公布日：2023.12.26
申請(qǐng)日：2023.10.16
分類號(hào)：C02F1/72(2023.01)I;C02F1/20(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)及工藝方法，涉及高濃廢水處理領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括，增壓泵、預(yù)熱裝置、氧化裝置和脫氨裝置，上述各裝置通過(guò)管網(wǎng)連接，所述氧化裝置包括氧化塔、存儲(chǔ)氧化塔內(nèi)氧化反應(yīng)余熱生成蒸汽的蒸汽包以及用于存儲(chǔ)從氧化塔內(nèi)流出的氧化液的氧化液中轉(zhuǎn)罐，所述蒸汽包以及氧化液中轉(zhuǎn)罐與脫氨裝置連接。本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)氧化階段產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收利用，同時(shí)減少后續(xù)脫氨過(guò)程需生蒸汽的耗量，可實(shí)現(xiàn)高COD的量化去除、氨氮提純回用，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書
1.一種用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：用于對(duì)原水進(jìn)行加壓輸送的增壓泵(1)、用于對(duì)從增壓泵(1)中輸送的原水進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱裝置、用于對(duì)預(yù)熱后原水進(jìn)行氧化反應(yīng)的氧化裝置和用于對(duì)氧化反應(yīng)后的氧化液進(jìn)行脫氨的脫氨裝置，上述各裝置通過(guò)管網(wǎng)連接，所述氧化裝置包括氧化塔(7)、存儲(chǔ)氧化塔(7)內(nèi)氧化反應(yīng)余熱生成蒸汽的蒸汽包(10)以及用于存儲(chǔ)從氧化塔(7)內(nèi)流出的氧化液的氧化液中轉(zhuǎn)罐(4)，所述蒸汽包(10)以及氧化液中轉(zhuǎn)罐(4)與脫氨裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)熱裝置包括原水預(yù)熱器(2-1)和導(dǎo)熱油預(yù)熱器(2-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述原水預(yù)熱器(2-1)和導(dǎo)熱油預(yù)熱器(2-2)均為熱交換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述原水預(yù)熱器(2-1)設(shè)置于氧化塔(7)與氧化液中轉(zhuǎn)罐(4)之間，使得從氧化塔(7)內(nèi)流出的氧化液依次進(jìn)入到原水預(yù)熱器(2-1)以及氧化液中轉(zhuǎn)罐(4)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原水預(yù)熱器(2-1)內(nèi)流經(jīng)的原水進(jìn)行預(yù)熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化液中轉(zhuǎn)罐(4)前還設(shè)置有用于降低從氧化塔(7)內(nèi)流出的氧化液的溫度的氧化液冷卻器(2-3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化塔(7)還連接有將氧氣與預(yù)熱后原水充分混合的氧氣分布器(7-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述脫氨裝置包括用于將蒸汽包(10)以及氧化液中轉(zhuǎn)罐(4)中的物料進(jìn)行脫氨的脫氨塔(13)、用于將從脫氨塔(13)中脫除的氨氣進(jìn)行冷凝的氨氣冷凝器(17)、與氨氣冷凝器(17)和/或蒸汽包(10)相連接用于對(duì)蒸汽進(jìn)行壓縮并重新升溫輸送回脫氨塔(13)的蒸汽壓縮機(jī)(19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述脫氨塔(13)還包括設(shè)置于其底部的塔底加熱器(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化塔(7)和蒸汽包(10)之間還設(shè)置有第一氣液分離罐(8)和尾氣冷凝器(9-1)。
10.一種采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：a.高COD高氨氮廢水送入原水預(yù)熱器(2-1)，將與氧化塔(7)反應(yīng)出來(lái)的高溫高壓廢水經(jīng)過(guò)氧化平衡罐(6)分離后與廢水氣液急冷換熱后，進(jìn)入導(dǎo)熱油預(yù)熱器(2-2)進(jìn)一步加熱升溫；b.導(dǎo)熱油預(yù)熱器(2-2)加熱后廢水從氧化塔(7)底部進(jìn)入，同時(shí)氧氣通過(guò)氧氣分布器(7-1)通入氧化塔(7)，通過(guò)氧氣分布器(7-1)使氧氣與高COD、高氨氮廢水充分混合；c.氧化塔(7)反應(yīng)后的高溫高壓廢水經(jīng)過(guò)原水預(yù)熱器(2-1)和導(dǎo)熱油預(yù)熱器(2-2)換熱后，冷卻至50-60℃；d.