權(quán)利要求

1.有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，其包括低溫蒸發(fā)單元和滲透氣化單元；所述低溫蒸發(fā)單元包括低溫蒸發(fā)器；所述滲透氣化單元包括滲透氣化裝置；所述滲透氣化裝置的進料口與所述低溫蒸發(fā)器的蒸汽出口相連；所述滲透氣化裝置包括滲透氣化膜，所述滲透氣化膜將所述滲透氣化裝置分為濃水側(cè)和淡水側(cè)，所述滲透氣化膜為疏水膜；所述低溫蒸發(fā)單元設(shè)置有進水口，所述有機廢水由所述進水口進入所述低溫蒸發(fā)器。2.如權(quán)利要求1所述的有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫蒸發(fā)器設(shè)置有蒸發(fā)母液出料口，用于蒸發(fā)母液的排放；較佳地，所述低溫蒸發(fā)單元還包括蒸發(fā)母液收集箱，所述蒸發(fā)母液收集箱與所述蒸發(fā)母液出料口相連，用于收集蒸發(fā)后的母液； 和/或，所述滲透氣化裝置還包括濃縮液出料口和淡化液出料口，所述濃縮液出料口設(shè)置在所述濃水側(cè)，所述淡化液出料口設(shè)置在所述淡水側(cè)；其中，較佳地，所述滲透氣化單元還包括濃水冷凝罐和淡水冷凝罐，所述濃水冷凝罐與所述濃縮液出料口相連，所述淡水冷凝罐與所述淡化液出料口相連；較佳地，所述滲透氣化單元還包括濃水收集箱和淡水收集箱，所述濃水收集箱和所述濃水冷凝罐的出口相連，所述淡水收集箱和所述淡水冷凝罐的出口相連。 3.如權(quán)利要求1所述的有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述有機廢水的處理系統(tǒng)還包括真空循環(huán)單元，所述真空循環(huán)單元與所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)相連，用于為所述濃水側(cè)形成高真空環(huán)境； 其中，所述真空循環(huán)單元較佳地包括真空射流器、循環(huán)泵和收集水箱；所述循環(huán)泵較佳地為變頻泵； 其中，所述真空循環(huán)單元較佳地還包括機械真空泵，所述機械真空泵與所述濃水側(cè)相連，用于輔助所述濃水側(cè)形成高真空負壓環(huán)境。 4.如權(quán)利要求1所述的有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述有機廢水的處理系統(tǒng)還包括進料單元，所述進料單元與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連； 其中，較佳地，所述進料單元包括依次連接的原料箱、進料泵和真空維持閥，所述真空維持閥通過管路與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連。 5.如權(quán)利要求2所述的有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述有機廢水的處理系統(tǒng)還包括熱泵單元，所述熱泵單元內(nèi)流通有制冷劑，用于對所述有機廢水的處理系統(tǒng)進行加熱或冷卻； 其中，較佳地，所述熱泵單元包括通過管道依次連通的壓縮機、加熱盤管、冷凝器和冷凝盤管，所述冷凝盤管的出口與所述壓縮機的進口相連； 較佳地，所述加熱盤管設(shè)置在所述低溫蒸發(fā)器內(nèi)部，所述冷凝盤管設(shè)置在所述濃水冷凝罐和所述淡水冷凝罐內(nèi)部； 或者，所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連，用于濃水的回流以進一步提高濃水的濃度； 或者，所述滲透氣化裝置的淡水側(cè)與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連，用于淡水的回流以進一步降低淡水的濃度。 6.有機廢水的處理工藝，其特征在于，其在如權(quán)利要求1～5中任一項所述的有機廢水的處理系統(tǒng)中進行，所述滲透氣化裝置的進料溫度為50～70℃，所述有機廢水包括與水形成共沸的有機物。 7.如權(quán)利要求6所述的有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述有機廢水的濃度為1～30％，較佳地為不高于15％，例如3～5％，所述有機廢水的濃度為所述有機物占所述有機廢水的質(zhì)量百分比； 和/或，所述有機廢水的CODcr為10000～1000000mg/L，較佳地為30000～250000mg/L，更佳地為50000～80000mg/L或100000～150000mg/L，例如125000mg/L； 和/或，所述濃水側(cè)的濃水濃度不高于50％，較佳地為20～40％，例如30％，所述濃水濃度為所述有機物占所述濃水的質(zhì)量百分比。 8.如權(quán)利要求6所述的有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述滲透氣化裝置的進料溫度為55～65℃，較佳地為55～62℃，例如60℃； 和/或，所述低溫蒸發(fā)器的溫度與所述滲透氣化裝置的進料溫度的溫差為5～15℃，較佳地為10℃或13℃； 和/或，所述低溫蒸發(fā)器的溫度為60～85℃，較佳地為65～80℃，更佳地為70℃或78℃。 9.如權(quán)利要求6所述的有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述低溫蒸發(fā)器的壓力為所述有機廢水在所述低溫蒸發(fā)器的溫度下沸騰氣化的壓力； 或者，所述低溫蒸發(fā)器的壓力為-50kPa～-80kPa，較佳地為-55kPa、-75kPa或-70kPa； 和/或，所述滲透氣化裝置的進料壓力為所述有機廢水在所述進料溫度下的飽和蒸氣壓； 或者，所述滲透氣化裝置的進料壓力為-50～-80kPa，較佳地為-56kPa、-72kPa或-77kPa。 10.如權(quán)利要求6所述的有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述滲透氣化裝置的出料壓力為-50～-99.9KPa，較佳地為-90～-99.9kPa，更佳地為-99kPa； 或者，所述滲透氣化裝置的進料壓力與所述滲透氣化裝置的出料壓力之間的壓差不小于18kPa，較佳地為不小于20kPa。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種有機廢水的處理系統(tǒng)和處理工藝。

