公布日：2024.12.13
申请日：2024.11.13
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/74(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F1/
42(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/36(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明涉及有机化工生产和环境保护的废水治理领域，提供了一种农药生产废水处理设备及其方法，包括前处理系统用于对废水原液的pH值进行调节，后处理系统用于对氧化后的废水进行过滤、催化剂回收和去氨分离处理，氧化系统包括三级换热器、导热油加热器和竖式氧化塔；调节pH后的原液通过三级换热器预热，预热后的原液经导热油加热器加热后通入竖式氧化塔进行氧化，氧化后的原液携带氧化热返回至三级换热器中与原液热量交换对原液进行预热，起始阶段导热油加热器对原液进行温度补偿。本发明氧化塔将大分子物质分解成小分子物质，将有机氮氧化成无机氮，以氨分子形态通过汽提将其分离；通过换热将反应过程中化学热予以回收利用，节约能源。
权利要求书
1.一种农药生产废水处理设备，包括前处理系统、氧化系统和后处理系统，前处理系统用于对废水原液的pH值进行调节，后处理系统用于对氧化后的废水进行过滤、催化剂回收和去氨分离处理，其特征在于：所述氧化系统包括三级换热器、导热油加热器和竖式氧化塔，调节pH后的原液通过三级换热器预热，预热后的原液经导热油加热器加热后通入竖式氧化塔进行氧化，氧化后的原液携带氧化热返回至三级换热器中与原液热量交换对原液进行预热，起始阶段导热油加热器对原液进行温度补偿；所述后处理系统包括冷却器、气液分离罐、氧化液贮罐和离子交换树脂吸附罐，经氧化后的原液通过管道输送至冷却器中冷却，冷却器通过管道连接气液分离罐，泄压罐通过氧化液泵连接氧化液贮罐，氧化液贮罐经过二次膜分离器后进入离子交换树脂吸附罐，氧化液贮罐与二次膜分离器之间设有膜进料泵，原液经离子交换树脂吸附罐进行催化剂吸附回收后进入到氨分离系统，经蒸汽汽提装置分离出游离态的氨后，再进入除盐和生化工序进行后续处理。
2.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述导热油加热器包括导热油换热器、导热油炉和导热油循环泵，导热油换热器的出口通过管道连接导热油炉的进口，管道上设有并联的两台导热油循环泵，导热油炉的出口通过管道与导热油换热器的进口连接。
3.根据权利要求2所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述导热油换热器、导热油炉的进口和出口处均设有温度变送器；导热油换热器竖直设置。
4.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述竖式氧化塔的顶部通过管道连接泄压罐，管道上设有安全阀和报警器；所述竖式氧化塔的侧壁不同高程处和顶部分别设有若干个温度变送器和压力变送器，以监测介质的实时温度和压力。
5.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述调节pH后的原液在进入到三级换热器或导热油加热器前加入催化剂和氧化剂；氧化剂为压缩空气、纯氧气或臭氧。
6.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述前处理系统包括原液池、pH调节罐和液贮罐，原液池通过管道连接pH调节罐，管道上设有原液泵、流量计、流量调节阀、催化剂加入管和稀酸加入管，pH调节罐通过调节液泵与液贮罐连接，调节液泵与液贮罐之间设有超滤系统，液贮罐通过高压泵与氧化系统连接；所述原液泵、调节液泵和高压泵均设置为并联的双泵。
