本發(fā)明屬于廢水處理，具體涉及一種基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法。

背景技術(shù)：

1、高濃度的有機(jī)廢水主要來(lái)自農(nóng)藥、醫(yī)藥、焦化、染料、印染、石化、皮革等行業(yè)，通常含有烴類、油類、有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫等物質(zhì)，這類廢水具有組分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難以用生化或物化的方法降解的特點(diǎn)。

2、目前公認(rèn)的一種處理高濃度有機(jī)廢水的有效技術(shù)主要為濕式氧化反應(yīng)技術(shù)，該技術(shù)是在高溫、高壓條件下，用空氣、臭氧、純氧或過(guò)氧化氫等作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物，生成co2和小分子物質(zhì)，達(dá)到凈化廢水的目的。與其他傳統(tǒng)處理方法相比，濕式氧化技術(shù)具有適用范圍廣，處理效率高、氧化速率快、可回收能量及有用物料、二次污染少等特點(diǎn)，因而受到了世界各國(guó)科研人員的廣泛重視，是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的水處理方法。

3、目前濕式氧化技術(shù)已比較成熟，但仍存在一些缺點(diǎn)：

4、1、濕式氧化處理高濃度難降解的有機(jī)廢水時(shí)反應(yīng)溫度通常為200℃，壓力為5-6mpa，可處理的廢水范圍窄；

5、2、進(jìn)水中有機(jī)物濃度范圍有限，進(jìn)水cod一般控制在60000mg/l以內(nèi)，可處理廢水處理種類有限；

6、3、處理有機(jī)廢水時(shí)cod降解率低，難生物降解大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率低；

7、4、濕式氧化反應(yīng)需在較高溫度和壓力條件下進(jìn)行，能耗和運(yùn)行成本高；

8、5、廢水處理過(guò)程中，廢水中的有機(jī)物極易在換熱器和加熱器中結(jié)垢堵塞，換熱和加熱效率低，工藝無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

9、因此濕式氧化技術(shù)在高濃度有機(jī)廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，需要一種適用范圍廣、cod去除率高、能耗和運(yùn)行成本低且工藝運(yùn)行穩(wěn)定的高鹽高有機(jī)物高毒性廢水處理技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法。針對(duì)高濃度、難降解的廢水，本發(fā)明的改良型濕式氧化反應(yīng)技術(shù)適用范圍廣、cod去除率高、能耗和運(yùn)行成本低且工藝運(yùn)行穩(wěn)定，可使廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行有效降解，提高廢水的可生化性，最終實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放的目的。

2、技術(shù)方案：為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、一種基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，包括以下步驟：

4、步驟1，將廢水經(jīng)調(diào)質(zhì)改性處理后，采用多級(jí)換熱器進(jìn)行預(yù)熱升溫；

5、步驟2，將預(yù)熱后廢水與氧化劑共同通入裝有固體催化劑的濕式氧化塔中，逐步升溫至所需反應(yīng)溫度進(jìn)行濕式氧化反應(yīng)；

6、步驟3，將濕式氧化塔流出的氣液混合物進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相和液相均進(jìn)入步驟1所述多級(jí)換熱器中，與步驟1廢水進(jìn)行熱交換后，對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)熱升溫，氣相和液相再次形成氣液混合物；

7、步驟4，進(jìn)行熱交換后的氣液混合物再次進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相進(jìn)入步驟1廢水中對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)質(zhì)改性，分離出的液相進(jìn)一步深度處理或外排。

8、作為具體實(shí)施方案，步驟1中，所述廢水為進(jìn)水cod濃度小于100000mg/l的農(nóng)藥、醫(yī)藥、焦化、染料、印染、石化或皮革等多領(lǐng)域廢水。

9、作為具體實(shí)施方案，步驟1中，所述多級(jí)換熱器為串聯(lián)設(shè)置的若干個(gè)換熱器；所述預(yù)熱升溫后廢水溫度達(dá)到180-200℃，使得最終加熱時(shí)的溫升幅度降低，降低運(yùn)行能耗。

10、作為具體實(shí)施方案，步驟2中，所述氧化劑選自空氣；所述濕式氧化反應(yīng)的溫度為200-260℃，反應(yīng)壓力為2-8mpa，反應(yīng)溫度和壓力可根據(jù)原水濃度、反應(yīng)過(guò)程實(shí)時(shí)調(diào)控，反應(yīng)停留時(shí)間40-60min。

11、作為具體實(shí)施方案，步驟2中，所述固體催化劑為金屬氧化物負(fù)載型催化劑，金屬氧化物被載體包覆，可針對(duì)污水中各種結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物進(jìn)行篩選；優(yōu)選的，負(fù)載在載體上的金屬組合包括cuo-mno-ceo、feo-cuo-mno或cuo-zno-ceo，載體為tio2載體，該固體催化劑具有良好的抗流失性能，且反應(yīng)停留時(shí)間短，廢水cod去除率達(dá)90%以上，氧化后廢水的可生化性b/c提高至0.4以上。

12、作為具體實(shí)施方案，步驟2中，所述逐步升溫，是將濕式氧化塔分為低溫反應(yīng)區(qū)和高溫反應(yīng)區(qū)，其中低溫反應(yīng)區(qū)溫度為200-240℃，高溫區(qū)溫度為220-260℃，廢水進(jìn)入濕式氧化反應(yīng)塔內(nèi)依次經(jīng)過(guò)低溫區(qū)和高溫區(qū)，逐步升溫至反應(yīng)最終溫度，溫升幅度降低，保障系統(tǒng)安全。