背景技術(shù)

部分有機廢水，如水性漆廢水的有機物含量高，不及時處理容易造成廢水的COD迅速增多，高COD廢水送去污水處理占一次性處理成本很高；并且其中的有機物質(zhì)，如水性漆和清洗劑等物質(zhì)有較大的回收利用的價值。

在傳統(tǒng)有機物分離領(lǐng)域中，常見的分離方式為精餾、蒸餾、萃取和過濾。針對難處理的共沸物，常見的分離方法為萃取、過濾或膜分離。其中滲透氣化技術(shù)是屬于膜分離過程的一種，其主要利用滲透氣化膜材料的選擇透過性，通過在膜兩側(cè)的濃度差或者是壓力差實現(xiàn)傳質(zhì)推動力。因為膜后側(cè)處于低壓，所以組分通過膜厚即氣化成蒸汽，蒸汽用真空泵抽走或用惰性氣體吹掃等方法除去，使?jié)B透過程不斷進行。采用適當?shù)哪げ牧虾椭圃旆椒梢灾频脤σ环N組分透過速率快，對另一組分滲透速率相對很少，甚至接近零的膜，因此滲透氣化過程可以高效地分離液體混合物。

中國專利文獻CN104959037A公開了一種溶劑脫水的裝置，其主要利用滲透氣化膜的透水性原理，阻擋有機物的透過。中國專利文獻CN107137958A公開了一種滲透氣化膜有機溶劑脫水設(shè)備，其也是利用滲透氣化膜的透水功能，采用精餾塔形式進行蒸發(fā)。以上現(xiàn)有技術(shù)都是利用精餾與滲透氣化耦合，將液體蒸發(fā)后，通過滲透氣化膜將其中的水分透過滲透膜，實現(xiàn)和有機物的分離。這種處理系統(tǒng)設(shè)備投入成本高、占地面積大、場地投入費用高；精餾塔涉及高溫高壓操作，能耗投入大，系統(tǒng)運行環(huán)境要求嚴苛，對場地的安全性和防火防爆等級都有限制；另外，上述現(xiàn)有技術(shù)中的滲透氣化膜均采用透水膜，適用于高濃度有機廢水的提純，例如含水率為10％以內(nèi)的有機廢水提純至含水率為1％以內(nèi)；對于低濃度有機廢水的提濃，例如含水率超過40％的有機廢水的提濃，運行成本則成倍增加。對于高濃度有機廢水，例如濃度超過30％的有機廢水也可采用危廢焚燒的方法進行處理；對于超低濃度有機廢水，例如濃度低于1％廢水可以采用生化、高級氧化或濕式氧化等常規(guī)水處理工藝處理。目前，對于濃度范圍為1～30％的有機廢水仍沒有設(shè)備和場地費用投入低、能耗低、對運行環(huán)境要求寬松的處理系統(tǒng)和處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服了現(xiàn)有有機廢水處理系統(tǒng)存在的設(shè)備投入成本高、占地面積大、場地投入費用高；能耗投入大，系統(tǒng)運行環(huán)境要求嚴苛以及用于低濃度有機廢水提濃會翻倍增加運行成本的缺陷，提供了一種有機廢水的處理系統(tǒng)和處理工藝。本發(fā)明的有機廢水處理系統(tǒng)和處理工藝適用于濃度為1～30％有機廢水提濃，且設(shè)備和場地投入低、運行成本低、對運行環(huán)境要求寬松。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供了一種有機廢水的處理系統(tǒng)，其包括低溫蒸發(fā)單元和滲透氣化單元；所述低溫蒸發(fā)單元包括低溫蒸發(fā)器；所述滲透氣化單元包括滲透氣化裝置；所述滲透氣化裝置的進料口與所述低溫蒸發(fā)器的蒸汽出口相連；所述滲透氣化裝置包括滲透氣化膜，所述滲透氣化膜將所述滲透氣化裝置分為濃水側(cè)和淡水側(cè)，所述滲透氣化膜為疏水膜；所述低溫蒸發(fā)單元設(shè)置有進水口，所述有機廢水由所述進水口進入所述低溫蒸發(fā)器。

