一种高浓度有机废液处理系统及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种高浓度有机废液处理系统及处理方法。
【背景技术】
[0002]医药、农药、染料、化学试剂、表面活性剂等精细化工行业的发展势头日益迅猛，其所带来的环境隐患也日趋显著，其工艺中产生的高浓度难降解有机废液亟待处理。
[0003]目前，高浓度难降解有机废液的处理方法主要有:高级氧化技术和焚烧技术。高级氧化技术存在着某些有机污染物难以分解或分解效率不高的问题，特别是对稠环类、杂环类等极难降解有机物无能为力；且对大多难降解有机物只能分解为小分子有机物，而不能彻底降解为0)2和H 20，需要进一步处理。
[0004]直接焚烧技术一般采用危废焚烧炉，可分为多级燃烧和分层燃烧，炉型结构有沸腾炉、流化床等。这类焚烧炉的燃烧室大多由耐火材料砌成，因此对有机废液的PH、盐分、氯离子含量要求苛刻，废水PH必须是中性，且废液中盐含量、氯离子浓度要求不能过高，否则炉体、管道会因腐蚀、结垢而导致焚烧炉迅速损坏，应用受到了极大的限制。而精细化工行业的高浓度难降解有机废液大多具有极酸(或极碱)、盐含量、氯离子浓度高的显著特征，难以直接焚烧处理，均需要在焚烧前对废液进行预处理，增加工艺成本，其存在投资高，运行成本高，适应性窄等不足。此外，在废液浓缩环节常采用间接加热的方式以浓缩废液，存在热交换效率不高、浓缩效果差的不足。在燃烧废气处理方面大多按照常规的烟气处理水喷淋吸收工艺，该工艺需配套的设备，较复杂，且吸收产生的废水仍需进一步处理，并没有实现零排放。
[0005]因此，需要一种新的处理方式能够对难降解的高浓度有机废液进行有效地处理。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种全新的高浓度有机废液处理系统及处理方法，利用浸没燃烧技术，集气化焚烧、废液浓缩、烟气处理于一体，设备简单、实用，降低成本、处理效率高，能使有机污染物彻底降解，减小有机污染物排放。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0008]本发明高浓度有机废液处理系统，包括气化室、燃烧室、烟气管道、废液栗、废液槽、沉降室、除雾挡板、冷凝器，气化室位于燃烧室顶部，气化室与燃烧室之间安装挡板，挡板上设置多个通孔，所述气化室侧壁上部设有一级辅助燃料喷嘴、废液喷嘴和至少一个空气入口，所述燃烧室侧壁上部设有二级空气入口和二级辅助燃料喷嘴，所述燃烧室的排气口连接烟气管道，烟气管道伸入废液槽内，废液槽顶部安装沉降室，废液槽与沉降室相通，沉降室内上部安装多个除雾挡板，沉降室顶部的出气口通过管路与冷凝器的进气口连通，冷凝器上设置出气口，冷凝器换热管的进口连接废液输送管道，冷凝器换热管的出口通过管道与废液槽连通，废液槽上的废液出口通过管道依次与废液栗、废液喷嘴连通。
[0009]进一步的，本发明高浓度有机废液处理系统，所述气化室横截面呈圆形，所述空气入口设有2-4个，空气入口沿气化室圆周均匀设置，空气入口的出口端与气化室内壁相切，空气入口的进气方向沿顺时针或逆时针设置。
[0010]进一步的，本发明高浓度有机废液处理系统，所述空气入口设有两个，所述一级燃料喷嘴平行安装在其中一个空气入口的下方，一级燃料喷嘴的轴线与气化室中心线之间的垂直距离为所述气化室内腔半径的1/4-3/4，所述废液喷嘴平行安装在另一个空气入口的下方，废液喷嘴的轴线与气化室中心线之间的垂直距离与一级燃料喷嘴的轴线与气化室中心线之间的垂直距离相等。
[0011]进一步的，本发明高浓度有机废液处理系统，所述燃烧室横截面呈圆形，所述二级燃料喷嘴和二级空气入口的相对位置分别与气化室一级燃料喷嘴和与其安装位置最近的空气入口的位置相同。
[0012]进一步的，本发明高浓度有机废液处理系统，所述烟气管道包括竖向段和横向段，横向段上均匀设有多个排气孔。
[0013]进一步的，本发明高浓度有机废液处理系统，所述烟气管道的横向段伸入废液槽内液面下2/5-4/5处。
[0014]本发明还公开了一种高浓度有机废液的处理方法，包括以下步骤:
[0015](I)气化:浓缩废液通过升压雾化形成废液喷雾喷入气化室，与进入气化室的助燃空气混合燃烧，废液中的高分子有机物在气化室中被热解成小分子有机物，气化室温度控制在800?900°C，过剩空气系数为0.8?0.9 ;
[0016](2)燃烧:气化室中的小分子有机物气体进入燃烧室，与进入燃烧室的助燃空气混合燃烧，使小分子有机物彻底燃尽，燃烧室温度控制在900?1100°C，过剩空气系数为
