本發明涉及一種用于去除難降解水中揮發性有機物的方法，屬于污水處理技術領域。
背景技術：
難降解處理的廢水種類較多，較典型的如垃圾滲瀝液、焦化廢水、化工、醫藥生產廢水等。水中難降解有機物也種類繁多，水質復雜，高鹽、異味、高含量易揮發有機物等復雜狀況對常用的生物降解工藝提出了挑戰。
高鹽難降解廢水的處理也可直接采用濕法高級氧化技術處理，但相關工程實踐尚未見報道。直接燃燒降解雖是可行的技術手段，考慮到廢水的量大、高汽化潛熱、高耗能、高成本等因素，工程實例也相當少見。
工業廢水中鹽類濃度變化復雜，有機物種類繁多，傳統的廢水處理工藝一般采用較大的調節池，均化廢水中鹽類和有機物的濃度，并采用生物降解后的低有機物濃度的凈化水大量稀釋調節池的出水，以滿足微生物自身生長和降解有機物需要。從現有的大量工程實踐看，如焦化、制藥、農藥、化工、甚至垃圾滲瀝液等部分行業的典型廢水的處理效果均難以滿足越來越嚴格的廢水排放標準的要求，急需新的處理工藝。
部分新技術開始避開廢水中高鹽度對微生物生長的影響，采用預先脫鹽或處理后脫鹽的方法，獲得低鹽的廢水，以便后續的生物法處理。但較經濟的反滲透脫鹽處理卻受到了有機物、鹽度過高等因素的影響，因此部分企業被迫采取成本更高的蒸發脫鹽工藝。無論是三效蒸發還是MVR(機械壓縮再蒸發)脫鹽系統，過程的脫鹽的效果較好，但水中揮發性有機物，特別是水溶性揮發性有機物會隨后續的冷凝進入冷凝水中，冷凝水的有機物污染，特別是難生物降解有機物污染的問題依然存在。
高溫焚燒顯然是去除有機物的快速有效的方法，特別是RTO(蓄熱式焚燒爐)較廣泛的用于廢氣中的有機物的去除，將含有機物高鹽廢水的蒸發過程與RTO技術，可以方便的將廢水蒸發過程的潛熱利用和高溫氧化焚燒過程耦合優化，大大降低高鹽廢水中有機物的處理成本。
然而，傳統含揮發性有機物廢氣的高溫燃燒去除過程不需要氧氣的補充，而廢水蒸發的氣相組分主要為水蒸氣，高溫過程本身只能形成有機物的熱裂解，并主要轉化成CO和H2，不能完成有機物的最終處理。
技術實現要素：
本發明針對現有難降解水中揮發性有機物去除技術存在的不足，提出一種運行靈活、成本低的難降解水中揮發性有機物的去除方法，該方法利用廢水揮發過程的蓄熱式蒸汽燃燒去除水中高濃度揮發性有機物的方法，達到了節能降耗的目的。
本發明的難降解水中揮發性有機物的去除方法，是：
廢水進入蒸發器，廢水蒸發產生的含有揮發性有機物的混合蒸汽進入蓄熱體，蓄熱體至少設置有三組，先由第一組蓄熱體進入焚燒單元，并使用第一組蓄熱體的蓄熱加熱混合蒸汽，焚燒單元加熱焚燒蒸汽中的有機物，并將混合蒸汽加熱為過熱蒸汽，過熱蒸汽經過第二組蓄熱體的過程將蒸汽的顯熱釋放，加熱第二組蓄熱體，其后再回到蒸發器，為蒸發器提供熱量，與此同時過熱蒸汽對第三組蓄熱體內的殘余混合蒸汽吹掃；當過熱蒸汽在第二蓄熱體的進口溫度T1(由焚燒單元進入蓄熱體時的溫度)與出口溫度T2(通過蓄熱體后排出的溫度)的溫差達到20℃時，切換混合蒸汽通過第二組蓄熱體進入焚燒單元，過熱蒸汽經過第三組蓄熱體回到蒸發器，同時通過過熱蒸汽對第一組蓄熱體內的殘余混合蒸汽吹掃；當過熱蒸汽在第三組蓄熱體出口溫度T2與的混合蒸汽進口溫度T1溫差達到20℃時，切換混合蒸汽通過第三組蓄熱體進入焚燒單元，過熱蒸汽經過第一組蓄熱體回到蒸發器，同時通過過熱蒸汽對第二組蓄熱體內的殘余混合蒸汽吹掃；當過熱蒸汽在第一組蓄熱體與出口溫度T2與進口溫度T1的達到20℃時，使混合蒸汽再通過第一組蓄熱體進入焚燒單元；如此循環，直至廢水處理完畢；
蒸發器內產生的冷凝水由蒸發器底部排出，剩余不凝氣可由蒸發器尾端排出，蒸發器內廢水蒸發后剩余的濃縮鹽或濃縮鹽水由蒸發器的出料口排出。