本發(fā)明中，較佳地，所述低溫蒸發(fā)器和所述滲透氣化裝置獨立地設(shè)置有異常情況排放口。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器可為本領(lǐng)域常規(guī)用于低溫低壓狀態(tài)下，通過加入蒸發(fā)廢液產(chǎn)生蒸汽的反應(yīng)器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，蒸發(fā)的體系為醇或醚等有機物與水的共沸體系時，通過所述低溫蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽為有機物和水的混合物。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器的材質(zhì)可為本領(lǐng)域常規(guī)，一般地可為不銹鋼、碳鋼或玻璃。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器的形狀可為本領(lǐng)域常規(guī)，一般地可為圓柱形、矩形或不規(guī)則形狀。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器的容積可為根據(jù)需要常規(guī)調(diào)整。

本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述低溫蒸發(fā)器一般還設(shè)置有蒸發(fā)母液出料口。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)單元較佳地還包括蒸發(fā)母液收集箱，所述蒸發(fā)母液收集箱與所述蒸發(fā)母液出料口相連，用于收集蒸發(fā)后的母液。

本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述疏水膜可為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇性透過有機物的膜。

由于現(xiàn)有技術(shù)中疏水膜配方的局限，疏水膜在選擇性透過有機物時并不能對水實現(xiàn)完全的截留，還是有部分水能透過所述疏水膜，在疏水膜另一側(cè)形成濃水側(cè)。

本發(fā)明中，所述滲透氣化裝置一般還包括滲透氣化膜倒流板和滲透氣化管網(wǎng)。

本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述滲透氣化裝置由所述滲透氣化膜分隔形成濃水側(cè)和淡水側(cè)。所述滲透氣化裝置的進料側(cè)為低濃度的有機廢水，即為淡水側(cè)；有機物選擇性透過滲透氣化膜，在膜另一側(cè)形成高濃度的有機物溶液，即為濃水側(cè)。

