本實用新型涉及一種用于去除難降解水中揮發(fā)性有機物的系統(tǒng)，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

難降解處理的廢水種類較多，較典型的如垃圾滲瀝液、焦化廢水、化工、醫(yī)藥生產(chǎn)廢水等。水中難降解有機物也種類繁多，水質(zhì)復(fù)雜，高鹽、異味、高含量易揮發(fā)有機物等復(fù)雜狀況對常用的生物降解工藝提出了挑戰(zhàn)。

高鹽難降解廢水的處理也可直接采用濕法高級氧化技術(shù)處理，但相關(guān)工程實踐尚未見報道。直接燃燒降解雖是可行的技術(shù)手段，考慮到廢水的量大、高汽化潛熱、高耗能、高成本等因素，工程實例也相當(dāng)少見。

工業(yè)廢水中鹽類濃度變化復(fù)雜，有機物種類繁多，傳統(tǒng)的廢水處理工藝一般采用較大的調(diào)節(jié)池，均化廢水中鹽類和有機物的濃度，并采用生物降解后的低有機物濃度的凈化水大量稀釋調(diào)節(jié)池的出水，以滿足微生物自身生長和降解有機物需要。從現(xiàn)有的大量工程實踐看，如焦化、制藥、農(nóng)藥、化工、甚至垃圾滲瀝液等部分行業(yè)的典型廢水的處理效果均難以滿足越來越嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，急需新的處理工藝。

部分新技術(shù)開始避開廢水中高鹽度對微生物生長的影響，采用預(yù)先脫鹽或處理后脫鹽的方法，獲得低鹽的廢水，以便后續(xù)的生物法處理。但較經(jīng)濟(jì)的反滲透脫鹽處理卻受到了有機物、鹽度過高等因素的影響，因此部分企業(yè)被迫采取成本更高的蒸發(fā)脫鹽工藝。無論是三效蒸發(fā)還是MVR(機械壓縮再蒸發(fā))脫鹽系統(tǒng)，過程的脫鹽的效果較好，但水中揮發(fā)性有機物，特別是水溶性揮發(fā)性有機物會隨后續(xù)的冷凝進(jìn)入冷凝水中，冷凝水的有機物污染，特別是難生物降解有機物污染的問題依然存在。

高溫焚燒顯然是去除有機物的快速有效的方法，特別是RTO(蓄熱式焚燒爐)較廣泛的用于廢氣中的有機物的去除，將含有機物高鹽廢水的蒸發(fā)過程與RTO技術(shù)，可以方便的將廢水蒸發(fā)過程的潛熱利用和高溫氧化焚燒過程耦合優(yōu)化，大大降低高鹽廢水中有機物的處理成本。然而，傳統(tǒng)含揮發(fā)性有機物廢氣的高溫燃燒去除過程不需要氧氣的補充，而廢水蒸發(fā)的氣相組分主要為水蒸氣，高溫過程本身只能形成有機物的熱裂解，并主要轉(zhuǎn)化成CO和H₂，不能完成有機物的最終處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有難降解水中揮發(fā)性有機物去除技術(shù)存在的不足，提出一種運行靈活、成本低的難降解水中揮發(fā)性有機物的去除系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用廢水揮發(fā)過程的蓄熱式蒸汽燃燒去除水中高濃度揮發(fā)性有機物的方法，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

本實用新型的難降解水中揮發(fā)性有機物的去除系統(tǒng)，采用以下技術(shù)方案：

該系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、蓄熱體和焚燒單元；蒸發(fā)器上連接有過熱蒸汽管路，蒸發(fā)器的出口連接有混合蒸汽管路，過熱蒸汽管路上連接有吹掃管路，吹掃管路上連接有循環(huán)風(fēng)機；蓄熱體至少設(shè)置有三組，各組蓄熱體均通過各自的進(jìn)氣閥、吹掃閥和出氣閥分別與混合蒸汽管路、吹掃管路和過熱蒸汽管路連接；所有蓄熱體均與焚燒單元連接。

