CN106554109A - 一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法。处理系统包括：循环吸附氧化塔，其具有入水口、第一出水口、第二出水口、布水填料层以及热解炭填料层；隔油沉淀系统；输送装置，用于将热解冷凝废水输送至循环吸附氧化塔；氧化剂添加系统，用于添加氧化剂；PH调节段，用于进行PH调节；氨吹脱塔，用于进行吹脱处理。本发明的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法，充分利用热解冷凝水呈酸性、温度高的特质，采用热解炭处理热解冷凝废水，做到以废制废，并通过饱和热解炭回炉循环热解，不产生二次污染，不增加废水总溶解性固体含量，不产生污泥；成本较低、控制简单，且提高可生化性效果好。

Description

一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法。

背景技术

生活垃圾RDF在热解处置过程中的热解气冷凝收集阶段，物料中所含水分和热解产生的反应水都会随热解气中中高沸点组分一并凝结进入热解液中，形成油水混合物；通过油水分离得到热解油后，剩余的即为需要处置的热解冷凝废水。

由于热解冷凝废水主要来源自生活垃圾RDF入热解炉时所含水分和热分解过程中产生的反应水，而热解又是一种在绝氧条件下的分解反应，所以热解废水具有成分复杂、高氨氮、高挥发酚、高表面活性剂，且含重金属等特点，是一种高浓度，有生物毒性的有机废水，热解冷凝废水中主要污染物种类和水质范围见下表中：

由此可知，生活垃圾RDF热解冷凝废水如果不经处理将对环境造成极其恶劣的影响，或者会影响后续的常规生化处理步骤的正常进行。但是，目前并没有针对上述热解冷凝废水处理的有效方法。

发明内容

本发明的目的是提供了一种针对生活垃圾RDF热解冷凝废水较为有效的预处理系统及方法。

本发明的技术方案是：

一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，包括：

循环吸附氧化塔，包括塔体、入水口、第一出水口、第二出水口，所述入水口设置在所述塔体的侧面，所述第一出水口设置在所述塔体的底部，所述第二出水口设置在所述塔体的侧面高于所述入水口的位置处，在所述入水口与所述第二出水口之间的所述塔体内部，设置有至少一层布水填料层和至少一层热解炭填料层，且所述布水填料层内部填充有热解炭填料；

隔油沉淀系统，用于对热解冷凝废水进行隔油沉淀处理；

输送装置，用于将经过所述隔油沉淀处理后的热解冷凝废水输送至所述循环吸附氧化塔的入水口，还用于将从所述循环吸附氧化塔的第一出水口流出的预定体积的热解冷凝废水重新输送至所述入水口；

氧化剂添加系统，用于向所述第一出水口流出的热解冷凝废水中添加预定量的氧化剂；

PH调节段，用于将从所述循环吸附氧化塔的第二出水口流出的热解冷凝废水进行PH调节；

氨吹脱塔，用于将经过所述PH调节的热解冷凝废水进行吹脱处理。

可选的，每一层所述布水填料层与每一层所述热解炭填料层由下至上间隔分布。

可选的，所述输送装置为高压泵，优选高压耐腐离心泵。

可选的，所述氧化剂为双氧水。

可选的，所述氧化剂添加系统包括计量泵、储药桶、自控装置等。

本发明还提供一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统的处理方法，包括如下步骤：

步骤一、通过隔油沉淀系统对热解冷凝废水进行隔油沉淀处理；

步骤二、将循环吸附氧化塔内的温度和压力分别调节至预定温度和预定压力；

步骤三、通过输送装置将经过所述隔油沉淀处理后的热解冷凝废水从入水口输送至所述循环吸附氧化塔内部；

步骤四、在进入所述循环吸附氧化塔内部的热解冷凝废水中，使其中预定百分比的热解冷凝废水从所述循环吸附氧化塔的第二出水口流出，再使得剩余百分比的热解冷凝废水从所述循环吸附氧化塔的第一出水口流出；

步骤五、通过氧化剂添加系统向所述第一出水口流出的热解冷凝废水中添加预定量的氧化剂；

步骤六、通过所述输送装置将添加氧化剂的热解冷凝废水重新输送至所述循环吸附氧化塔内部；

步骤七、将所述步骤六中重新输送回所述循环吸附氧化塔内部的热解冷凝废水，再依次经过所述第一出水口流出、添加预定量的氧化剂以及重新输送回所述循环吸附氧化塔内部的循环步骤；

