本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种有机废水处理系统及方法。
背景技术：
随着工业迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。由于工业废水的成分更复杂，有些还有毒性，工业废水处理比城市污水处理更困难也更重要。尤其是在化工、农药、医药等合成或发酵产品生产装置中，由于化学反应和生化反应的复杂性，往往会伴随生成大量高浓度有机废水。
高浓度有机废水主要具有有机物浓度高、成分复杂的特点。高浓度有机废水中COD一般在2 000mg/L以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L，相对而言，BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3。高浓度有机废水中不仅含有重有机物，还含有轻有机物。因此，在将高浓度有机废水排出生产装置前，必须进行预处理。
现有技术，在对高浓度有机废水处理时，存在以下缺陷：(一)在有机废水处理过程中，需要消耗大量的外来蒸汽，降低了能量利用率和经济效益。(二)在有机废水处理过程中，需要消耗大量额外的循环冷却水，会导致水资源的浪费，增加了有机废水处理成本。(三)有机废水处理设备复杂，不仅增加了设备制作成本、降低了经济效益，还存在有机废水的处理效率低的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种有机废水处理系统及方法。有效地解决了需要消耗大量的外来蒸汽，降低能量利用率和经济效益的问题；有效地解决了需要消耗大量额外的循环冷却水，会导致水资源的浪费，增加了有机废水处理成本的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供的一种有机废水处理系统，包括：加热器，用于对待处理有机废水和循环液的混合液体进行加热形成一次混合蒸汽；蒸发器，所述蒸发器与所述加热器连通设置；用于对所述一次混合蒸汽进行气液分离形成二次混合蒸汽、混合浓缩液；部分混合浓缩液作为循环液；第一蒸汽压缩机，所述第一蒸汽压缩机通过第一蒸汽出管与所述蒸发器连通设置，所述第一蒸汽压缩机通过第一蒸汽进管与所述加热器连通设置；用于对所述二次混合蒸汽压缩升温形成混合压缩蒸汽，所述混合压缩蒸汽作为所述加热器的加热热源；一部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器中冷凝后形成的混合冷凝液；有机物汽提塔，所述有机物汽提塔与所述加热器连通设置；用于对另一部分所述混合压缩蒸汽进行气液分离形成一次汽提塔蒸汽、汽提塔浓缩液；第二蒸汽压缩机，所述第二蒸汽压缩机通过第二蒸汽出管与所述有机物汽提塔连通设置；用于对所述一次汽提塔蒸汽压缩升温形成汽提塔压缩蒸汽；再沸器，所述再沸器与所述有机物汽提塔连通设置，所述再沸器通过第二蒸汽进管与所述第二蒸汽压缩机连通设置；用于对所述混合冷凝液和/或汽提塔浓缩液进行加热形成二次汽提塔蒸汽，所述汽提塔压缩蒸汽作为所述再沸器的加热热源。
优选的，还包括：第一冷凝液收集罐，所述第一冷凝液收集罐分别与所述加热器、有机物汽提塔连通设置；用于收集部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器中冷凝后形成的混合冷凝液；第二冷凝液收集罐，所述第二冷凝液收集罐与所述再沸器连通设置；用于收集部分所述汽提塔压缩蒸汽在所述再沸器中部分冷凝后形成的汽提塔冷凝液。
优选的，还包括：混合浓缩液泵，所述混合浓缩液泵与所述蒸发器连通设置；用于将部分所述混合浓缩液排出所述蒸发器外；废液缓冲罐，所述废液缓冲罐与所述有机物汽提塔连通设置；用于缓存所述有机物汽提塔中的汽提塔废水流入所述废液缓冲罐中；废液泵，所述废液泵与所述废液缓冲罐连通设置；用于将所述汽提塔废水排出所述废液缓冲罐外，和/或将所述汽提塔废水输送回所述有机物汽提塔中。