所述混合蒸汽管路上連接有蒸汽壓縮機。

所述過熱蒸汽管路上連接有含氧量探頭。

所述焚燒單元與燃?xì)膺M(jìn)管和空氣進(jìn)管連接。

廢水進(jìn)入蒸發(fā)器，廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的含有揮發(fā)性有機物的混合蒸汽通過蒸汽壓縮機進(jìn)入蓄熱體，先由第一組蓄熱體進(jìn)入焚燒單元，焚燒單元一方面加熱焚燒蒸汽中的有機物，一方面使蓄熱體蓄熱，混合蒸汽焚燒掉揮發(fā)性有機物后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽經(jīng)過第二組蓄熱體回到蒸發(fā)器，為蒸發(fā)器提供熱量，同時通過過熱蒸汽對第三組蓄熱體內(nèi)的殘余混合蒸汽吹掃；然后再使混合蒸汽依次進(jìn)入下一個蓄熱體，并對再下一個蓄熱體吹掃；如此循環(huán)，直至廢水處理完畢；

本實用新型在結(jié)合廢水蒸發(fā)和高溫蓄熱的同時，在高溫區(qū)補充定量的氧氣，完成有機物的完全氧化，廢水蒸發(fā)過程的飽和蒸汽在蓄熱氧化過程中變?yōu)檫^熱蒸汽，并在后續(xù)蒸發(fā)器單元的熱流體一側(cè)釋放熱量，廢氣中的不凝氣則由后續(xù)放空閥放空處理，完成高鹽廢水中揮發(fā)性有機物的蒸發(fā)、焚燒處理過程。運行靈活，有機物去除徹底，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型難降解水中揮發(fā)性有機物的去除系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖中：1.蒸發(fā)器，2.真空泵，3.蒸汽壓縮機，4.循環(huán)風(fēng)機，5.含氧量探頭，6.第一蓄熱體，7.第二蓄熱體，8.第三蓄熱體，9.焚燒單元，10.燃?xì)膺M(jìn)管，11.空氣進(jìn)管，12.混合蒸汽管路，13.過熱蒸汽管路，14.吹掃管路；1A.第一進(jìn)氣閥，1B.第二進(jìn)氣閥，1C.第三進(jìn)氣閥，2A.第一吹掃閥，2B.第二吹掃閥，2C.第三吹掃閥，3A.第一出氣閥，3B.第二出氣閥，3C.第三出氣閥。

具體實施方式

本實用新型難降解水中揮發(fā)性有機物的去除系統(tǒng)，如圖1所示，包括蒸發(fā)器1、第一蓄熱體6、第二蓄熱體7、第三蓄熱體8和焚燒單元9。蒸發(fā)器1與過熱蒸汽管路13連接，蒸發(fā)器1的出口連接有混合蒸汽管路12，過熱蒸汽管路13上連接有吹掃管路14。混合蒸汽管路12上連接有蒸汽壓縮機3，吹掃管路14上連接有循環(huán)風(fēng)機4。過熱蒸汽管路13上連接有含氧量探頭5。

第一蓄熱體6通過第一進(jìn)氣閥1A、第一吹掃閥2A和第一出氣閥3A分別與混合蒸汽管路12、吹掃管路14和過熱蒸汽管路13連接。第二蓄熱體7通過第二進(jìn)氣閥1B、第二吹掃閥2B和第二出氣閥3B分別與混合水蒸氣管路12、吹掃管路14和過熱蒸汽管路13連接。第三蓄熱體8通過第三進(jìn)氣閥1C、第三吹掃閥2C和第三出氣閥3C分別與混合水蒸氣管路12、吹掃管路14和過熱蒸汽管路13連接。第一蓄熱體6、第二蓄熱體7和第三蓄熱體8均與焚燒單元9連接，焚燒單元9與燃?xì)膺M(jìn)管10和空氣進(jìn)管11連接。

通常廢水通過蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣可用于三效蒸發(fā)過程的下一級蒸發(fā)器的熱源，或者在MVR系統(tǒng)中進(jìn)入蒸汽壓縮機絕熱升溫后，用于蒸發(fā)器內(nèi)廢水的自身加熱，濃縮鹽或濃縮鹽水排出蒸發(fā)器。本實用新型中，是將含有揮發(fā)性有機物的混合蒸汽引入焚燒單元9，焚燒混合蒸汽中的有機物后，重新回到蒸發(fā)器1。

