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CN102674503B - 超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法 - Google Patents

超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法,将超声波物理破乳与超临界水氧化处置破乳污泥有机耦合,包括以下步骤:A)洗羊毛废水首先经过超声波破乳后分上、中、下三层,分别为羊毛脂、低浓度废水、破乳污泥;B)破乳污泥进入超临界水氧化系统进行高效处置;C)分离出的上层羊毛脂进入离心分离器分离出粗羊毛脂和少量废水;D)中层废水与离心分离器分离出的少量废水混合后进入污水处理单元处理后达标排放。本发明方法集高效回收羊毛脂与处置污染物于一体,可解决洗羊毛废水处理工艺中资源回收利用与废物无害化处理的问题。

Description

超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法,具体涉及一种洗羊毛废水的处理方法。
背景技术
洗羊毛废水是高浓度有机废水,可生化性差,其中主要含有羊毛脂、洗涤剂,此外含有羊汗、羊尿、羊粪、草屑、泥沙等杂质以及寄生虫卵和细菌等,其CODcr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量)浓度高达(4~6)×104mg/L,若直接排放,必将严重污染环境。废水CODcr值较高主要是因为羊毛脂存在所造成,几乎占据了70~80%比例。羊毛脂是由单酯、双酯和高分子量羊毛醇的羟基酯及高分子量的羊毛酸组成的混合物,是一种高附加值的工业原料,调研工业羊毛脂的价格为15000~30000元/吨。因此洗羊毛废水处理前,对羊毛脂进行回收,不仅可以带来可观的经济效益,并且很大程度地降低了后续废水处理压力。
直接对洗羊毛废水进行无害化处理的工艺一般为:首先对羊毛废水进行预处理,通过絮凝、混凝方法将泥沙、羊毛等去除,再进行厌氧和好氧生物处理,实现洗羊毛废水处理后达标排放。但是由于羊毛脂的难降解性,废水处理效率较低,并且羊毛脂在过程中被降解,造成了很大的资源浪费。另外,絮凝环节产生大量的化学污泥,很大程度地增大了废水处理工艺的难度。
现有的回收洗羊毛废水中羊毛脂的工艺主要有酸析法、混凝沉降法、膜过滤方法以及离心分离法。前两者属于化学破乳方法,过程中会引入化学破乳剂,不仅导致羊毛脂质量下降,而且不利于后续废水和污泥的处理;物理破乳方法不会引入化学药剂,但是膜过滤方法存在的主要问题是过滤的过程中膜容易堵,从而严重影响了工艺的可靠性;工厂大多采用离心分离法回收羊毛脂,然而离心分离法对羊毛脂的回收率很低,一般仅为30%,羊毛脂的回收率低不仅造成了资源浪费,而且大大提高了混合废水的有机物浓度,导致废水处理难度大、药剂消耗量多、污泥产生量大,以及废水处理难以达标。因此,洗羊毛废水的处理应从羊毛脂的回收利用和污染物治理两方面综合考虑,才能取得良好的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现洗羊毛废水无害化处理以及资源化利用的方法。
为达到以上目的,本发明是采取如下技术方案予以实现的:
一种超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法,其特征在于,包括如下步骤:一种超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)首先通过超声波对洗羊毛工艺单元出来的废水进行物理破乳,破乳后废水分三部分:携带少量废水的羊毛脂液、低浓度废水、破乳污泥;
(2)将携带少量废水的羊毛脂液,用离心分离器将分离成粗羊毛脂和废水;
(3)低浓度废水与步骤(2)离心分离器分离出的废水混合后进入污水处理单元进行降解,达标后排放;
(4)步骤(1)产生的破乳污泥进入超临界水氧化系统进行分解处理,反应物包括CO2和干净水,其中干净水为热流体,回用于洗羊毛工艺。
上述方法中,所述的干净水回用于洗羊毛工艺,包括下述步骤:
a、将干净水送入一个换热器的管侧,换热器的壳侧通软化水,干净水被软化水冷却,同时加热软化水,产生过热蒸汽;