氧化塔(7)產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽經(jīng)過(guò)尾氣冷凝器(9-1)冷凝后得到飽和蒸汽，飽和蒸汽通過(guò)管道輸入蒸汽包(10)；e.蒸汽包(10)蒸汽通過(guò)管道輸入塔底加熱器(20)進(jìn)行加熱高氨氮廢水，使其溫度升到120℃，通過(guò)脫氨塔(13)進(jìn)行脫氨；f.脫氨塔(13)脫氨后的氨氣通過(guò)氨氣冷凝器(17)進(jìn)行冷卻，冷卻后廢水進(jìn)入第二氣液分離罐(18)進(jìn)行氣液分離，從而回收較濃的氨水；g.第二氣液分離罐(18)廢氣進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)(19)進(jìn)行蒸汽壓縮，提高蒸汽出口溫度；h.蒸汽壓縮機(jī)(19)壓縮后的蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮后，該蒸汽輸送到塔底加熱器(20)重新加熱高氨氮廢水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中的不足，提供兩種技術(shù)方案，
第一種技術(shù)方案為提供了一種用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，通過(guò)本發(fā)明的節(jié)能處理系統(tǒng)對(duì)高溫高壓氧化反應(yīng)階段產(chǎn)生的多余熱量進(jìn)行回收利用，減少后續(xù)脫氨過(guò)程需生蒸汽的耗量，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)高COD的量化去除、氨氮提純回用，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)，包括：用于對(duì)原水進(jìn)行加壓輸送的增壓泵、用于對(duì)從增壓泵中輸送的原水進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱裝置、用于對(duì)預(yù)熱后原水進(jìn)行氧化反應(yīng)的氧化裝置和用于對(duì)氧化反應(yīng)后的氧化液進(jìn)行脫氨的脫氨裝置，上述各裝置通過(guò)管網(wǎng)連接，所述氧化裝置包括氧化塔、存儲(chǔ)氧化塔內(nèi)氧化反應(yīng)余熱生成蒸汽的蒸汽包以及用于存儲(chǔ)從氧化塔內(nèi)流出的氧化液的氧化液中轉(zhuǎn)罐，所述蒸汽包以及氧化液中轉(zhuǎn)罐與脫氨裝置連接。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，所述節(jié)能處理系統(tǒng)包括增壓泵、預(yù)熱裝置包括原水預(yù)熱器和導(dǎo)熱油預(yù)熱器、氧化裝置和脫氨裝置并通過(guò)管網(wǎng)連接，高COD高氨氮廢水原水通過(guò)增壓泵打入原水預(yù)熱器，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油預(yù)熱器進(jìn)行加熱升溫進(jìn)入氧化塔，同時(shí)通入氧氣，高COD高氨氮廢水在氧化塔內(nèi)高溫高壓環(huán)境下發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)，降低廢水COD。一方面該反應(yīng)產(chǎn)生大量的余熱蒸汽，并通過(guò)將余熱蒸汽通入蒸汽包儲(chǔ)存，用于對(duì)該批高氨氮廢水進(jìn)行下一步脫氨工序，大大節(jié)省了脫氨過(guò)程中生蒸汽的消耗也起到了熱能回用的效果；另一方面將氧化后帶有大量熱能的氧化液經(jīng)氧化反應(yīng)后得到的原水再次輸送到原水預(yù)熱器對(duì)新批次高COD高氨氮廢水進(jìn)行預(yù)熱升溫，充分利用廢水余熱，起到了很好的節(jié)能功效。
第二種技術(shù)方案為提供了一種用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)的工藝方法，通過(guò)本發(fā)明的工藝方法將高COD高氨氮廢水處理過(guò)程中的氧化過(guò)程和脫氨過(guò)程結(jié)合，節(jié)省脫氨過(guò)程中生蒸汽消耗，實(shí)現(xiàn)熱能繼續(xù)回用，在完成COD的有效降解和氨氮的綜合利用的基礎(chǔ)上，降低了運(yùn)行成本低，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)的工藝方法，包括以下步驟：
a.高COD高氨氮廢水送入原水預(yù)熱器，將與氧化塔反應(yīng)出來(lái)的高溫高壓廢水經(jīng)過(guò)氧化平衡罐分離后與廢水氣液急冷換熱后，進(jìn)入導(dǎo)熱油預(yù)熱器進(jìn)一步加熱升溫；
b.導(dǎo)熱油預(yù)熱器加熱后廢水從氧化塔底部進(jìn)入，同時(shí)氧氣通過(guò)氧氣分布器通入氧化塔，通過(guò)氧氣分布器使氧氣與高COD、高氨氮廢水充分混合；
c.氧化塔反應(yīng)后的高溫高壓廢水經(jīng)過(guò)原水預(yù)熱器和導(dǎo)熱油預(yù)熱器換熱后，冷卻至50-60℃；
d.氧化塔產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽經(jīng)過(guò)尾氣冷凝器冷凝后得到飽和蒸汽，飽和蒸汽通過(guò)管道輸入蒸汽包；