上述系統(tǒng)對難降解水中揮發(fā)性有機物去除的具體過程如下所述。

(1)廢水進(jìn)入蒸發(fā)器1，廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的含有揮發(fā)性有機物的混合蒸汽進(jìn)入混合蒸汽管路12，由混合蒸汽管路12通過蒸汽壓縮機3進(jìn)入蓄熱體，由蓄熱體進(jìn)入焚燒單元9，焚燒單元9一方面加熱焚燒蒸汽中的有機物，一方面使蓄熱體蓄熱?；旌险羝贌魮]發(fā)性有機物后成為含氧過熱蒸汽，由過熱蒸汽管路13重新回到蒸發(fā)器1，為蒸發(fā)器1提供熱量，用于蒸發(fā)器內(nèi)廢水的加熱，產(chǎn)生的冷凝水由蒸發(fā)器1底部排出，剩余不凝氣可由蒸發(fā)器1尾端通過真空泵2負(fù)壓排出，或經(jīng)正壓系統(tǒng)通過放氣閥排出。

廢水進(jìn)入蒸發(fā)器1蒸發(fā)后剩余的濃縮鹽或濃縮鹽水由蒸發(fā)器1的出料口排出。

(2)混合蒸汽進(jìn)入焚燒單元9之前，測量吹掃管路14內(nèi)的溫度T1。

(3)三個蓄熱體配合其連接的三個閥門交替循環(huán)使用，完成燃燒與換熱。單個蓄熱體上的三個閥組，工作中只能有開通一個，其余兩個是關(guān)閉的。也就是工作中，第一蓄熱體6上的第一進(jìn)氣閥1A、第一吹掃閥2A和第一出氣閥3A三個閥門只有一個開通；第二蓄熱體7上的第二進(jìn)氣閥1B、第二吹掃閥2B和第二出氣閥3B三個閥門只有一個開通；第三蓄熱體8上的第三進(jìn)氣閥1C、第三吹掃閥2C和第三出氣閥3C只有一個開通。

混合蒸汽首先經(jīng)第一進(jìn)氣閥1A進(jìn)入第一蓄熱體6(此時第一吹掃閥2A和第一出氣閥3A是關(guān)閉的)，經(jīng)第一蓄熱體6加熱并上升到第一蓄熱體6頂部，進(jìn)入焚燒單元9。焚燒單元9中的溫度T為700-850℃，在焚燒區(qū)焚燒降解混合蒸汽中的有機物。凈化后的過熱蒸汽，經(jīng)第二蓄熱體7和第二出氣閥3B離開焚燒單元9(此時第二進(jìn)氣閥1B和第二吹掃閥2B是關(guān)閉的)，過熱蒸汽經(jīng)過第二蓄熱體7時冷卻，然后由過熱蒸汽管路13進(jìn)入蒸發(fā)器1。同時，對第三蓄熱體8的殘余混合蒸汽吹掃，開啟循環(huán)風(fēng)機4，開啟第三吹掃閥2C，循環(huán)風(fēng)機4通過吹掃管路14將過熱蒸汽管路13內(nèi)潔凈的過熱蒸汽輸送至第三蓄熱體8，吹脫第三蓄熱體8內(nèi)孔隙空間內(nèi)的含有機物混合蒸汽；產(chǎn)生的混合氣體進(jìn)入焚燒單元9，與經(jīng)第一蓄熱體6上升的混合蒸汽混合完成有機物焚燒過程。