b、被冷却的干净水输送至洗羊毛工艺单元重复利用;
其中,步骤a所述的过热蒸汽回用于洗羊毛工艺。
步骤(1)所述的粗羊毛脂可直接售出。步骤(4)所述的CO2回收后罐装出售。
与现有技术相比,本发明采用超声波对洗羊毛废水进行破乳,超声波破乳是一种高效的物理破乳方法,过程中未引入任何化学药剂,可通过控制工况参数,调节破乳分层效果来提高羊毛脂回收率,增加羊毛脂回收的经济效益。
洗羊毛废水破乳分层后产生的破乳污泥通过超临界水氧化方法可以实现有效地处置,通过换热器生成过热蒸汽回收反应后热流体的热量;污泥有机物经超临界水氧化降解可完全氧化为CO2,回收反应产生的CO2提高系统的经济性;经超临界水氧化处理后的出水为干净水,可回用于洗羊毛工艺,实现水资源的循环利用。
通过超声波破乳技术与超临界水氧化处理破乳污泥技术的有效结合,实现了废水处理过程中产生污泥的减量化与高效处置,具体表现在以下三个方面:首先高效的物理破乳,有效降低了污泥中羊毛脂的含量;其次,超临界水氧化处理后,破乳污泥被全部氧化;最后,经破乳与超临界水氧化工艺后,进入后续废水处理单元的废水进水量和CODcr浓度很大程度降低,减少了后续单元中药剂的投加量,进一步减少了污泥的产生量。
附图说明
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
图1为本发明的洗羊毛废水处理的工艺流程图。
具体实施方式
参见图1,一种洗羊毛废水处理方法,洗羊毛工艺单元出来的洗羊毛废水3(400t/d,CODcr值70000mg/L)首先经超声波物理破乳单元形成分层,上、中、下三层分别为携带少量废水的羊毛脂混合物2、低浓度(CODcr值19000mg/L)废水4、破乳污泥6。下层破乳污泥进入超临界水氧化系统单元进行有效处置;上层分离出的携带少量废水的羊毛脂混合物2进入离心分离器,分离出粗羊毛脂1(约1.87t/d)和少量废水5,其中,粗羊毛脂可直接出售;分离出的废水5和超声波物理破乳单元出来的低浓度废水4混合流入污水处理单元,经降解后达标排放。
其中,超声波物理破乳单元未投加任何化学药剂,不影响回收羊毛脂的质量;可高效回收羊毛脂,羊毛脂回收率可达到66.5%,降低羊毛脂流失引起的资源浪费以及流入污泥和废水中导致后续处理单元的处理负荷。
超声波破乳单元分层后的下层破乳污泥进入超临界水氧化系统单元进行超临界水氧化反应降解处理,被有效转化为CO2及为干净水,干净水可回用于洗羊毛工艺单元,实现了水资源的循环利用。超临界水氧化反应后的干净水为热流体,通过换热器被冷却,同时加热冷流体软化水8,产生过热蒸汽7,可回用于洗羊毛工艺,充分利用了反应后流体的热量。回收破乳污泥进行超临界水氧化反应产生的CO2,可罐装后出售,提高了系统的经济性。
本发明方法将超声波物理破乳与超临界水氧化技术有效耦合,高效回收羊毛脂和处置破乳污泥,其中羊毛脂回收率可达到66.5%,污泥处置CODcr去除率为99.98%。减少进入污水处理单元的废水有机物含量,其CODcr浓度由现有的35000mg/L降至19000mg/L,降低污水处理单元的处理负荷,减少废水处理的药剂投加量,实现污泥的进一步减排。

Claims (1)

1.一种超声波破乳耦合超临界水氧化处理洗羊毛废水的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)首先通过超声波对洗羊毛工艺单元出来的废水进行物理破乳,破乳后废水分三部分:携带少量废水的羊毛脂液、低浓度废水、破乳污泥;
(2)将携带少量废水的羊毛脂液,用离心分离器分离成粗羊毛脂和废水;
(3)低浓度废水与步骤(2)离心分离器分离出的废水混合后进入污水处理单元进行降解,达标后排放;
(4)步骤(1)产生的破乳污泥进入超临界水氧化系统进行分解处理,反应物包括CO2和干净水,其中干净水为热流体,回用于洗羊毛工艺,具体包括下述步骤:
a、将干净水送入一个换热器的壳侧,换热器的管侧通软化水,干净水被软化水冷却,同时加热软化水,产生过热蒸汽回用于洗羊毛工艺;
b、被冷却的干净水输送至洗羊毛工艺单元重复利用;过热蒸汽通过管道用于洗羊毛工艺。
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