申請日2013.09.29

　　公開(公告)日2014.01.08

　　IPC分類號C02F103/38; C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種橡膠生產(chǎn)廢水的超臨界水氧化處理方法。該方法包括進料、預熱、超臨界水氧化、冷卻、氣液分離等過程。該方法反應時間短，對橡膠廢水的COD去除率能夠達到99%以上，最終產(chǎn)物主要是水和CO2，出水可達到《污水綜合排放標準》的一級標準。該技術特別適用于處理含高濃度難降解有機污染物的廢水，具有高效、快速和安全等優(yōu)勢。

　　權利要求書

　　1.一種橡膠生產(chǎn)廢水的超臨界水氧化處理方法，其特征在于，具體步 驟如下：

　　(1)用高壓柱塞泵(2)將橡膠廢水儲罐(1)內(nèi)的廢水打入廢水預熱器(3) 中;

　　(2)用氣體增壓泵(5)將氧氣鋼瓶(4)中的氧氣按照所需氧化劑的用量 輸入氣體預熱器(6)中預熱100℃—500℃，預熱后與經(jīng)過廢水預熱器(3)預 熱到300℃的廢水一起進入超臨界水氧化反應器(7)中;

　　(3)用高壓柱塞泵(2)、氣體增壓泵(5)和壓力控制裝置(9)來控制整 個系統(tǒng)的流量及壓力，從而控制廢水在超臨界水氧化反應器(7)中的反應壓力 為10MPa—50MPa、反應溫度為300℃—600℃，氧化劑加入量為廢水中COD量 的1—6倍;

　　(4)橡膠生產(chǎn)廢水與氧氣在超臨界水氧化反應器(7)中(T=550℃， P=28MPa)停留5s—30s，使其中的有機物與氧氣進行快速的充分反映，生成 無機鹽、水和二氧化碳;

　　(5)從超臨界水氧化反應器(7)中出來的高溫高壓狀態(tài)的氣液混合物進入 冷卻器(8)，使混合物的溫度下降至150℃;

　　(6)冷卻后的氣液混合物經(jīng)過壓力控制裝置(9)降壓至1.5MPa后，進入 氣液分離器(10)，分離出的氣體為二氧化碳可直接排放，分離出的液體 COD=8.7mg/L、氨氮=7mg/L、硫含量=0.3mg/L，達到《污水綜合排放標準》的 一級標準。

　　說明書

　　一種橡膠生產(chǎn)廢水的超臨界水氧化處理方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及一種橡膠生產(chǎn)廢水的處理方法,即一種高濃度難生物降解有機 廢水的超臨界水氧化處理方法，屬于水污染控制技術。

　　背景技術

　　橡膠生產(chǎn)廢水是一種典型的高濃度難降解有機廢水。其主要特點有：含有大 量的噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、胍類和二硫化氨基甲酸鹽類等難降解雜環(huán) 化合物，其分子量大、毒性強、結構成分復雜、性質穩(wěn)定;同時廢水中化學需氧 量(COD)、氨氮和硫含量也較高。橡膠生產(chǎn)廢水對地下水、土壤、空氣、生物 等多方面均能造成嚴重的環(huán)境污染，并會通過食物鏈直接或間接地進入人體，危 害人體健康。目前橡膠生產(chǎn)廢水的處理方法有：厭氧-氧化塘自然曝氣法、厭氧- 活性污泥機械強制曝氣氧化法、氧化塘-活性污泥機械強制曝氣法、氧化塘自然 曝氣氧化法、乳清循環(huán)使用UASB法、水生生物法等。

　　厭氧-氧化塘自然曝氣法的優(yōu)點是結構簡單，但占地面積大，處理時間長(僅 氧化塘就需要20-25天)，厭氧階段有惡臭氣體產(chǎn)生,處理效果較差。厭氧-活性 污泥機械強制曝氣氧化法雖然省去了氧化塘，占地面積小，但是厭氧段會增加后 續(xù)工序的負荷(不論厭氧發(fā)酵還是UASB等其他工藝)，仍然會產(chǎn)生惡臭氣體， 而且處理時間長;好氧段連續(xù)曝氣，雖然處理效率較高，但需額外承擔厭氧段增 加的NH3-N負荷，又缺少后續(xù)缺氧反硝化段等脫氮環(huán)節(jié)，致使NH3-N處理效果 較差,出水難以達標排放。氧化塘-活性污泥機械強制曝氣法，占地面積大，處理 時間長，連續(xù)曝氣效率較高，但缺少后續(xù)脫氮環(huán)節(jié)，致使NH3-N處理效果差。 基于乳清循環(huán)使用工藝的UASB法，通過乳清循環(huán)積累污染物，UASB設計和基 建費用較高，COD去除效率雖高，但會使NH3-N濃度增高，且有惡臭產(chǎn)生，對 周圍環(huán)境及現(xiàn)場人員產(chǎn)生不利影響。水生生物法，主要是利用水葫蘆、蘆葦和藻 類等凈化橡膠生產(chǎn)廢水，廢水的有害組分被水生生物吸收后仍存在潛在的危害。