當(dāng)過熱蒸汽在第二蓄熱體7的出口溫度T2(通過蓄熱體后排出的溫度)與飽和蒸汽進(jìn)口溫度T1(焚燒單元的蒸汽溫度)的溫差達(dá)到20℃時，使第二蓄熱體7切換為混合蒸汽上升加熱通道，也就是關(guān)閉第一進(jìn)氣閥1A，關(guān)閉第二蓄熱體7上的第二出氣閥3B，開啟第二進(jìn)氣閥1B，使混合蒸汽通過第二蓄熱體7加熱和焚燒。凈化后的過熱蒸汽經(jīng)第三蓄熱體8和第三出氣閥3C離開焚燒單元9(此時第三進(jìn)氣閥1C和第三吹掃閥2C是關(guān)閉的)，過熱蒸汽經(jīng)過第三蓄熱體8時冷卻，然后由過熱蒸汽管路13進(jìn)入蒸發(fā)器1。同時，對第一蓄熱體6的殘余混合蒸汽吹掃，開啟循環(huán)風(fēng)機4，開啟第一吹掃閥2A，循環(huán)風(fēng)機4通過吹掃管路14將過熱蒸汽管路13內(nèi)潔凈的過熱蒸汽輸送至第一蓄熱體6，吹脫第一蓄熱體6內(nèi)孔隙空間內(nèi)的含有機物混合蒸汽；產(chǎn)生的混合氣體進(jìn)入焚燒單元9，與經(jīng)第二蓄熱體7上升的混合蒸汽混合完成有機物焚燒過程。

當(dāng)過熱蒸汽在第三蓄熱體8的進(jìn)口溫度T1與出口溫度T2的溫差達(dá)到20℃，再使第三蓄熱體8切換為混合蒸汽上升加熱通道，也就是關(guān)閉第二進(jìn)氣閥1B，關(guān)閉第三蓄熱體8上的第三出氣閥3C，開啟第三進(jìn)氣閥1C，使混合蒸汽通過第三蓄熱體8加熱和焚燒。凈化后的過熱蒸汽再經(jīng)第一蓄熱體6和第一出氣閥3A離開焚燒單元9(此時第一進(jìn)氣閥1A和第一吹掃閥2A是關(guān)閉的)，過熱蒸汽經(jīng)過第一蓄熱體6時冷卻，然后由過熱蒸汽管路13進(jìn)入蒸發(fā)器1。同時，對第二蓄熱體7的殘余混合蒸汽吹掃，開啟第二吹掃閥2B，循環(huán)風(fēng)機4通過吹掃管路14將過熱蒸汽管路13內(nèi)潔凈的過熱蒸汽輸送至第二蓄熱體7，產(chǎn)生的混合氣體進(jìn)入焚燒單元9，與經(jīng)第三蓄熱體8上升的混合蒸汽混合完成有機物焚燒過程。

當(dāng)過熱蒸汽在第一蓄熱體6的出口溫度T2與進(jìn)口溫度T1的溫差達(dá)到20℃時，再使第一蓄熱體6切換為混合蒸汽上升加熱通道，也就是關(guān)閉第三進(jìn)氣閥1C，關(guān)閉第一蓄熱體6上的第一出氣閥3A，開啟第一進(jìn)氣閥1A，使混合蒸汽通過第一蓄熱體6加熱和焚燒。

如此，按以下循環(huán)往復(fù)進(jìn)行：混合蒸汽進(jìn)入第一蓄熱體6--焚燒單元9焚燒降解--過熱蒸汽由第二蓄熱體7排出并對第三蓄熱體8吹掃--混合蒸汽進(jìn)入第二蓄熱體7--焚燒單元9焚燒降解--過熱蒸汽由第三蓄熱體8排出并對第一蓄熱體6吹掃--混合蒸汽進(jìn)入第三蓄熱體8-焚燒單元9焚燒降解-過熱蒸汽由第一蓄熱體6排出并對第二蓄熱體7吹掃。

各控制閥的開啟邏輯關(guān)系由電磁閥邏輯控制器確定。

焚燒單元9中所需焚燒氧氣由焚燒單元9頂部的空氣進(jìn)管11提供，焚燒單元9中的溫度T達(dá)不到設(shè)定的700-850℃區(qū)間時，由燃?xì)膺M(jìn)管10與空氣進(jìn)管11向頂部燃燒器補充熱量至設(shè)定溫度。所需空氣量由設(shè)置在過熱蒸汽管路13上用于測量由蓄熱體6排出的過熱蒸汽的氧含量探頭5測定后確定，含氧量體積百分比為0.5-1％。