本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述滲透氣化裝置一般還設(shè)置有淡化液出料口和濃縮液出料口，所述淡化液出料口設(shè)置在所述淡水側(cè)，所述濃縮液出料口設(shè)置在所述濃水側(cè)。

本發(fā)明中，較佳地，所述滲透氣化單元還包括濃水冷凝罐和淡水冷凝罐；所述濃水冷凝罐與所述濃縮液出料口相連；所述淡水冷凝罐與所述淡化液出料口相連。

本發(fā)明中，較佳地，所述滲透氣化單元還包括濃水收集箱和淡水收集箱，所述濃水收集箱和所述濃水冷凝罐的出口相連；所述淡水收集箱和所述淡水冷凝罐的出口相連。

本發(fā)明中，所述有機廢水的處理系統(tǒng)一般地還包括真空循環(huán)單元，所述真空循環(huán)單元與所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)相連，用于為所述濃水側(cè)形成高真空環(huán)境，保證所述滲透氣化膜兩側(cè)的壓差推動力。

其中，較佳地，所述真空循環(huán)單元與所述濃水冷凝罐相連，通過所述濃水冷凝罐內(nèi)形成負壓使所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)形成負壓。

其中，所述真空循環(huán)單元可為本領(lǐng)域常規(guī)，一般地包括真空射流器、循環(huán)泵和收集水箱。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述真空單元通過液體在所述循環(huán)泵內(nèi)形成循環(huán)，同時通過所述真空射流器、利用文丘里原理，將所述濃水冷凝罐中的液體或氣體抽出，使得在所述濃水冷凝罐中形成負壓。

所述循環(huán)泵較佳地為變頻泵。所述變頻泵一般地與中央控制器連接，用于控制所述變頻泵的頻率。

其中，所述真空單元較佳地還包括機械真空泵，所述機械真空泵與所述濃水側(cè)相連，用于輔助所述濃水側(cè)形成高真空負壓環(huán)境。

較佳地，所述機械真空泵與所述濃水冷凝罐相連，通過所述濃水冷凝罐的高負壓使所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)形成高負壓。

本發(fā)明的某些較佳實施方案中，所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連，用于濃水的回流進一步提高濃水的濃度。

其中，較佳地，所述濃水收集箱的出口與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連。

本發(fā)明的某些較佳實施方案中，所述滲透氣化裝置的淡水側(cè)與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連，用于淡水的回流進一步降低淡水的濃度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述滲透氣化裝置的進料濃度越高，所述濃水側(cè)的濃度越高；所述滲透氣化裝置的進料濃度越低，所述淡水側(cè)的濃度越低。因此，可以根據(jù)需要選擇濃水的回流以進一步提高濃水的濃度或?qū)⒌亓鬟M一步降低淡水的濃度。

其中，較佳地，所述淡水收集箱的出口與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連。

本發(fā)明中，所述有機廢水的處理系統(tǒng)較佳地還包括進料單元，所述進料單元與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連。

其中，所述進料單元一般地包括依次連接的原料箱、進料泵和真空維持閥，所述真空維持閥通過管路與所述低溫蒸發(fā)器的進口相連。

所述真空泵和所述真空維持閥較佳地與均與中央控制系統(tǒng)相連，用于對所述低溫蒸發(fā)器內(nèi)的溫度、壓力和液位等進行實時反饋和調(diào)節(jié)。

本發(fā)明中，所述有機廢水的處理系統(tǒng)一般地還包括熱泵單元，所述熱泵單元內(nèi)流通有制冷劑，用于對所述有機廢水的處理系統(tǒng)進行加熱或冷卻。