所述焚燒單元中的焚燒溫度T設定為700-850℃。
焚燒單元中所需空氣由與焚燒單元連接的空氣管路提供，空氣量由蓄熱體排出的過熱蒸汽的含氧量確定，含氧量體積百分比為0.5-1％。
本發明在結合廢水蒸發和高溫蓄熱的同時，在高溫區補充定量的氧氣，完成有機物的完全氧化，廢水蒸發過程的飽和蒸汽在蓄熱氧化過程中變為過熱蒸汽，并在后續蒸發器單元的熱流體一側釋放熱量，廢氣中的不凝氣則由后續放空閥放空處理，完成高鹽廢水中揮發性有機物的蒸發、焚燒處理過程。運行靈活，有機物去除徹底，達到了節能降耗的目的。
附圖說明
圖1是本發明中難降解水中揮發性有機物的去除系統的結構原理示意圖。
圖中：1.蒸發器，2.真空泵，3.蒸汽壓縮機，4.循環風機，5.含氧量探頭，6.第一蓄熱體，7.第二蓄熱體，8.第三蓄熱體，9.焚燒單元，10.燃氣進管，11.空氣進管，12.混合蒸汽管路，13.過熱蒸汽管路，14.吹掃管路；1A.第一進氣閥，1B.第二進氣閥，1C.第三進氣閥，2A.第一吹掃閥，2B.第二吹掃閥，2C.第三吹掃閥，3A.第一出氣閥，3B.第二出氣閥，3C.第三出氣閥。
具體實施方式
實現本發明難降解水中揮發性有機物的去除方法的系統，如圖1所示，包括蒸發器1、第一蓄熱體6、第二蓄熱體7、第三蓄熱體8和焚燒單元9。蒸發器1與過熱蒸汽管路13連接，蒸發器1的出口連接有混合蒸汽管路12，過熱蒸汽管路13上連接有吹掃管路14。可在混合蒸汽管路12上連接有蒸汽壓縮機3(如果采用三效蒸發系統可不用蒸汽壓縮機)，吹掃管路14上連接有循環風機4。過熱蒸汽管路13上連接有含氧量探頭5。
第一蓄熱體6通過第一進氣閥1A、第一吹掃閥2A和第一出氣閥3A分別與混合蒸汽管路12、吹掃管路14和過熱蒸汽管路13連接。第二蓄熱體7通過第二進氣閥1B、第二吹掃閥2B和第二出氣閥3B分別與混合水蒸氣管路12、吹掃管路14和過熱蒸汽管路13連接。第三蓄熱體8通過第三進氣閥1C、第三吹掃閥2C和第三出氣閥3C分別與混合水蒸氣管路12、吹掃管路14和過熱蒸汽管路13連接。第一蓄熱體6、第二蓄熱體7和第三蓄熱體8均與焚燒單元9連接，焚燒單元9與燃氣進管10和空氣進管11連接。
通常廢水通過蒸發器蒸發產生的水蒸氣可用于三效蒸發過程的下一級蒸發器的熱源，或者在MVR系統中進入蒸汽壓縮機絕熱升溫后，用于蒸發器內廢水的自身加熱，濃縮鹽或濃縮鹽水排出蒸發器。本發明中，是將含有揮發性有機物的混合蒸汽引入焚燒單元9，焚燒混合蒸汽中的有機物后，重新回到蒸發器1。
上述系統對難降解水中揮發性有機物去除的具體過程如下所述。
(1)廢水進入蒸發器1，廢水蒸發產生的含有揮發性有機物的混合蒸汽進入混合蒸汽管路12，由混合蒸汽管路12通過蒸汽壓縮機3進入蓄熱體，由蓄熱體進入焚燒單元9，焚燒單元9一方面加熱焚燒蒸汽中的有機物，一方面使蓄熱體蓄熱。混合蒸汽焚燒掉揮發性有機物后成為含氧過熱蒸汽，由過熱蒸汽管路13重新回到蒸發器1，為蒸發器1提供熱量，用于蒸發器內廢水的加熱，產生的冷凝水由蒸發器1底部排出，剩余不凝氣可由蒸發器1尾端通過真空泵2負壓排出，或經正壓系統通過放氣閥排出。
廢水進入蒸發器1蒸發后剩余的濃縮鹽或濃縮鹽水由蒸發器1的出料口排出。
(2)混合蒸汽進入焚燒單元9之前，測量吹掃管路14內的溫度T1。
(3)三個蓄熱體配合其連接的三個閥門交替循環使用，完成燃燒與換熱。單個蓄熱體上的三個閥組，工作中只能有開通一個，其余兩個是關閉的。也就是工作中，第一蓄熱體6上的第一進氣閥1A、第一吹掃閥2A和第一出氣閥3A三個閥門只有一個開通；第二蓄熱體7上的第二進氣閥1B、第二吹掃閥2B和第二出氣閥3B三個閥門只有一個開通；第三蓄熱體8上的第三進氣閥1C、第三吹掃閥2C和第三出氣閥3C只有一個開通。
