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1、(10)申请公布号 CN 102849888 A (43)申请公布日 2013.01.02 C N 1 0 2 8 4 9 8 8 8 A *CN102849888A* (21)申请号 201210382420.1 (22)申请日 2012.10.11 C02F 9/10(2006.01) (71)申请人南京师范大学 地址 210097 江苏省南京市鼓楼区宁海路 122号 (72)发明人徐春燕 崔文君 于伟 汤晓斌 张金 梁硕 吴倩茹 顾中铸 (74)专利代理机构南京知识律师事务所 32207 代理人李媛媛 (54) 发明名称 一种零排放有机废水处理装置及其方法 (57) 摘要 本发明公开了一。
2、种零排放有机废水处理装置 及其方法，是一种利用超临界技术对有机废水处 理效果良好的环保技术。本发明利用的反应原理 为超临界水氧化法，通过利用工厂剩余的高温蒸 汽及反应后的废水余热对反应装置进行预热，经 过二级换热后的废水直接通到高温管式炉中进行 超临界氧化，氧化处理后的废水再次作为热源通 到前置套管预热器中与未反应废水换热；然后再 经过多级过滤装置和气液分离装置完成整个废水 处理工艺流程。将本发明的装置应用在有机废水 处理上能达到节能减排的目的，处理后的废水经 由实验测定已完全达到国家排放标准，产生的废 气可以直接通到烟厂动力车间作为燃料使用。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3。
3、页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种零排放有机废水处理装置，包括高压泵、高温管式炉、背压阀、热风换热装置、前 置套管预热器、套管冷却器、过滤装置、气液分离装置和截止阀，其特征在于，所述高压泵与 截止阀、热风换热装置、前置套管预热器和高温管式炉依次连接；所述高温管式炉与前置套 管预热器形成一个回路；所述前置套管预热器还依次与套管冷却器、过滤装置、背压阀和气 液分离装置连接。 2.根据权利要求1所述的一种零排放有机废水处理装置，其特征在于，所述高温管式 炉采用太阳能和电能两用式的加热装置加。
4、热。 3.根据权利要求1或2所述的一种零排放有机废水处理装置，其特征在于，所述过滤装 置采用多级过滤器。 4.一种利用如权利要求1所述的零排放有机废水处理装置的处理方法，其特征在于， 具体处理流程如下：先通过高温管式炉和背压阀将装置的温度和压力调节到反应所需的条 件，卷烟厂烟草薄片废水通过高压泵进入所述有机废水处理装置，进入装置的废水在反应 前先经过热风换热装置，利用烘干烟草薄片过程中剩余的高温蒸汽对废水进行一级预热； 经过一级预热的废水通入前置套管预热器进行二级预热，利用高温管式炉反应处理后的废 水与未反应的废水进行换热，换热后的废水温度达到200左右；经过二级换热后的废水 直接通到高温管式。
5、炉中进行超临界氧化，氧化处理后的废水再次作为热源通到前置套管预 热器中与未反应废水换热；然后再经过多级过滤装置和气液分离装置完成整个废水处理工 艺流程。 5.根据权利要求4所述的一种零排放有机废水处理方法，其特征在于，所述前置套管 预热器中加装有隔板和翅片。 权 利 要 求 书CN 102849888 A 1/3页 3 一种零排放有机废水处理装置及其方法 技术领域 0001 本发明涉及一种对有机废水处理效果较好的环保系统：超临界有机废水处理装置 及其方法。 背景技术 0002 超临界水氧化(Super Critical Water Oxidation or SCWO)法是由美国学者 Model。
6、l等人于20世纪80年代中期提出的一种新颖的水污染控制方法，具有节能、高效、 适用性强等特点。超临界水氧化处理技术是利用水在温度374，压力 22MPa的超临界状 态下，兼具气体与液体高扩散性、高溶解力及低表面张力的特性，对有机废弃物进行氧化分 解，将其转化成H 2 O及CO 2 ，达到去毒无害的目的。 0003 超临界水氧化法在欧美国家发展较快并且在工业上实现了广泛的应用，但是在国 内超临界水氧化法目前才刚刚起步。传统的超临界有机废水处理系统主要应用与有毒有 机废水的处理、废塑料的回收利用、精密仪器清洗、超临界络合萃取等方面。传统的超临界 有机废水处理系统需要消耗较大的电能对装置进行加热保温。
7、，同时需要大量的冷却水对反 应物冷却，耗能巨大，无法达到节能的目的。我国作为一个烟草大国，每年由于生产烟草薄 片产生大量的废水，而传统工艺主要采用生物处理法、化学氧化法、焚烧法、湿式氧化法等， 由于这些工艺都存在相应的缺陷，对废水处理不彻底在节能减排方面尚不能达到较高的要 求。但是在超临界状态下有机废水能够得到较为理想的处理效果、减少对环境的污染。 发明内容 0004 本发明的目的是利用超临界水氧化法的优点对传统的超临界水处理系统进行改 造，并将此装置应用于卷烟厂烟草薄片废水的处理中，以在节能、环保方面达到较高的要 求。 0005 为了实现上述发明目的，本发明装置采用的技术方案如下： 一种零排。
8、放有机废水处理装置，包括高压泵、高温管式炉、背压阀、热风换热装置、前置 套管预热器、套管冷却器、过滤装置、气液分离装置和截止阀，其中，所述高压泵与截止阀、 热风换热装置、前置套管预热器和高温管式炉依次连接；所述高温管式炉与前置套管预热 器形成一个回路；所述前置套管预热器还依次与套管冷却器、过滤装置、背压阀和气液分离 装置连接。 0006 所述高温管式炉采用太阳能和电能两用式的加热装置加热。所述过滤装置采用多 级过滤器。 0007 本发明方法的具体处理流程如下：先通过高温管式炉和背压阀将装置的温度和压 力调节到反应所需的条件，卷烟厂烟草薄片废水通过高压泵进入所述有机废水处理装置， 进入装置的废水。