1.3 ?1.5 ;
[0017](3)浓缩废液:燃烧后的烟气进入废液槽内的废液中，与废液进行高效换热并蒸发浓缩废液，同时烟气温度迅速降低至100°C以下；
[0018](4)除雾:携带小液滴的烟气经沉降室减速，初步沉降较大液滴后，经过除雾挡板进一步除雾；
[0019](5)冷凝:经除雾后的烟气进入冷凝器，与低温废液进行间壁式换热，降温后的烟气直接排出室外，被加热的废液及冷凝产生的有机物液体经管道流入废液槽。
[0020]进一步的，本发明高浓度有机废液的处理方法，步骤(1)、⑵中，通过向气化室或燃烧室通入辅助燃料来控制气化室或燃烧室的温度。
[0021]进一步的，本发明高浓度有机废液的处理方法，步骤(1)、(2)中，进入气化室或燃烧室的助燃空气分别与气化室或燃烧室的内壁相切，步骤(I)中，辅助燃料和废液喷雾以小于助燃空气切圆半径的同心圆切向进入气化室，步骤(2)中，辅助燃料以小于助燃空气切圆半径的同心圆切向进入燃烧室。
[0022]本发明高浓度有机废液处理系统及处理方法与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0023](I)本发明通过浸没燃烧方式利用系统中焚烧产生的烟气自身的热量将有机废液进行浓缩，并将浓缩后的高浓度废液作为燃料进行焚烧，充分利用有机废液本身的热值，可以使用更少的辅助燃料，不仅大大降低了工艺过程中的能源消耗，而且将烟气与有机废液直接整合，将烟气排入废液中，由于废液本身即需要处理，因此省去了附加的处理工艺，降低了成本；通过燃烧方式处理能力强，仅在气化室内喷入废液，废液中的高分子有机物在气化室中挥发、燃烧，被热解成小分子有机物，然后再进入燃烧室进一步燃烧分解，有机物被彻底分解，降解效率可达99%以上，有效地控制气态有机物排放，且处理时间短，可迅速处理大量废液，处理效率高。
[0024](2)采用浸没燃烧方式对废液进行浓缩，具有三大优势:一是换热效率高，高温烟气直接进入原废液，换热效率接近100% ;二是在浸没燃烧方式下，水的分压低于大气压，使得废液中有机物的分压降低，从而降低其沸点，使其在较低的温度下即可蒸发浓缩，80?90°C即可气化，在较低温度下加快了浓缩过程，显著降低了浓缩过程的能耗；三可使废液槽内的高温烟气在0.1s内迅速降低到100°C以下，避开了二噁英较易生成的温度范围(约350°C左右)，避免了焚烧方式处理危废中产生二噁英的问题。
[0025](3)本发明对进入气化室和燃烧室的空气量及工作温度分别进行了限定，在所述的过剩空气系数和工作温度范围内，一是可以有效地减少NOx的生成，二是防止气化室内温度过高，以使雾化的有机废液与助燃空气和辅助燃料混合后在气化室内停留更长时间，保证高分子有机物气化的更加彻底，三是避免燃烧室内在工作过程中结渣。
[0026](4)气化室与燃烧室的助燃空气均以切向进入，废液喷嘴喷出的废液喷雾和燃料喷嘴喷出的辅助燃料均以小于助燃空气切圆半径的同心圆切向进入气化室或燃烧室，且与助燃空气的旋转方向相同，使废液和辅助燃料可以在高温烟气作用下快速气化，避免雾化后的辅助燃料射流贴壁而造成壁面超温，防止过酸或过碱的有机废液喷雾直接接触气化室内壁，造成壁面腐蚀，降低了对气化室和燃烧室材质的要求，而且迅速对流，加快了气体的混匀速度，提高了气化和燃烧的效率，使气化和燃烧更加充分，有利于减少形成。
[0027]本发明高浓度有机废液处理系统及处理方法利用浸没燃烧技术，集气化焚烧、废液浓缩、烟气处理于一体，设备简单、实用，处理效率高，成本低，特别适用于对小水量、难降解、高浓度有机废水的处理，对最难降解的苯环类、杂环类、稠环类、大分子、持久性有机物(POPs)等各类高浓度有机废液均具有很好的处理效果，可将其完全分解为C02、H2O等无机物，处理过程无二次污染，高效节能环保，是环境友好型新技术，具有良好的市场前景。
【附图说明】
[0028]图1为本发明高浓度有机废液处理系统的主视图。
[0029]图2为气化室废液喷嘴、一级燃料喷嘴及第一、第二空气入口的位置示意图。
[0030]图3为燃烧室二级燃料喷嘴及二级空气入口的位置示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0032]如附图1所示，本发明高浓度有机废液处理系统，包括气化室1、燃烧室2、烟气管道3、废液栗8、废液槽4、沉降室5、除雾挡板6、冷凝器7，气化室位于燃烧室顶部，二者一体制成，气化室I与燃烧室2之间安装挡板10，挡板上设置多个通孔101，挡板10采用非金属耐火材料如耐火砖制成。<