其中，所述熱泵單元一般地包括通過管道依次連通的壓縮機、加熱盤管、冷凝器和冷凝盤管，所述冷凝盤管的出口與所述壓縮機的進口相連。

其中，所述制冷劑可為本領(lǐng)域常規(guī)，一般地可為氟利昂或環(huán)戊烷。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述制冷劑通過所述壓縮機后，壓力和溫度升高，通過所述加熱盤管加熱所述低溫蒸發(fā)器中的物料；流出所述加熱盤管的制冷劑溫度降低，通過所述冷凝器及膨脹閥后壓力釋放、溫度降低，進入所述冷凝盤管，用于冷卻所述濃水冷凝罐和所述淡水冷凝罐中的氣體。

其中，所述管道的材質(zhì)可為本領(lǐng)域常規(guī)適合換熱的材質(zhì)，一般地可為銅管或不銹鋼管。

其中，所述加熱盤管的尺寸一般地根據(jù)換所述熱面積和所述低溫蒸發(fā)器的尺寸常規(guī)設(shè)計。

其中，所述冷凝盤管的尺寸一般地根據(jù)所需換熱面積和所述濃水冷凝罐或所述淡水冷凝罐的尺寸常規(guī)設(shè)計。

本發(fā)明還提供了一種有機廢水的處理工藝，其利用如上所述的有機廢水的處理系統(tǒng)進行，所述滲透氣化裝置的進料溫度為50～70℃，所述有機廢水包括和水形成共沸的有機物。

本發(fā)明中，所述有機廢水的濃度較佳地為1～30％，更佳地為不高于15％，例如3～5％，所述有機廢水的濃度為所述有機物占所述有機廢水的質(zhì)量百分比。

本發(fā)明中，所述有機物可為本領(lǐng)域常規(guī)與水形成共沸體系的有機物，一般地可為醇類或醚類有機物，例如乙醇或乙二醇單丁醚。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述有機廢水經(jīng)所述低溫蒸發(fā)單元蒸發(fā)，所述共沸體系以蒸汽形式進入所述滲透氣化單元，在所述滲透氣化裝置的濃水側(cè)形成濃水，在所述滲透氣化裝置的淡水側(cè)形成淡水，實現(xiàn)所有有機物和所述水的分離。

本發(fā)明中，所述濃水的濃度可根據(jù)需要常規(guī)設(shè)置，一般地不高于50％，較佳地為20～40％，例如30％，所述濃水的濃度為所述有機物占所述濃水的質(zhì)量百分比。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述滲透氣化裝置開始進料時，所述濃水的濃度最高，隨著滲透氣化的進行，淡水側(cè)的淡水濃度逐漸降低，濃水側(cè)的濃水的濃度也逐漸降低，當濃水的濃度或淡水的濃度滿足需要時即可。

本發(fā)明中，所述滲透氣化裝置的進料溫度較佳地為55～65℃，更佳地為55～62℃，例如60℃。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器的溫度與所述滲透氣化裝置的進料溫度的溫差ΔT較佳地為5～15℃，例如10℃或13℃。

本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，所述低溫蒸發(fā)器的溫度為所述低溫蒸發(fā)器內(nèi)液體的溫度，也為所訴低溫蒸發(fā)器出口蒸汽的溫度，出口蒸汽通過管道傳輸至所述滲透氣化裝置的進口過程中會有熱量損失，相應(yīng)地溫度會有所降低，溫度降低的幅度即為所述溫差ΔT。所述滲透氣化裝置的進料溫度越高，所述溫差ΔT也越高。

本發(fā)明中，所述滲透氣化裝置的進料溫度為55～65℃，所述溫差ΔT較佳地為8～13℃，更佳地為10℃。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器的溫度較佳地為60～85℃，更佳地為65～80℃，例如70℃或78℃。