步骤八、在所述步骤七中的循环步骤循环预定次数后，将所述循环吸附氧化塔内部的热解冷凝废水经第二出水口流出；

步骤九、通过PH调节段对所述步骤四或所述步骤八中，从所述第二出水口流出中的热解冷凝废水进行PH调节；

步骤十、通过氨吹脱塔将经过所述PH调节的热解冷凝废水进行吹脱处理。

可选的，所述步骤二中，所述循环吸附氧化塔的预定温度为不小于45℃，预定压力为不小于0.5MPa。

可选的，所述步骤四中，从所述循环吸附氧化塔的第二出水口出水量占总循环水量的5％-20％。

可选的，所述步骤五中氧化剂是双氧水，所述双氧水与化学需氧量COD的质量比为0.1～0.5。

可选的，所述步骤九中，PH值范围为2-5。

发明效果：

本发明的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法，充分利用热解冷凝水呈酸性、温度高的特质，采用热解炭处理热解冷凝废水，做到以废制废，并通过饱和热解炭回炉循环热解，不产生二次污染，不增加废水总溶解性固体含量，不产生污泥；本发明成本较低，控制简单，提高可生化性效果好，可实现自动化控制，劳动强度底。

附图说明

图1是本发明生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法中循环吸附氧化塔的结构示意图；

图2是本发明生活垃圾热解冷凝废水预处理方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1和图2对本发明生活垃圾热解冷凝废水预处理系统及方法做进一步详细说明。

本发明提供了一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，可以包括循环吸附氧化塔1、隔油沉淀系统、输送装置、氧化剂添加系统、PH调节段以及氨吹脱塔。

循环吸附氧化塔1可以包括塔体11、入水口12、第一出水口13以及第二出水口14。具体地，入水口12开设在塔体11的侧面；第一出水口13开设在塔体11的底部；第二出水口14开设在塔体11的侧面高于入水口12的位置处；另外，在入水口12与第二出水口14之间的塔体11内部，设置有至少一层布水填料层15和至少一层热解炭填料层16，且布水填料层15内部填充有热解炭填料，并且优选热解炭填料为单层结构。其中，布水填料层15和热解炭填料层16的设置位置和数量可以根据实际处理需要进行适合的选择，本实施例中，每一层布水填料层15与每一层热解炭填料层16由下至上间隔分布，且优选包括两层布水填料层15和两层热解炭填料层16。

隔油沉淀系统用于对热解冷凝废水进行隔油沉淀处理，以降低热解冷凝水中油污的含量；其中，隔油沉淀系统可以选取已知的多种适合的隔油沉淀设备，本实施例不再赘述。

输送装置一方面是用于将经过隔油沉淀处理后的热解冷凝废水输送至循环吸附氧化塔1的入水口12，另外，还能够将从循环吸附氧化塔1的第一出水口13流出的预定体积的热解冷凝废水重新输送至入水口12。其中，输送装置可以采用多种适合的液体输送装置，例如动力式泵、容积式泵等等；本实施例中，优选为效率较高的高压耐腐离心泵，且高压泵可以根据需要设置成手动控制开闭或者是通过控制器自动控制器开闭。

氧化剂添加系统用于向第一出水口13流出的热解冷凝废水中添加预定量的氧化剂；其中，氧化剂及其调节设备可以根据需要进行适合的选择；本实施例中，氧化剂优选双氧水，并且是优选采用计量泵进行添加，更加方便快捷且操作精准；另外，氧化剂添加系统还可以包括储药桶、自控装置结构，此处不再赘述。

PH调节段设置在循环吸附氧化塔1的第二出水口14与氨吹脱塔之间，目的在于将从循环吸附氧化塔1的第二出水口14流出的热解冷凝废水进行PH调节，调节方式可以采用已知的多种适合方式，并且同样可以根据需要设置成手动调节或者自动调节。

氨吹脱塔用于将经过PH调节的热解冷凝废水进行吹脱处理；氨吹脱塔同样可以采用已知的多种氨吹脱塔结构，此处不再赘述。

本发明的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，能够充分利用热解冷凝水偏酸性、温度高的特质，采用循环吸附氧化塔1中的热解炭处理热解冷凝废水，做到以废制废，并且能够通过饱和热解炭回炉循环热解，不产生二次污染，不会增加废水总溶解性固体(TDS)含量，不产生污泥；并且成本较低，控制简单，提高可生化性效果好，还能够根据需要实现高度自动化控制，以降低劳动强度。