e.蒸汽包蒸汽通過(guò)管道輸入塔底加熱器進(jìn)行加熱高氨氮廢水，使其溫度升到120℃，通過(guò)脫氨塔進(jìn)行脫氨；
f.脫氨塔脫氨后的氨氣通過(guò)氨氣冷凝器進(jìn)行冷卻，冷卻后廢水進(jìn)入第二氣液分離罐進(jìn)行氣液分離，從而回收較濃的氨水；
g.第二氣液分離罐廢氣進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)行蒸汽壓縮，提高蒸汽出口溫度；
h.蒸汽壓縮機(jī)壓縮后的蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮后，該蒸汽輸送到塔底加熱器重新加熱高氨氮廢水。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，所述工藝方法將高COD高氨氮廢水處理過(guò)程中的氧化過(guò)程和脫氨過(guò)程結(jié)合，通過(guò)蒸汽包輸入及蒸汽壓縮機(jī)將脫氨塔反應(yīng)后生成蒸汽進(jìn)行壓縮并重新升溫輸送回輸入節(jié)省脫氨過(guò)程中生蒸汽消耗，將氧化生成的余熱蒸汽和高溫氧化液的熱能繼續(xù)回用，在實(shí)現(xiàn)COD的有效降解和氨氮的綜合利用的基礎(chǔ)上，降低了運(yùn)行成本低，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述預(yù)熱裝置包括原水預(yù)熱器和導(dǎo)熱油預(yù)熱器。
優(yōu)選的，所述原水預(yù)熱器和導(dǎo)熱油預(yù)熱器均為熱交換器。
優(yōu)選的，所述原水預(yù)熱器設(shè)置于氧化塔與氧化液中轉(zhuǎn)罐之間，使得從氧化塔內(nèi)流出的氧化液依次進(jìn)入到原水預(yù)熱器以及氧化液中轉(zhuǎn)罐，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原水預(yù)熱器內(nèi)流經(jīng)的原水進(jìn)行預(yù)熱。
氧化塔內(nèi)流出的氧化反應(yīng)后氧化液具有大量余熱，將其依次注入到原水預(yù)熱器以及氧化液中轉(zhuǎn)罐，實(shí)現(xiàn)對(duì)原水預(yù)熱器內(nèi)流經(jīng)的原水進(jìn)行預(yù)熱。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述氧化液中轉(zhuǎn)罐前還設(shè)置有用于降低從氧化塔內(nèi)流出的氧化液的溫度的氧化液冷卻器。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述氧化塔還連接有將氧氣與預(yù)熱后原水充分混合的氧氣分布器。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述脫氨裝置包括用于將蒸汽包以及氧化液中轉(zhuǎn)罐中的物料進(jìn)行脫氨的脫氨塔、用于將從脫氨塔中脫除的氨氣進(jìn)行冷凝的氨氣冷凝器、與氨氣冷凝器和/或蒸汽包相連接用于對(duì)蒸汽進(jìn)行壓縮并重新升溫輸送回脫氨塔的蒸汽壓縮機(jī)。
氧化液和蒸汽是脫氨過(guò)程的反應(yīng)物料，氧化液經(jīng)氧化塔、原水預(yù)熱器、氧化液冷卻器和氧化液中轉(zhuǎn)罐流入脫氨塔，蒸汽的來(lái)源有三種，分別是外界管網(wǎng)輸入的生蒸汽，蒸汽包輸入及蒸汽壓縮機(jī)輸入，后兩種蒸汽的輸入可以節(jié)省脫氨過(guò)程的生蒸汽消耗。
優(yōu)選的，所述脫氨塔還包括設(shè)置于其底部的塔底加熱器。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述氧化塔和蒸汽包之間還設(shè)置有第一氣液分離罐和尾氣冷凝器。
總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：
1.氧化塔內(nèi)發(fā)生的高溫高壓氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能，該反應(yīng)伴隨大量余熱蒸汽和高溫氧化液生成，將余熱蒸汽通入蒸汽包儲(chǔ)存，用于該批廢水繼續(xù)脫氨，可節(jié)省脫氨過(guò)程中生蒸汽消耗，同時(shí)達(dá)到熱能繼續(xù)回用的效果；另外將高溫氧化液再次通入原水預(yù)熱器給新批次廢水進(jìn)行預(yù)熱。
2.脫氨塔內(nèi)脫氨反應(yīng)得到的濃度較高的氨水經(jīng)過(guò)蒸汽壓縮機(jī)重新升溫輸送回塔底加熱器，實(shí)現(xiàn)了蒸汽的循環(huán)使用，配合氧化裝置，大大節(jié)省了生蒸汽的耗量，該高COD高氨氮廢水的節(jié)能處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)脫氨裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較見下表：
3.高COD高氨氮廢水通過(guò)此節(jié)能處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)COD的有效降解和氨氮的綜合利用，運(yùn)行成本低，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
（發(fā)明人：江海云;錢樅誠(chéng);陳麗娜;馬新迎;李軍;林飛）