优选的，还包括：循环液泵，所述循环液泵与液体输入管连通设置，用于输入所述待处理有机废水；所述循环液泵通过出液管与所述蒸发器连通设置，所述循环液泵通过进液管与所述加热器连通设置；用于将所述待处理有机废水、循环液的混合液体输送至所述加热器中。
优选的，还包括：第一冷凝液泵，所述第一冷凝液泵通过第一冷凝液出管与所述第一冷凝液收集罐连通设置，所述第一冷凝液泵通过第一冷凝液进管与所述有机物汽提塔连通设置；用于将所述混合冷凝液从所述第一冷凝液收集罐输送至所述有机物汽提塔的上部；第二冷凝液泵，所述第二冷凝液泵通过第二冷凝液出管与所述第二冷凝液收集罐连通设置；用于将所述汽提塔冷凝液从所述第二冷凝液收集罐中排出；汽提塔浓缩液泵，所述汽提塔浓缩液泵与所述有机物汽提塔连通设置；用于将部分所述汽提塔浓缩液排出所述有机物汽提塔外。
本发明还提供一种有机废水处理方法，包括以下步骤：将待处理有机废水和循环液输送至加热器中，对待处理有机废水和循环液的混合液体加热形成一次混合蒸汽；所述一次混合蒸汽从所述加热器进入蒸发器中气液分离后，形成二次混合蒸汽、混合浓缩液；部分所述混合浓缩液作为循环液从所述蒸发器流入所述加热器中；所述二次混合蒸汽从所述蒸发器进入第一蒸汽压缩机中缩成升温后形成混合压缩蒸汽，所述混合压缩蒸汽作为加热热源从所述第一蒸汽压缩机输送至所述加热器中；部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器中冷凝后形成混合冷凝液；部分所述混合压缩蒸汽、所述混合冷凝液从所述加热器输送至有机物汽提塔中；部分所述混合压缩蒸汽在所述有机物汽提塔中气液分离形成一次汽提塔蒸汽、汽提塔浓缩液；所述一次汽提塔蒸汽从所述有机物汽提塔进入第二蒸汽压缩机中压缩升温形成汽提塔压缩蒸汽；所述混合冷凝液和/或汽提塔浓缩液从所述有机物汽提塔进入再沸器中；所述汽提塔压缩蒸汽作为加热热源从所述第二蒸汽压缩机进入所述再沸器中，对所述混合冷凝液和/或汽提塔浓缩液进行加热形成二次汽提塔蒸汽；所述二次汽提塔蒸汽从所述再沸器进入所述有机物汽提塔中气液分离形成一次汽提塔蒸汽、汽提塔浓缩液。
优选的，部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器中冷凝后形成混合冷凝液，所述混合冷凝液经过第一冷凝液收集罐从所述加热器输送至所述有机物汽提塔中；部分所述汽提塔压缩蒸汽在所述再沸器中冷凝后形成汽提塔冷凝液，所述汽提塔冷凝液从所述再沸器输送至第二冷凝液收集罐中。
优选的，利用混合浓缩液泵将部分所述混合浓缩液排出所述蒸发器外；所述有机物汽提塔中的汽提塔废水流入废液缓冲罐中；利用废液泵将所述汽提塔废水排出所述废液缓冲罐外，和/或将所述汽提塔废水输送回所述有机物汽提塔中。
优选的，所述待处理有机废水从所述液体输入管进入所述循环液泵，所述循环液从所述蒸发器流入所述循环液泵；所述循环液泵将所述待处理有机废水、循环液的混合液体输送至所述加热器中。
优选的，利用第一冷凝液泵将所述混合冷凝液从所述第一冷凝液收集罐输送至所述有机物汽提塔的上部；利用第二冷凝液泵将所述汽提塔冷凝液从所述第二冷凝液收集罐中排出；利用汽提塔浓缩液泵将部分所述汽提塔浓缩液排出所述有机物汽提塔外。
与现有技术相比，本发明提供的一种有机废水处理系统及方法，至少具有以下一种有益效果：
1)、本发明在有机废水处理中，蒸发器对一次混合蒸汽进行气液分离，在气液分离过程中，可将有机废水中的重有机物和轻有机物分离开，混合浓缩液中含有重有机物，二次混合蒸汽中含有轻有机物；有机物汽提塔分离出混合冷凝液及混合压缩蒸汽中的轻有机物，以满足重有机物和轻有机物的不同生化处理方法。
此外，在蒸发器中气液分离出来的二次混合蒸汽，在送入有机物汽提塔中前，先经过第一蒸汽压缩机送入加热器中作为加热热源，充分利用了废水的低温热和蒸汽的冷凝热；在有机物汽提塔中气液分离出的一次汽提塔蒸汽，先经过第二蒸汽压缩机送入再沸器中作为加热热源，充分利用了废水的低温热和蒸汽的冷凝热；降低了加热器、轻有机物对外来蒸汽的供应需要，提高了能量利用率和经济效益。