13、作為具體實(shí)施方案，步驟3中，所述氣液分離采用高壓氣液分離器。

14、作為具體實(shí)施方案，步驟4中，所述氣液分離采用低壓氣液分離器。

15、作為具體實(shí)施方案，步驟4中，經(jīng)濕式氧化后的廢水中主要成分為小分子酸，易于生化處理；所述深度處理包括采用a/o、sbr或mbr生化處理技術(shù)進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)污染物。

16、本發(fā)明方法中，濕式氧化反應(yīng)過(guò)程中廢水中有機(jī)物被氧化，反應(yīng)釋放出大量熱量使混合液體的溫度維持恒定，采用多級(jí)換熱器對(duì)熱量進(jìn)行回收，濕式氧化塔排出的高溫物料經(jīng)過(guò)分離后，氣相和液相均依次流過(guò)多級(jí)換熱器，對(duì)進(jìn)液進(jìn)行預(yù)熱升溫，形成反應(yīng)循環(huán)，多級(jí)預(yù)熱使得最終加熱時(shí)的溫升幅度降低，降低能耗和成本，進(jìn)入多級(jí)換熱器的氣相和液相再次形成氣液混合物。最后氣液混合物經(jīng)低壓氣液分離器再次分離出的氣相通入原廢水儲(chǔ)罐，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)后氣體中壓力和剩余氧氣的回收利用，降低能耗和成本，同時(shí)反應(yīng)生成的氣相富含co2，co2體積百分比占比約20%-80%，可與原廢水中的鹽類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸氫鹽，具有降低系統(tǒng)結(jié)垢的功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原廢水的調(diào)質(zhì)改性，保障工藝穩(wěn)定運(yùn)行。

17、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法可適用于多領(lǐng)域廢水，適用范圍廣。應(yīng)用多金屬氧化物負(fù)載型催化劑，可使廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行有效降解，廢水的可生化性及處理效率高。另外通過(guò)對(duì)濕式氧化塔進(jìn)液進(jìn)行多級(jí)預(yù)熱和逐步升溫，并對(duì)氧化反應(yīng)釋放出的大量熱量和反應(yīng)后氣體中壓力、剩余氧氣的回收利用，降低了能耗和運(yùn)行成本，保障了系統(tǒng)安全運(yùn)行，同時(shí)反應(yīng)生成的富含co2氣相與原廢水中的鹽類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸氫鹽，具有降低系統(tǒng)結(jié)垢的功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原廢水的調(diào)質(zhì)改性，工藝運(yùn)行穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟1中，所述廢水為進(jìn)水cod濃度小于100000mg/l的農(nóng)藥、醫(yī)藥、焦化、染料、印染、石化或皮革領(lǐng)域廢水。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟1中，所述多級(jí)換熱器為串聯(lián)設(shè)置的若干個(gè)換熱器；所述預(yù)熱升溫后廢水溫度達(dá)到180-200℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟2中，所述氧化劑選自空氣；所述濕式氧化反應(yīng)的溫度為200-260℃，反應(yīng)壓力為2-8mpa，反應(yīng)停留時(shí)間40-60min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟2中，所述固體催化劑為金屬氧化物負(fù)載型催化劑，金屬氧化物被載體包覆；優(yōu)選的，負(fù)載在載體上的金屬組合包括cuo-mno-ceo、feo-cuo-mno或cuo-zno-ceo，載體為tio2載體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟2中，所述逐步升溫，是將濕式氧化塔分為低溫反應(yīng)區(qū)和高溫反應(yīng)區(qū)，其中低溫反應(yīng)區(qū)溫度為200-240℃，高溫區(qū)溫度為220-260℃，廢水進(jìn)入濕式氧化反應(yīng)塔內(nèi)依次經(jīng)過(guò)低溫區(qū)和高溫區(qū)，逐步升溫至反應(yīng)最終溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟3中，所述氣液分離采用高壓氣液分離器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟4中，所述氣液分離采用低壓氣液分離器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，其特征在于，步驟4中，所述深度處理包括采用a/o、sbr或mbr生化處理技術(shù)進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)污染物。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于改良型濕式氧化反應(yīng)的廢水處理方法，包括以下步驟：步驟1，將廢水經(jīng)調(diào)質(zhì)改性處理后，采用多級(jí)換熱器進(jìn)行預(yù)熱升溫；步驟2，將預(yù)熱后廢水與氧化劑共同通入裝有固體催化劑的濕式氧化塔中，逐步升溫至所需反應(yīng)溫度進(jìn)行濕式氧化反應(yīng)；步驟3，將濕式氧化塔流出的氣液混合物進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相和液相均進(jìn)入步驟1所述多級(jí)換熱器中，與步驟1廢水進(jìn)行熱交換后，對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)熱升溫；步驟4，冷卻后的氣相和液相再次進(jìn)行分離，分離出的氣相進(jìn)入步驟1廢水中對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)質(zhì)改性，分離出的液相進(jìn)一步深度處理或外排。該方法能夠有效降解廢水中的有機(jī)污染物，能耗和運(yùn)行成本低，工藝運(yùn)行穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：朱明新,汪玉妹,朱玉福,馬研,葉帆,潘順龍,孫軼民,陳斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6