混合蒸汽首先經第一進氣閥1A進入第一蓄熱體6(此時第一吹掃閥2A和第一出氣閥3A是關閉的)，經第一蓄熱體6加熱并上升到第一蓄熱體6頂部，進入焚燒單元9。焚燒單元9中的溫度T為700-850℃，在焚燒區焚燒降解混合蒸汽中的有機物。凈化后的過熱蒸汽，經第二蓄熱體7和第二出氣閥3B離開焚燒單元9(此時第二進氣閥1B和第二吹掃閥2B是關閉的)，過熱蒸汽經過第二蓄熱體7時冷卻，然后由過熱蒸汽管路13進入蒸發器1。同時，對第三蓄熱體8的殘余混合蒸汽吹掃，開啟循環風機4，開啟第三吹掃閥2C，循環風機4通過吹掃管路14將過熱蒸汽管路13內潔凈的過熱蒸汽輸送至第三蓄熱體8，吹脫第三蓄熱體8內孔隙空間內的含有機物混合蒸汽；產生的混合氣體進入焚燒單元9，與經第一蓄熱體6上升的混合蒸汽混合完成有機物焚燒過程。
當蒸汽(飽和蒸汽)進口溫度T1與出口溫度T2(通過蓄熱體后排出的溫度)的溫差達到20℃時(也就是過熱蒸汽通過第二蓄熱體7時的溫度T2與飽和蒸汽T1的溫差)，使第二蓄熱體7切換為混合蒸汽上升加熱通道，也就是關閉第一進氣閥1A，關閉第二蓄熱體7上的第二出氣閥3B，開啟第二進氣閥1B，使混合蒸汽通過第二蓄熱體7加熱和焚燒。凈化后的過熱蒸汽經第三蓄熱體8和第三出氣閥3C離開焚燒單元9(此時第三進氣閥1C和第三吹掃閥2C是關閉的)，過熱蒸汽經過第三蓄熱體8時冷卻，然后由過熱蒸汽管路13進入蒸發器1。同時，對第一蓄熱體6的殘余混合蒸汽吹掃，開啟循環風機4，開啟第一吹掃閥2A，循環風機4通過吹掃管路14將過熱蒸汽管路13內潔凈的部分過熱蒸汽輸送至第一蓄熱體6，吹脫第一蓄熱體6內孔隙空間內的含有機物混合蒸汽；產生的混合氣體進入焚燒單元9，與經第二蓄熱體8上升的混合蒸汽混合完成有機物焚燒過程。
當過熱蒸汽在第三蓄熱體8的出口溫度T2與進口溫度T1的溫差達到20℃時，再使第三蓄熱體8切換為混合蒸汽上升加熱通道，也就是關閉第二進氣閥1B，關閉第三蓄熱體8上的第三出氣閥3C，開啟第三進氣閥1C，使混合蒸汽通過第三蓄熱體8加熱和焚燒。凈化后的過熱蒸汽再經第一蓄熱體6和第一出氣閥3A離開焚燒單元9(此時第一進氣閥1A和第一吹掃閥2A是關閉的)，過熱蒸汽經過第一蓄熱體6時冷卻，然后由過熱蒸汽管路13進入蒸發器1。同時，對第二蓄熱體7的殘余混合蒸汽吹掃，開啟第二吹掃閥2B，循環風機4通過吹掃管路14將過熱蒸汽管路13內部分潔凈的過熱蒸汽輸送至第二蓄熱體7，產生的混合氣體進入焚燒單元9，與經第三蓄熱體8上升的混合蒸汽混合完成有機物焚燒過程。
當過熱蒸汽在第一蓄熱體6出口溫度T2與飽和蒸汽進口溫度T1與的溫差達到20℃時，再使第一蓄熱體6切換為混合蒸汽上升加熱通道，也就是關閉第三進氣閥1C，關閉第一蓄熱體6上的第一出氣閥3A，開啟第一進氣閥1A，使混合蒸汽通過第一蓄熱體6加熱和焚燒。
如此，按以下循環往復進行：混合蒸汽進入第一蓄熱體6--焚燒單元9焚燒降解--過熱蒸汽由第二蓄熱體7排出并對第三蓄熱體8吹掃--混合蒸汽進入第二蓄熱體7--焚燒單元9焚燒降解--過熱蒸汽由第三蓄熱體8排出并對第一蓄熱體6吹掃--混合蒸汽進入第三蓄熱體8-焚燒單元9焚燒降解-過熱蒸汽由第一蓄熱體6排出并對第二蓄熱體7吹掃。
各控制閥的開啟邏輯關系由電磁閥邏輯控制器確定。
焚燒單元9中所需焚燒氧氣由焚燒單元9頂部的空氣進管11提供，焚燒單元9中的溫度T達不到設定的700-850℃區間時，由燃氣進管10與空氣進管11向頂部燃燒器補充熱量至設定溫度。所需空氣量由設置在過熱蒸汽管路13上用于測量由蓄熱體6排出的過熱蒸汽的氧含量探頭5測定后確定，含氧量體積百分比為0.5-1％。