部分混合浓缩液作为循环液，和待处理有机废水一起进入加热器中，一方面：可以减少对额外循环冷却水的需求，重复利用混合浓缩液，有效地节约了水资源，降低了有机废水处理成本。另一方面：可进一步分离出混合浓缩液中的重有机物和轻有机物，提高了分离精度。部分汽提塔浓缩液再次进入再沸器中加热形成二次汽提塔蒸汽，可进一步分离出汽提塔浓缩液中的轻有机物。
本发明中有机废水处理系统，具有结构简单、减少了设备制作成本、提高了经济效益，有机废水的处理效率高等优点。
2)、本发明仅在系统刚启动时，引入外来消耗少量的蒸汽作为加热器和再沸器的热源，待第一蒸汽压缩机和第二蒸汽压缩机正常工作后，即可关闭外来蒸汽的输入，通过对蒸发器的二次混合蒸汽、有机物汽提塔的一次汽提塔蒸汽进行加压后，分别作为加热器、再沸器的热源使用，极大地降低了外来蒸汽的消耗。
附图说明
图1为本发明中一种有机废水处理系统的结构示意图。
附图标号说明：
101—液体输入管 102—出液管
103—第一蒸汽出管 104—第一蒸汽进管
108—第二蒸汽出管 109—第二蒸汽进管
201—循环液泵 202—混合浓缩液泵
203—第一冷凝液泵 204—第二冷凝液泵
205—汽提塔浓缩液泵 206—废液泵
301—蒸发器 302—加热器
303—第一蒸汽压缩机 304—第一冷凝液收集罐
305—有机物汽提塔 306—第二蒸汽压缩机
307—再沸器 308—第二冷凝液收集罐
309—废液缓冲罐
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来说明本发明的技术方案。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，一种有机废水处理系统，包括：
加热器302，用于对待处理有机废水和循环液的混合液体进行加热形成一次混合蒸汽；蒸发器301，所述蒸发器301与所述加热器302连通设置；用于对所述一次混合蒸汽进行气液分离形成二次混合蒸汽、混合浓缩液；部分混合浓缩液作为循环液；其中，蒸发器301设于加热器302的上部。第一蒸汽压缩机303，所述第一蒸汽压缩机303通过第一蒸汽出管103与所述蒸发器301连通设置，所述第一蒸汽压缩机303通过第一蒸汽进管104与所述加热器302连通设置；用于对所述二次混合蒸汽压缩升温形成混合压缩蒸汽，所述混合压缩蒸汽作为所述加热器302的加热热源；一部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器302中冷凝后形成的混合冷凝液；有机物汽提塔305，所述有机物汽提塔305与所述加热器302连通设置；用于对另一部分所述混合压缩蒸汽进行气液分离形成一次汽提塔蒸汽、汽提塔浓缩液；第二蒸汽压缩机306，所述第二蒸汽压缩机306通过第二蒸汽出管108与所述有机物汽提塔305连通设置；用于对所述一次汽提塔蒸汽压缩升温形成汽提塔压缩蒸汽；再沸器307，所述再沸器307与所述有机物汽提塔305连通设置，所述再沸器307通过第二蒸汽进管109与所述第二蒸汽压缩机306连通设置；用于对所述混合冷凝液和/或汽提塔浓缩液进行加热形成二次汽提塔蒸汽，所述汽提塔压缩蒸汽作为所述再沸器307的加热热源。
如图1所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，本有机废水处理系统，还包括：第一冷凝液收集罐304，所述第一冷凝液收集罐304分别与所述加热器302、有机物汽提塔305连通设置；用于收集部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器302中冷凝后形成的混合冷凝液；第二冷凝液收集罐308，所述第二冷凝液收集罐308与所述再沸器307连通设置；用于收集部分所述汽提塔压缩蒸汽在所述再沸器307中部分冷凝后形成的汽提塔冷凝液。