本发明还提供了一种生活垃圾热解冷凝废水预处理方法，可以包括如下步骤：

步骤S101、通过隔油沉淀系统对热解冷凝废水进行隔油沉淀处理，以降低热解冷凝水中油污的含量。

步骤S102、将循环吸附氧化塔1内的温度和压力分别调节至预定温度和预定压力；本实施例中优选循环吸附氧化塔1的预定温度为不小于45℃，预定压力为不小于0.5MPa，能够实现在中温加压的条件下提高后循环吸附氧化塔1内部催化氧化效率。需要说明的是，在循环吸附氧化塔1内部可以设置对应的有温度调节装置以及压力调节装置，具体温度调节装置和压力调节装置可以为已知多种适合的装置，目前许多类型氧化塔都具备这样的结构，所以此处不再赘述。

步骤S103、通过输送装置将经过隔油沉淀处理后的热解冷凝废水从入水口12输送至循环吸附氧化塔1内部；具体是通过高压泵进行输送，并且由于循环吸附氧化塔1内部布水填料层15和热解炭填料层16，进入环吸附氧化塔1内部的热解冷凝废水会通过热解炭进行处理，具体处理方式和原理后续将详细介绍。

步骤S104、在步骤S103中进入循环吸附氧化塔1内部的全部热解冷凝废水中，使其中预定百分比的热解冷凝废水从循环吸附氧化塔1的第二出水口14流出，再使得剩余百分比的热解冷凝废水从循环吸附氧化塔的第一出水口13流出；本实施例中，优选从循环吸附氧化塔1的第二出水口14出水量(热解冷凝废水)占总循环水量的5％-20％，即从第一出水口13流出的热解冷凝废水为总循环水量的80％-95％之间。

步骤S105、通过氧化剂添加系统向第一出水口13流出的热解冷凝废水中添加预定量的氧化剂；具体是通过计量泵添加双氧水，双氧水与化学需氧量(COD)的质量比优选为0.1～0.5。

步骤S106、通过高压泵将添加氧化剂的热解冷凝废水重新输送至循环吸附氧化塔1内部。

步骤S107、将步骤S106中重新输送回循环吸附氧化塔1内部的热解冷凝废水，再依次经过第一出水口13流出、添加预定量的氧化剂以及重新输送回循环吸附氧化塔1内部的循环步骤；上述热解冷凝废水依次经过第一出水口13流出、添加预定量的氧化剂以及重新输送回循环吸附氧化塔1的步骤相当于一次循环步骤。

步骤S108、在步骤S107中的循环步骤循环预定次数后，将循环吸附氧化塔1内部的热解冷凝废水经第二出水口14流出；需要说明的是，上述热解冷凝废水的具体循环比可以根据实际情况进行适合的选择。

步骤S109、通过PH调节段对步骤S104或步骤S108中，从第二出水口14流出中的热解冷凝废水进行PH调节；其中，PH值范围优选为2-5。

步骤S110、通过氨吹脱塔将经过PH调节的热解冷凝废水进行吹脱处理，吹脱工艺按常规氨吹脱工艺控制即可。

进一步，在上述步骤S103至步骤S110中，对热解冷凝废水进行处理的原理如下：

热解炭是在高还原状态下生成，通过适当的预处理后，其具备一定的吸附功能及催化功能；因此，在循环吸附氧化塔中去除热解冷凝水中的有生物毒性的有机物的过程可以看做：

首先，热解冷凝水中的溶解性有机物，在热解炭的吸附作用下，逐渐向热解炭粉表面富集，并形成一个高浓度区域；同时废水中添加的氧化剂(双氧水)，在PH值较低的状态下，通过热解炭的催化作用下，使大分子的有机物断链氧化，其主要反应参照如下两个关系式：

RH+·OH→H₂O+·R→进一步氧化 (2)；

在酸性条件下，在热解炭的催化作用下，双氧水产生羟基自由基(·OH)，该自由基含有非常强的氧化性，氧化热解冷凝废水中的有机物；另外热解炭是一种具有还原性的物质，其表面也可以被氧化生成具有氧化性能的氧化基。

当被吸附的有机物被羟基自由基氧化后，这些氧基团也可以参与后续的氧化反应，达到降低热解冷凝废水的生物毒性，提高B/C比的目的。运行结果证明，通过该系统能将热解冷凝废水的B/C从0.1提升到0.3，基本满足可生化的条件。