本發(fā)明中，所述低溫蒸發(fā)器的壓力即為所述有機廢水在所述低溫蒸發(fā)器的溫度下沸騰氣化的壓力。

本發(fā)明的某些較佳實施方案中，所述低溫蒸發(fā)器的壓力為-50kPa～-80kPa，例如-55kPa、-75kPa或-70kPa。

本發(fā)明中，所述滲透氣化裝置的進料壓力即為所述共沸體系在所述進料溫度下的飽和蒸氣壓。

本發(fā)明的某些較佳實施方案中，所述滲透氣化裝置的進料壓力為-50～-80kPa，例如-56kPa、-72kPa或-77kPa。

本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)可以理解，由于所述滲透氣化裝置的進料溫度低于所述低溫蒸發(fā)器的溫度，且所述滲透氣化裝置靠近所述真空循環(huán)單元，所以所述滲透氣化的進料壓力一般稍低于所述低溫蒸發(fā)器的壓力。

本發(fā)明中，所述滲透氣化裝置的出料壓力可為本領(lǐng)域常規(guī)能達到的最大的負壓，較佳地為-50～-99.9KPa，更佳地為-90～-99.9kPa。

本發(fā)明中，較佳地，所述滲透氣化裝置的進料壓力與所述滲透氣化裝置的出料壓力之間的壓差ΔP不小于18kPa，更佳地為不小于20kPa。

本發(fā)明中，較佳地，所述滲透氣化裝置的出料真空度為所述滲透氣化裝置的進料真空度的1.5倍以上，更佳地為2倍以上。

本發(fā)明中，所述有機廢水的處理系統(tǒng)包括所述濃水冷凝罐和所述淡水冷凝罐時，所述濃水冷凝罐的溫度和所述淡水冷凝罐的溫度分別低于所述濃水的冷凝點和所述淡水的冷凝點即可。

本發(fā)明某些較佳實施方案中，所述濃水冷凝罐的溫度和所述淡水冷凝罐的溫度分別獨立地為0～10℃，例如5℃。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。

本發(fā)明的積極進步效果在于：1)本發(fā)明提供了一種1～30wt％濃度、低沸點共沸有機廢水的處理系統(tǒng)和工藝；提濃的濃水可作為有機溶劑回收利用，淡水也可作為循環(huán)水重復利用。

2)本發(fā)明低溫蒸發(fā)耦合滲透氣化系統(tǒng)的設(shè)備和場地投入大幅低于現(xiàn)有技術(shù)的精餾耦合滲透氣化，系統(tǒng)運行不涉及高溫高壓，對環(huán)境要求也更加寬松。

3)本發(fā)明大幅降低了低濃度有機廢水的處理能耗，以5％的乙二醇單丁醚提濃至30％為例，本發(fā)明的運行能耗可均≤203元/噸水，甚至可低至168元/噸水，運行成本大幅降低。

附圖說明

圖1為實施例1的有機廢水的處理系統(tǒng)圖。

1-進料單元；11-原料箱；12-進料泵；13-真空維持閥；2-低溫蒸發(fā)單元；21-低溫蒸發(fā)器；22-蒸發(fā)母液收集箱；23-排放泵；3-滲透氣化單元；31-滲透氣化裝置；32-濃水冷凝罐；33-淡水冷凝罐；34-濃水收集箱；35-淡水收集箱；4-真空循環(huán)單元；41-真空射流器；42-循環(huán)泵；43-輔助真空泵；5-熱泵單元；51-壓縮機；52-加熱盤管；53-冷凝器；54-冷凝盤管；55-輔助加熱系統(tǒng)；56-輔助冷凝系統(tǒng)。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。

以下實施例所用的疏水膜由上海電氣集團股份有限公司生產(chǎn)SEPV型號；所用透水膜為寧波信遠膜分離有限公司生產(chǎn)MD-BX200-IDW型號。

實施例1

參照圖1所示，本實施例的有機廢水的處理系統(tǒng)包括進料單元1、低溫蒸發(fā)單元2、滲透氣化單元3、真空循環(huán)單元4和熱泵單元5。

進料單元1包括由管路連通的原料箱11、進料泵12和真空維持閥13。低溫蒸發(fā)單元2包括低溫蒸發(fā)器21和蒸發(fā)母液收集箱22，蒸發(fā)母液收集箱22與低溫蒸發(fā)器21的底部出口通過排放泵23相連，用于排放和收集蒸發(fā)后的母液。低溫蒸發(fā)器21的進口通過管路與真空維持閥13相連。