如图1所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，本有机废水处理系统，还包括：混合浓缩液泵202，所述混合浓缩液泵202与所述蒸发器301连通设置；用于将部分混合浓缩液排出所述蒸发器301外；废液缓冲罐309，所述废液缓冲罐309与所述有机物汽提塔305连通设置；用于缓存所述有机物汽提塔305中的汽提塔废水流入所述废液缓冲罐309中；废液泵206，所述废液泵206与所述废液缓冲罐309连通设置；用于将所述汽提塔废水排出所述废液缓冲罐309外，进行生化处理或回用；和/或将所述汽提塔废水输送回所述有机物汽提塔305中。
如图1所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，本有机废水处理系统，还包括：循环液泵201，所述循环液泵201与液体输入管101连通设置，用于输入所述待处理有机废水；所述循环液泵201通过出液管102与所述蒸发器301连通设置，所述循环液泵201通过进液管与所述加热器302连通设置；用于将所述待处理有机废水、循环液的混合液体输送至所述加热器302中。
如图1所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，本有机废水处理系统，还包括：第一冷凝液泵203，所述第一冷凝液泵203通过第一冷凝液出管与所述第一冷凝液收集罐304连通设置，所述第一冷凝液泵203通过第一冷凝液进管与所述有机物汽提塔305连通设置；用于将所述混合冷凝液从所述第一冷凝液收集罐304输送至所述有机物汽提塔305的上部；第二冷凝液泵204，所述第二冷凝液泵204通过第二冷凝液出管与所述第二冷凝液收集罐308连通设置；用于将所述汽提塔冷凝液从所述第二冷凝液收集罐308中排出；汽提塔浓缩液泵205，所述汽提塔浓缩液泵205与所述有机物汽提塔305连通设置；用于将部分所述汽提塔浓缩液排出所述有机物汽提塔305外。
根据本发明的一个实施例，一种有机废水处理方法，包括以下步骤：将待处理有机废水和循环液输送至加热器302中，对待处理有机废水和循环液的混合液体加热形成一次混合蒸汽。优选的，所述待处理有机废水从所述液体输入管101进入所述循环液泵201，所述循环液从所述蒸发器301流入所述循环液泵201；所述循环液泵201将所述待处理有机废水、循环液的混合液体输送至所述加热器302中。
所述一次混合蒸汽从所述加热器302进入蒸发器301中气液分离后，形成二次混合蒸汽、混合浓缩液；部分混合浓缩液作为循环液从所述蒸发器301流入所述加热器302中。优选的，利用混合浓缩液泵202将部分所述混合浓缩液排出所述蒸发器301外，进行生化处理。
所述二次混合蒸汽从所述蒸发器301进入第一蒸汽压缩机303中缩成升温后形成混合压缩蒸汽，所述混合压缩蒸汽作为加热热源从所述第一蒸汽压缩机303输送至所述加热器302中；一部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器302中冷凝后形成混合冷凝液。
另一部分所述混合压缩蒸汽从所述加热器302输送至有机物汽提塔305的中部；另一部分所述混合压缩蒸汽在所述有机物汽提塔305中气液分离形成一次汽提塔蒸汽、汽提塔浓缩液。
所述一次汽提塔蒸汽从所述有机物汽提塔305进入第二蒸汽压缩机306中压缩升温形成汽提塔压缩蒸汽。
所述混合冷凝液从加热器302被送至有机物汽提塔305的顶部；所述混合冷凝液和/或汽提塔浓缩液从所述有机物汽提塔305进入再沸器307中；所述汽提塔压缩蒸汽作为加热热源从所述第二蒸汽压缩机306进入所述再沸器307中，对所述混合冷凝液和/或汽提塔浓缩液进行加热形成二次汽提塔蒸汽；所述二次汽提塔蒸汽从所述再沸器307进入所述有机物汽提塔305中气液分离形成一次汽提塔蒸汽、汽提塔浓缩液。
优选的，所述有机物汽提塔305中的汽提塔废水流入废液缓冲罐309中；利用废液泵206将所述汽提塔废水排出所述废液缓冲罐309外，，进行生化处理；和/或将所述汽提塔废水输送回所述有机物汽提塔305中，。