本发明的生活垃圾热解冷凝废水预处理方法，能够充分利用热解冷凝水偏酸性、温度高的特质，采用循环吸附氧化塔1中的热解炭处理热解冷凝废水，做到以废制废，并且能够通过饱和热解炭回炉循环热解，不产生二次污染，不会增加废水总溶解性固体含量，不产生污泥；并且成本较低，控制简单，提高可生化性效果好，还能够根据需要实现高度自动化控制，以降低劳动强度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，其特征在于，包括：

循环吸附氧化塔(1)，包括塔体(11)、入水口(12)、第一出水口(13)、第二出水口(14)，所述入水口(12)设置在所述塔体(11)的侧面，所述第一出水口(13)设置在所述塔体(11)的底部，所述第二出水口(14)设置在所述塔体(11)的侧面高于所述入水口(12)的位置处，在所述入水口(12)与所述第二出水口(14)之间的所述塔体(11)内部，设置有至少一层布水填料层(15)和至少一层热解炭填料层(16)，且所述布水填料层(15)内部填充有热解炭填料；

隔油沉淀系统，用于对热解冷凝废水进行隔油沉淀处理；

输送装置，用于将经过所述隔油沉淀处理后的热解冷凝废水输送至所述循环吸附氧化塔(1)的入水口(12)，还用于将从所述循环吸附氧化塔(1)的第一出水口(13)流出的预定体积的热解冷凝废水重新输送至所述入水口(12)；

氧化剂添加系统，用于向所述第一出水口(13)流出的热解冷凝废水中添加预定量的氧化剂；

PH调节段，用于将从所述循环吸附氧化塔(1)的第二出水口(14)流出的热解冷凝废水进行PH调节；

氨吹脱塔，用于将经过所述PH调节的热解冷凝废水进行吹脱处理。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，其特征在于，每一层所述布水填料层(15)与每一层所述热解炭填料层(16)由下至上间隔分布。

3.根据权利要求1所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，其特征在于，所述输送装置为高压泵。

4.根据权利要求1所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，其特征在于，所述氧化剂为双氧水。

5.根据权利要求4所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统，其特征在于，所述氧化剂添加系统包括计量泵。

6.根据权利要求1-5任一项所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、通过隔油沉淀系统对热解冷凝废水进行隔油沉淀处理；

步骤二、将循环吸附氧化塔(1)内的温度和压力分别调节至预定温度和预定压力；

步骤三、通过输送装置将经过所述隔油沉淀处理后的热解冷凝废水从入水口(12)输送至所述循环吸附氧化塔(1)内部；

步骤四、在进入所述循环吸附氧化塔(1)内部的热解冷凝废水中，使其中预定百分比的热解冷凝废水从所述循环吸附氧化塔(1)的第二出水口(14)流出，再使得剩余百分比的热解冷凝废水从所述循环吸附氧化塔的第一出水口(13)流出；

步骤五、通过氧化剂添加系统向所述第一出水口(13)流出的热解冷凝废水中添加预定量的氧化剂；

步骤六、通过所述输送装置将添加氧化剂的热解冷凝废水重新输送至所述循环吸附氧化塔(1)内部；

步骤七、将所述步骤六中重新输送回所述循环吸附氧化塔(1)内部的热解冷凝废水，再依次经过所述第一出水口(13)流出、添加预定量的氧化剂以及重新输送回所述循环吸附氧化塔(1)内部的循环步骤；

步骤八、在所述步骤七中的循环步骤循环预定次数后，将所述循环吸附氧化塔(1)内部的热解冷凝废水经第二出水口(14)流出；

步骤九、通过PH调节段对所述步骤四或所述步骤八中，从所述第二出水口(14)流出中的热解冷凝废水进行PH调节；

步骤十、通过氨吹脱塔将经过所述PH调节的热解冷凝废水进行吹脱处理。

7.根据权利要求6所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统的处理方法，其特征在于，所述步骤二中，所述循环吸附氧化塔(1)的预定温度为不小于45℃，预定压力为不小于0.5MPa。

8.根据权利要求6所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统的处理方法，其特征在于，所述步骤四中，从所述循环吸附氧化塔(1)的第二出水口(14)的出水占总循环水量的5％-20％。

9.根据权利要求6所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统的处理方法，其特征在于，所述步骤五中氧化剂是双氧水，所述双氧水与化学需氧量COD的质量比为0.1～0.5。

10.根据权利要求6所述的生活垃圾热解冷凝废水预处理系统的处理方法，其特征在于，所述步骤九中，PH值范围为2-5。