滲透氣化單元3包括滲透氣化裝置31、濃水冷凝罐32、淡水冷凝罐33、濃水收集箱34和淡水收集箱35。滲透氣化裝置31的進料口與低溫蒸發(fā)器21的蒸氣出口相連。滲透氣化裝置31由疏水膜作為滲透氣化膜，滲透氣化膜將滲透氣化裝置31分為濃水側(cè)和淡水側(cè)，滲透氣化裝置31的進料側(cè)為淡水側(cè)，有機物的透過側(cè)為濃水側(cè)。濃水側(cè)設(shè)置有濃水出口，淡水側(cè)設(shè)置有淡水出口；濃水冷凝罐32與濃水出口相連，用于濃水的冷凝，濃水收集箱34與濃水冷凝罐32的出口相連，用于濃水的收集和儲運。淡水冷凝罐33與淡水出口相連，用于淡水的冷凝；淡水收集箱35與淡水冷凝罐33的出口相連，用于淡水的收集和儲運。滲透氣化裝置31的濃水側(cè)與低溫蒸發(fā)器21的進口相連，用于部分濃水的回流進一步提高濃水的濃度。

真空循環(huán)單元4與滲透氣化單元3的濃水冷凝罐32相連，用于為滲透氣化裝置31的濃水側(cè)提供高真空環(huán)境，保證滲透氣化膜兩側(cè)的壓差推動力。真空循環(huán)單元4包括真空射流器41、循環(huán)泵42和輔助真空泵43。真空單元通過液體在所述循環(huán)泵42內(nèi)形成循環(huán)，同時通過所述真空射流器41、利用文丘里原理，將所述濃水冷凝罐32中的液體或氣體抽出，使得在所述濃水冷凝罐32中形成負壓。其中，循環(huán)泵42為變頻泵，與中央控制器連接，用于控制所述變頻泵的頻率。輔助真空泵43與濃水冷凝罐32相連，用于輔助濃水側(cè)形成高真空負壓環(huán)境。

熱泵單元5包括依次連通的壓縮機51、加熱盤管52、冷凝器53和冷凝盤管54，冷凝盤管54的出口與壓縮機51的進口相連；加熱盤管52設(shè)置在低溫蒸發(fā)器21內(nèi)部，冷凝盤管54設(shè)置在濃水冷凝罐32和淡水冷凝罐33內(nèi)部，熱泵單元5內(nèi)流通有制冷劑，用于對所述有機廢水的處理系統(tǒng)進行加熱或冷卻。制冷劑通過壓縮機51后，壓力和溫度升高，通過加熱盤管52加熱低溫蒸發(fā)器21中的物料，如果加熱溫度不夠，可在低溫蒸發(fā)器21中設(shè)置輔助加熱系統(tǒng)55用于輔助加熱；流出加熱盤管52的制冷劑溫度降低，通過冷凝器53及膨脹閥后壓力釋放、溫度降低，進入冷凝盤管54，用于冷卻濃水冷凝罐32和淡水冷凝罐33中的物料。如果經(jīng)過冷凝器53后的冷卻劑的溫度不夠低，冷卻劑可經(jīng)過輔助冷卻系統(tǒng)55進一步降溫后再依次進入濃水冷凝罐32和淡水冷凝罐33中的冷凝盤管54。