针对上述实施例的改进，本实施例中，一部分所述混合压缩蒸汽在所述加热器302中冷凝后形成混合冷凝液，所述混合冷凝液经过第一冷凝液收集罐304从所述加热器302输送至所述有机物汽提塔305中；优选的，利用第一冷凝液泵203将所述混合冷凝液从所述第一冷凝液收集罐304输送至所述有机物汽提塔305的上部。
部分所述汽提塔压缩蒸汽在所述再沸器307中冷凝后形成汽提塔冷凝液，所述汽提塔冷凝液从所述再沸器307输送至第二冷凝液收集罐308中。优选的，利用第二冷凝液泵204将所述汽提塔冷凝液从所述第二冷凝液收集罐308中排出，送至主工艺装置进行循环使用，提高利用率；利用汽提塔浓缩液泵205将部分所述汽提塔浓缩液排出所述有机物汽提塔305外，送至主工艺装置进行循环使用，提高利用率。
刚启动时，第一蒸汽压缩机303和第二蒸汽压缩机306还未正常启动，第一外部蒸汽输入管道与加热器302处于连通状态，第二外部蒸汽输入管道与再沸器307处于连通状态，分别对加热器302和再沸器307引入外来蒸汽作为热源使用，待第一蒸汽压缩机303和第二蒸汽压缩机306逐渐正常工作后，可逐步减少外来蒸汽的供应量，直到停止供应外来蒸汽。
根据本发明的另一个实施例，一种有机废水处理方法，包括以下步骤：来自主工艺装置的待处理废水，被送至循环液泵201的入口，并被循环液泵201送入加热器302；同时，循环液泵201将蒸发器301中的循环液也抽出送到加热器302中，待处理废水和循环液在加热器302中被加热蒸发，进入到蒸发器301中进行汽液分离，闪蒸出的二次蒸汽经管道进入第一蒸汽压缩机303增压后，返回到加热器302作为加热热源，二次蒸汽在加热器302中冷凝后的第一冷凝液经管道进入到第一冷凝液收集罐304，第一冷凝液经第一冷凝液泵203直接送到有机物汽提塔305的顶部，未冷凝的二次蒸汽也进入到有机物汽提塔305的中部。
在蒸发器301中浓缩后的废水，大部分通过循环液泵201在加热器302中循环加热，少部分浓缩液由混合浓缩液泵202送出界区进行进一步焚烧处理。在含高浓度轻组分有机物废水处理系统刚启动时，加热器302采用外来蒸汽作为热源，当第一蒸汽压缩机303正常工作后，逐步停止外来蒸汽的供应。
第一冷凝液在有机物汽提塔305中将轻有机物和水一同蒸发，蒸发的汽提塔蒸汽进入到第二蒸汽压缩机306增压，后进入到再沸器307作为加热热源。在再沸器307中冷凝后的第二冷凝液，经第二冷凝液泵204送回主工艺装置循环使用，未冷凝的汽提塔蒸汽也通过管道送回主工艺装置循环使用。
有机物汽提塔305塔底部为汽提出轻有机物的废水，从塔底部塔盘抽出后进入到废水缓冲罐，废水经废液泵206送出，少部分返回汽提塔的废水返回到塔釜，大部分生化处理的废水送出界区进行生化处理。返回汽提塔的废水，在再沸器307中循环蒸发，为汽提塔提供热量，汽提塔塔釜废水通过第一液泵送回外部主工艺装置回用。在含高浓度轻组分有机物废水处理系统刚启动时，再沸器307采用第二新鲜蒸汽作为热源，当第二蒸汽压缩机306正常工作后，逐步停止外来蒸汽的供应。
第一蒸汽压缩机303的压缩比为1.2～3.0，第一蒸汽压缩机303用变频电机驱动，用于控制蒸发器301的压力。第二蒸汽压缩机306的压缩比为1.2～3.0，第二蒸汽压缩机306用变频电机驱动，用于控制有机物汽提塔305的压力。
当应用在配套丙烯氨氧化生产装置的废水处理单元中，可将73t/t废水送到废水处理系统，废水的蒸发率为60％～85％，汽提塔蒸发率约为10％～20％，按本发明的节能工艺，利用废水的低温热和二次蒸汽的冷凝潜热，仅在系统刚启动时用新鲜蒸汽对废水进行蒸发，正常运行后，不再需要新鲜蒸汽，同时，本流程不再需要循环冷却水。
表1：
与现有的多效蒸发废水处理流程相比，比如四效蒸发，采用废水处理节能工艺，大幅度降低能耗和生产成本。具体如上表1所示，通过对比可看出采用传统的四效蒸发工艺和本发明的废水处理节能工艺的每小时蒸汽和循环水耗量和耗能情况。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。