9、在反应前先经过热风换热装置，利用烘干烟草薄片过程中剩余的高温蒸汽 对废水进行一级预热；经过一级预热的废水通入前置套管预热器进行二级预热，利用高温 管式炉反应处理后的废水与未反应的废水进行换热，换热后的废水温度达到200左右； 说 明 书CN 102849888 A 2/3页 4 经过二级换热后的废水直接通到高温管式炉中进行超临界氧化，氧化处理后的废水再次作 为热源通到前置套管预热器中与未反应废水换热；然后再经过多级过滤装置和气液分离装 置完成整个废水处理工艺流程。 0008 所述前置套管预热器中加装有隔板和翅片，达到延长反应后高温废水停留时间从 而增加换热时间和强化传热的目的。 0009 本发。
10、明主要针对有机废水（特别是卷烟厂烟草薄片废水）的处理，反应原理为超临 界水氧化法，将此装置应用在有机废水处理上达到节能减排的目的。减排方面：超临界水对 各种有机物和氧气的良好的溶解性，有机物、氧化剂以及超临界水形成均一相，反应不会因 为相际的传质而受到阻碍限制。在此条件下，有机碳转化为二氧化碳，氢转化为水，卤素原 子转化为卤化物的离子，硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐，有机氮转化为氮气，这些产物 均为无毒无害产物，达到减排目的。节能方面：（1）利用烟草薄片烘干过程剩余的高温蒸汽 对废水进行一级预热。（2）从高温管式炉中出来的反应后废水温度在500至600，利用 此温度对未进反应炉的废水进行二级预。
11、热。（3）对换热管道增加隔板和肋片，强化传热同时 延长换热时间，达到充分利用反应余热的目的。（4）采用太阳能电能两用式加热装置对高温 管式炉加热，结合太阳能和电能达到节能目的。 附图说明 0010 图1为本发明的有机废水处理装置结构示意图。图中，1-高压柱塞泵，2-截止阀， 3-热风换热装置，4-前置套管预热器，5-高温管式炉，6-热电偶，7-套管冷却器，8-压力 表，9-第一级过滤器，10-第二级过滤器，11-背压阀，12-气液分离器。 具体实施方式 0011 本实施例的有机废水处理装置如图1所述，高压柱塞泵1与截止阀2、热风换热装 置3、前置套管预热器4和高温管式炉5依次连接；高温管式炉5。
12、与前置套管预热器4形成 一个回路；前置套管预热器4再与套管冷却器7、第一级过滤器9、第二级过滤器10、背压 阀11和气液分离器12连接。第一级过滤器9的孔径为50m，第二级过滤器10的孔径为 5m。 0012 高温管式炉5采用太阳能和电能两用式的加热装置。热风换热装置3利用烟草 薄片烘干过程剩余的高温蒸汽对废水进行一级预热：废气温度在70至80，废水温度 为室温经过一级预热的废水温度将达到45左右。从高温管式炉中出来的反应后废水温 度在500至600，利用此温度对未进反应炉的废水进行二级预热，换热后废水温度达到 200。 0013 装置的具体流程： 如附图1所示，废水通过高压柱塞泵1进入反应装。
13、置，通过高 温管式炉5和背压阀11将温度和压力调到反应所需，进入装置的废水在反应前先经过一级 预热装置热风换热装置3：利用烘干薄片过程中剩余的高温蒸汽对废水进行一级预热。 经过一级预热的废水通入前置套管预热器4进行二级预热，此工艺环节主要利用由高温管 式炉5反应处理后的废水与未反应废水进行换热，预热器中加装有隔板和翅片，达到延长 反应后高温废水停留时间从而增加换热时间和强化传热的目的。换热后的废水温度已经达 到200左右，经过二级换热后的废水直接通到高温管式炉5中进行超临界氧化，氧化处理 说 明 书CN 102849888 A 3/3页 5 后的废水再次作为热源通到前置套管预热器4中与未反应废。
14、水换热。此时的废水温度已基 本冷却无需额外冷却装置，再经过第一级过滤器9、第二级过滤器10、气液分离器12完成整 个废水处理工艺流程。处理后的废水经由实验测定已完全达到国家排放标准。产生的废气 可以直接通到烟厂动力车间作为燃料使用。 0014 本发明的基本原理：经过两级预热后的废水通到高温管式炉5中，有机物在高温 高压下与溶解在水中的氧气进行氧化反应。在超临界状态，下气体、有机物在超临界水中具 有良好的溶解性，有机物中的在超临界水氧化过程中，由于超临界水对各种有机物和氧气 的良好的溶解性，有机物、氧化剂以及超临界水形成均一相，反应不会因为相际的传质而受 到阻碍限制。在此条件下，有机碳转化为二氧化碳，氢转化为水，卤素原子转化为卤化物的 离子，硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐，有机氮转化为氮气。 0015 本发明的实验数据如下： 表1气体产物分析结果 表2反应前后废水样品分析结果 实施例温度（）压力（MPa）化学需氧量(mg/L) 原样品600 25 964.77 H2O2过量系数1.2 600 25 292.88 H2O2过量系数1.5 600 25 275.65 H2O2过量系数2.0 600 25 206.74 说 明 书CN 102849888 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102849888 A 。