7.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述冷却器为列管式，通过循环冷却水将氧化液温度进一步降低至常温，进入气液分离罐，至此系统温度和压力均转为常温常压；所述气液分离罐内上部装有丝网除沫器，气体从上部排到废气处理系统，液体经泵打入氧化液贮罐；氧化液贮罐上部的逸散气体也排到废气处理系统。
8.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述离子交换树脂吸附罐内设有树脂离子交换吸附柱，将氧化液中的催化剂吸附截留下来，通过反洗再生予以回收，处理后重复利用，滤液则排到后续的氨分离预热器。
9.根据权利要求1所述的农药生产废水处理设备，其特征在于：所述汽提装置之前设有氨分离预热器，氧化液先经氨分离预热器进行升温，再从汽提塔中上部进入，与下部进入的蒸汽逆流接触，游离态氨被蒸汽带出，从顶部排出，进入后续的冷凝和吸收装置进行氨水回收；分离氨后的废水则返回氨分离预热器将热量传给刚进入的氧化液，换热后废水进入后续除盐和生化处理系统进一步处理后达标排放。
10.一种农药生产废水处理方法，采用如权利要求1-9任一项所述的农药生产废水处理设备对废水进行处理，其特征在于，包括以下步骤：S1，原液池内的废水通过原液泵输送至pH调节罐中，加入pH调节剂和催化剂调节pH值并过滤，滤液输送至液贮罐罐中存储待用；S2，将S1液贮罐中的滤液输送至氧化罐内进行氧化，氧化剂与滤液一同输送至氧化罐内；S3，滤液在进入氧化罐之前通过三级换热器进行换热，再通过导热油加热器对含有氧化剂的滤液进行加热，之后进入到氧化罐中，经氧化罐氧化后的滤液输送至三级换热器中对刚进入的滤液进行换热；S4，将换热完成后的溶液输送至循环冷却器中冷却，并采用气液分离罐泄压，泄压后泵入氧化液贮罐，经过滤分离、离子交换树脂吸附后进行催化剂回收，再经蒸汽汽提装置进行氨分离，最后进入除盐和生化工序进行后续处理。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术的上述不足，而提供一种能够对氧化热进行循环利用，提升对废水中小分子固体颗粒物及氨氮的去除，降低能源损耗和处理成本，提高氧化分解效率的农药生产废水处理设备及其方法。
本发明的技术方案是：一种农药生产废水处理设备，包括前处理系统、氧化系统和后处理系统，前处理系统用于对废水原液的pH值进行调节，后处理系统用于对氧化后的废水进行过滤、催化剂回收和去氨分离处理，所述氧化系统包括三级换热器、导热油加热器和竖式氧化塔，调节pH后的原液通过三级换热器预热，预热后的原液经导热油加热器加热后通入竖式氧化塔进行氧化，氧化后的原液携带氧化热返回至三级换热器中与原液热量交换对原液进行预热，起始阶段导热油加热器对原液进行温度补偿；所述后处理系统包括冷却器、气液分离罐、氧化液贮罐和离子交换树脂吸附罐，经氧化后的原液通过管道输送至冷却器中冷却，冷却器通过管道连接气液分离罐，泄压罐通过氧化液泵连接氧化液贮罐，氧化液贮罐经过二次膜分离器后进入离子交换树脂吸附罐，氧化液贮罐与二次膜分离器之间设有膜进料泵，原液经离子交换树脂吸附罐进行催化剂吸附回收后进入到氨分离系统，经蒸汽汽提装置分离出游离态的氨后，再进入除盐和生化工序进行后续处理。
优选地，竖式氧化塔内发生的氧化反应过程中产生的热量即为本发明中所述的氧化热。竖式氧化塔是一个高径比为10-20的压力容器，可承受300度以内高温和8MPa的压力；采用耐腐蚀材质制作，根据废水中氯离子浓度高低选择采用SS316L不锈钢、镍基合金C-276、C-625或钛合金；在废水原液进入到竖式氧化塔中时，提前混入催化剂和氧化剂，在高压泵加压和经过换热器、导热油加热器加热后，从竖式氧化塔的下部进入，依次向上缓慢流动；在催化剂作用下，氧化剂逐步将废水中高分子物质氧化分解；催化剂是一种可溶解性的化学物质，在前处理系统中加入废水内并混合均匀，在竖式氧化塔内参与促进化学分解，本身不被分解，在后处理系统中被树脂吸附予以回收。
