃左右；经过二级换热后的废水直接通到高温管式炉中进行超临界氧化，氧化处理后的废水再次作为热源通到前置套管预热器中与未反应废水换热；然后再经过多级过滤装置和气液分离装置完成整个废水处理工艺流程。

所述前置套管预热器中加装有隔板和翅片，达到延长反应后高温废水停留时间从而增加换热时间和强化传热的目的。

本发明主要针对有机废水（特别是卷烟厂烟草薄片废水）的处理，反应原理为超临界水氧化法，将此装置应用在有机废水处理上达到节能减排的目的。减排方面：超临界水对各种有机物和氧气的良好的溶解性，有机物、氧化剂以及超临界水形成均一相，反应不会因为相际的传质而受到阻碍限制。在此条件下，有机碳转化为二氧化碳，氢转化为水，卤素原子转化为卤化物的离子，硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐，有机氮转化为氮气，这些产物均为无毒无害产物，达到减排目的。节能方面：（1）利用烟草薄片烘干过程剩余的高温蒸汽对废水进行一级预热。（2）从高温管式炉中出来的反应后废水温度在500℃至600℃，利用此温度对未进反应炉的废水进行二级预热。（3）对换热管道增加隔板和肋片，强化传热同时延长换热时间，达到充分利用反应余热的目的。（4）采用太阳能电能两用式加热装置对高温管式炉加热，结合太阳能和电能达到节能目的。

附图说明

图1为本发明的有机废水处理装置结构示意图。图中，1-高压柱塞泵，2-截止阀，3-热风换热装置，4-前置套管预热器，5-高温管式炉，6-热电偶，7-套管冷却器，8-压力表，9-第一级过滤器，10-第二级过滤器，11-背压阀，12-气液分离器。

具体实施方式