　　可見，目前，橡膠生產(chǎn)廢水沒有有效的治理技術。超臨界水氧化是指當水的 溫度和壓力高于水的臨界溫度(T=374.3℃)和壓力(P=22.1MPa)時水中有機 物的氧化。在超臨界狀態(tài)下有機污染物和氧化劑能夠互溶從而加快反應速度(一 般在幾秒到幾十秒)，是一種能夠徹底破壞有機物結構的深度氧化法，具有反應 時間短、無污染和去除效率高等優(yōu)點。本發(fā)明提出采用超臨界水氧化技術處理橡 膠生產(chǎn)廢水，解決橡膠生產(chǎn)廢水處理的難題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了解決橡膠生產(chǎn)廢水處理的難題，本發(fā)明提供了一種橡膠生產(chǎn)廢水的超臨 界水氧化處理方法。

　　采用超臨界水氧化技術處理橡膠生產(chǎn)廢水，在高溫高壓下，橡膠生產(chǎn)廢水和 氧化劑分別經(jīng)預熱后進入反應器進行超臨界水氧化反應，氧化劑和廢水中的有機 物均溶解于水中，氧化反應在均相中進行，在極短的時間內(nèi)有機污染物被迅速氧 化分解。通過調壓裝置控制整套系統(tǒng)的壓力，反應后的氣液混合物經(jīng)過冷卻和氣 液分離，最終排出。經(jīng)過該方法處理后，成份復雜的橡膠生產(chǎn)廢水中的污染物被 氧化分解為無害的組分，可以直接排放到環(huán)境中。該方法工藝簡單、處理效果好。

　　本發(fā)明的目的由如下技術方案實施：

　　一種橡膠生產(chǎn)廢水的超臨界水氧化處理方法，具體步驟如下：

　　(1)用高壓柱塞泵(2)將橡膠廢水儲罐(1)內(nèi)的廢水打入廢水預熱器(3) 中;

　　(2)用氣體增壓泵(5)將氧氣鋼瓶(4)中的氧氣按照所需氧化劑的用量 輸入氣體預熱器(6)中預熱100℃—500℃，預熱后與經(jīng)過廢水預熱器(3)預 熱到300℃的廢水一起進入超臨界水氧化反應器(7)中;

　　(3)用高壓柱塞泵(2)、氣體增壓泵(5)和壓力控制裝置(9)來控制整 個系統(tǒng)的流量及壓力，從而控制廢水在超臨界水氧化反應器(7)中的反應壓力 為10MPa—50MPa、反應溫度為300℃—600℃，氧化劑加入量為廢水中COD量 的1—6倍;

　　(4)橡膠生產(chǎn)廢水與氧氣在超臨界水氧化反應器(7)中(T=550℃， P=28MPa)停留5s—30s，使其中的有機物與氧氣進行快速的充分反映，生成無 機鹽、水和二氧化碳;

　　(5)從超臨界水氧化反應器(7)中出來的高溫高壓狀態(tài)的氣液混合物進入 冷卻器(8)，使混合物的溫度下降至150℃;

　　(6)冷卻后的氣液混合物經(jīng)過壓力控制裝置(9)降壓至1.5MPa后，進入 氣液分離器(10)，分離出的氣體為二氧化碳可直接排放，分離出的液體 COD=8.7mg/L、氨氮=7mg/L、硫含量=0.3mg/L，達到《污水綜合排放標準》的 一級標準。

　　本發(fā)明的優(yōu)點在于：

　　本發(fā)明提供一種橡膠生產(chǎn)廢水的超臨界水氧化處理方法，解決了橡膠生產(chǎn)廢 水的處理難題。橡膠生產(chǎn)廢水經(jīng)過預熱、氧化、冷卻、分離四個過程，即可實現(xiàn) 廢水的達標排放，且不產(chǎn)生二次污染。

　　本工藝還具有節(jié)能、省水、處理有機有害物質徹底的特點。