實施例2～4

以實施例1的有機廢水的處理系統(tǒng)處理水性漆清洗廢水。

水性漆清洗廢水是從汽車廠的涂裝生產(chǎn)車間出來的水性漆清洗液，其中含有水性漆，清洗劑等物質(zhì)，其化學分子的主要組成為乙二醇單丁醚，二乙二醇單丁醚，也包括色漆中的水性顯色基團。通過混凝前處理，將廢水的含固物質(zhì)去除。其后將廢水投入到本發(fā)明所述的原料箱，此時水中的CODcr為125000mg/L，乙二醇單丁醚的濃度為7％。實施例2～4工藝參數(shù)分別如表1所示，滲透氣化濃水側(cè)乙二醇單丁醚的濃度控制為30wt％，處理每噸水性漆清洗廢水的能耗計算結(jié)果如表1所示。30wt％的乙二醇單丁醚經(jīng)過進一步提濃可以達到98％以上的純度，完全可以實現(xiàn)乙二醇單丁醚作為車間清洗劑的二次回收使用。

表1實施例2～4工藝參數(shù)及能耗結(jié)果表

表1中，“濃水/淡水冷凝罐溫度”表示濃水冷凝罐和淡水冷凝罐的溫度相同，均為表1中數(shù)值。

實施例5

采用實施例1的有機廢水的處理系統(tǒng)處理乙醇廢水。

乙醇廢水從含有乙醇和鹽等污染物的生產(chǎn)車間排出，其中含有乙醇等物質(zhì)。乙醇廢水通過混凝前處理，將廢固體懸浮物中的含固物質(zhì)去除，投入到本發(fā)明的原料箱中，此時水中的CODcr為50000～80000mg/L，乙醇的濃度為3-5wt％。

濃水收集箱中濃水CODcr提升至200000-300000mg/L，乙醇的濃度達到45-55％，淡水收集箱中淡水CODcr降低至5000-10000mg/L，乙醇的濃度降至0.5-1％。濃水經(jīng)進一步提濃后，乙醇濃度可達99％以上，完全可以實現(xiàn)乙醇回收再利用的目的。

對比例

對比例處理的有機廢水與實施例2～4相同，均為水性漆清洗廢水，其中的CODcr為125000mg/L，乙二醇單丁醚的濃度為7％。提濃后的乙二醇單丁醚的濃度同樣控制為30wt％，采用的處理系統(tǒng)及相應(yīng)的處理每噸水性漆清洗廢水的能耗計算結(jié)果如表2所示。

其中，對比例2，采用減壓精餾操作，精餾塔的塔板數(shù)為20，塔體高度為8-10m，操作壓力為5kPa，塔頂溫度為98至150℃，塔底溫度為160至190℃。

對比例3，采用低溫蒸發(fā)操作，其低溫蒸發(fā)控制條件與實施例2一致，滲透氣化(透水膜)膜面積為滲透氣化透有機膜的5倍，溫度控制為50℃，真空側(cè)負壓值為-99KPa。

對比例4，采用常壓精餾操作，塔板數(shù)為15，操作壓力為0.1MPa，塔體高度為5-8米，塔頂溫度為98至150℃，塔底溫度為160至190℃。冷凝降溫后，進一步采用滲透氣化(透水膜)操作，操作條件與對比例3的滲透氣化的操作條件一致。

表2對比例廢水處理系統(tǒng)及運行能耗表

從表1和表2的能耗結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的處理系統(tǒng)處理低濃度有機廢水的能耗費用較現(xiàn)有技術(shù)的精餾或低溫蒸發(fā)耦合滲透氣化(透水膜)的運行能耗都更低，和精餾耦合滲透氣化(透水膜)的運行能耗基本相當，但是本發(fā)明的處理系統(tǒng)較對比例4處理系統(tǒng)具有更低的設(shè)備建設(shè)成本，并且占比面積也更小，運行環(huán)境不涉及高溫高壓，更加安全，對運行環(huán)境要求也更寬松。

對于實施例2～4采用的水性漆清洗廢水的處理，實施例2的處理工藝較實施例3和實施例4運行能耗更低。

有機廢水的處理系統(tǒng)和處理工藝.pdf