进一步，所述导热油加热器包括导热油换热器、导热油炉和导热油循环泵，导热油换热器的出口通过管道连接导热油炉的进口，管道上设有并联的两台导热油循环泵，导热油炉的出口通过管道与导热油换热器的进口连接。导热油换热器用于对原液进行加热，加热炉对导热油进行加热并通过导热油循环泵将加热后的导热油从底部泵入导热油换热器中，循环往复的输送热量保证原液进入到竖式氧化塔中的温度为最佳的反应温度。
进一步，所述导热油换热器、导热油炉的进口和出口处均设有温度变送器；导热油换热器竖直设置，导热油下进上出。
进一步，所述竖式氧化塔的顶部通过管道连接泄压罐，管道上设有安全阀和报警器；所述竖式氧化塔的侧壁不同高程处和顶部分别设有若干个温度变送器和压力变送器，以监测介质的实时温度和压力。优选地，高分子物质氧化分解过程放出热量，反应过程介质温度和压力会升高；在反应塔侧壁不同高程处和顶部分别设有多个温度变送器和压力变送器，用于监测介质的实时温度和压力，方便调控，以防瞬时超温超压，避免安全事故的发生。
进一步，所述调节pH后的原液在进入到三级换热器或导热油加热器前加入催化剂和氧化剂；氧化剂为压缩空气、纯氧气或臭氧。
进一步，所述前处理系统包括原液池、pH调节罐和液贮罐，原液池通过管道连接pH调节罐，管道上设有原液泵、流量计、流量调节阀、催化剂加入管和稀酸加入管，pH调节罐通过调节液泵与液贮罐连接，调节液泵与液贮罐之间设有超滤系统，液贮罐通过高压泵与氧化系统连接；所述原液泵、调节液泵和高压泵均设置为并联的双泵。
进一步，所述冷却器为列管式，通过循环冷却水将氧化液温度进一步降低至常温，进入气液分离罐，至此系统温度和压力均转为常温常压；所述气液分离罐内上部装有丝网除沫器，气体从上部排到废气处理系统，液体经泵打入氧化液贮罐；氧化液贮罐上部的逸散气体也排到废气处理系统。
进一步，所述离子交换树脂吸附罐内设有树脂离子交换吸附柱，将氧化液中的催化剂吸附截留下来，通过反洗再生予以回收，处理后重复利用，滤液则排到后续的氨分离系统。
进一步，所述汽提装置之前设有氨分离预热器，氧化液先经氨分离预热器进行升温，再从汽提塔中上部进入，与下部进入的蒸汽逆流接触，游离态氨被蒸汽带出，从顶部排出，进入后续的冷凝和吸收装置进行氨水回收；分离氨后的废水则返回氨分离预热器将热量传给刚进入的氧化液，换热后废水进入后续除盐和生化处理系统进一步处理后达标排放；从而提高氨的回收效率，降低能源的损耗。优选地，汽提装置为汽提塔，从汽提塔的下端通入蒸汽，提高对氨的回收效果。
一种农药生产废水处理方法，采用上述农药生产废水处理设备对废水进行处理，包括以下步骤：S1，原液池内的废水通过原液泵输送至pH调节罐中，加入pH调节剂和催化剂调节pH值并过滤，滤液输送至液贮罐罐中存储待用；S2，将S1液贮罐中的滤液输送至氧化罐内进行氧化，氧化剂与滤液一同输送至氧化罐内；S3，滤液在进入氧化罐之前通过三级换热器进行换热，再通过导热油加热器对含有氧化剂的滤液进行加热，之后进入到氧化罐中，滤液在氧化罐中氧化产生热量，氧化后的溶液再次输送至三级换热器中对刚进入的滤液进行换热，实现对刚进入的滤液进行预热，将氧化热再次利用，从而降低对滤液加热过程中的能源损耗；S4，将换热完成后的溶液输送至循环冷却器中冷却，并采用气液分离罐泄压，泄压后泵入氧化液贮罐，经过滤分离、离子交换树脂吸附后进行催化剂回收，再经蒸汽汽提装置进行氨分离，最后进入除盐和生化工序进行后续处理。
本发明具有如下有益效果：1、经本装置氧化后的废水，高分子有毒成分被氧化分解成低毒或无毒的低分子物或小分子物；有机氮氧化成氨态氮，可以通过吹脱或汽提等方法分离；所含有机氯、有机硫等被氧化成无机盐，通过蒸发结晶方法予以分离，为后续生物化学处理工艺提供水质保证；通过氨回收系统对氨进行回收，回收过程中通过汽提塔的余热对氨分离预热器进行预热，提高了氨回收效率，降低了能源损耗和成本。
2、本发明所需氧化剂为氧气，可以采用常规的压缩空气，也可以采用纯氧或臭氧，氧化成本大为降低。
3、催化剂为可溶于水，与废水混合均匀，催化效果好，且本身不被氧化，可回收重复利用，不增加运行费用。
4、通过换热将反应过程中化学热予以回收利用，用来加热待处理液温度，节约能源，便于运行成本的降低。
5、导热油加热器可以使待处理液加热均匀、防止局部温度过高产生汽化现象。
（发明人：彭伟）
