CN102001776B - 高含盐有机废水的回用处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了
一种
高含盐有机废水的回用处理方法和装置，
废水
经过
硫化沉淀处理或直接进入
过滤器进行吸附过滤，除掉油类及悬浮物，过滤后的出水经过
电吸附脱盐
后或者直接经过电解装置除去氯离子，除氯后的水回用于除灰渣系统或其他固废物处置系统。
本发明
改变了传统的废水处理方式，用较低的成本处理废水并进行回用，即
以
电吸附脱盐和
电解除氯技术
为核心处理高含盐高有机物浓度难降解工业废水
，
降低废水中的含盐量和危害离子，处理后的水回用于除灰渣系统或其他固废物处置系统。该方法只需花费较低的设备投入，还可以使废水、金属副产物得到回用，
大大的节省了投资，显著降低了
废水运行成本
，实现了废水的资源化利用，可真正实现废水的零排放
。
Description
技术领域
本发明涉及一种高含盐有机废水的回用处理方法和装置，属于工业污水处理技术领域。
背景技术
从整体来说，目前国内的工业污水处理相对于蓬勃发展的生活污水处理而言，还处于比较滞后的状态，与国内的经济发展进度很不相符。绝大多数环保公司都把重点都放在了生活污水处理方面，较少涉及工业污水领域，即便是涉及到的公司也多是不够专业，大部分环保公司或水处理公司对于工业污水的处理，目前仍普遍简单沿用传统的微生物法。这就直接导致了目前国内很多工业企业实际上还未能将其生产过程中所排污水处理达标，有些高浓度的废水甚至还没有找到很好的办法来根本解决污染问题。
毫无疑问，生化处理技术和方法，在处理城市生活污水上是非常成功的，实践证明生物法对城市生活污水的处理应用是十分恰当并成功的。但是，将这一方法简单套用于工业领域的各类有机高浓度污水的处理，则会遭遇到严重困难。因为一般工业污水的污染负荷均很高，污水中又常常含有许多对微生物有害的有毒物质，加之由于生产工艺或所采用的生产原料等原因造成废水的酸碱度（PH值）、温度等指标均可能造成不利于微生物生长的环境，因此，工业废水非常难以处理彻底是显而易见的，不仅仅因为其污染负荷（COD）高、毒性大、悬浮物多、色度大、生化可降解性差等共同特点，而且更在于每个企业所产生的废水都具有其独有特征，即便是生产同样产品的工厂其废水特征也会因所采用的生产原料、生产工艺等不同而差别很大。
因此，对于工业废水的处理不能简单一概而论的想寻求到一种对所有工业废水均适用的万能处理技术或设备来达到处理达标排放的目的，如果是这种想法的话最终往往是投入了大量的资金却达不到预期的成效。正是基于这种原因，很多工业企业诸如钢铁冶炼、石油化工、造纸厂、焦化厂、印染厂、矿山废水等之类高污染负荷（这些行业企业的废水COD指标都在几万甚至十几万以上）企业目前采用单纯微生物法处理工业污水的装置，运行效果普遍都不好，很难达标排放。要真正将各行业的工业废水处理达标排放，必须要针对各企业废水的具体特征并结合企业采用的原料、生产工艺路线、工艺控制参数、废水分析指标等多方面因素综合具体分析废水中存在的关键难生化降解、有毒有害物质的结构以后制定切实可行的实施方案，只有这样才能真正解决企业工业废水治理问题。
工业废水已经不是简单的污水处理，是涉及化工、微生物、物理化学等多学科的综合水处理范畴。工业废水再生回用是减少污染物排放量、节约水资源，实现节能减排的关键途径之一。但是工业废水中一般都含有原料、添加物及副产物等残留物质，因此污染物质成分复杂，电导率含盐量高是工业废水回用的主要瓶颈之一。如何将工业废水做进一步的处理，使之能够部分或全部回用到生产工艺中，达到减少生产成本、降低污染、保护环境、节约用水的目的，成为解决工业环境污染，发展工业循环经济，促进企业又好又快地持续发展的紧迫问题。
高含盐高有机物废水是指含有高浓度溶解性无机盐和有机物的废水（一般盐度大于3%的废水）。由于水资源短缺，石油、化工、制药等重污染行业，排放的废水往往含有高浓度的可溶性无机盐分和难降解或有毒有机污染物，给生存环境造成了巨大的压力。废水中无机盐含量的高低直接影响水的活度，从而导致水的渗透压发生改变。当水的活度适当时微生物生长良好，活度过高会导致微生物细胞渗水过多破碎，过低则造成细胞内水份外渗造成失水而失去活性。因此，废水中高浓度的无机盐对好氧生物处理系统主要有以下不利影响：造成好氧生物处理系统有机物去除率下降；导致生物膜或活性污泥结构松散，沉降性能恶化，处理系统出水悬浮物浓度增加；导致活性污泥和生物膜的生物相及微生物种群比例发生重大变化，原生动物种类和数量大幅度减少甚至全部消失。目前，含盐废水的处理技术普遍存在成本高或二次污染的特点，限制了在实际工程中的应用。例如钢铁、石油、化工、印染、制药以及燃料的生产过程中产生的工业废水除含有高浓度的有机物外，还含有高浓度的盐类物质，采用生物法进行处理，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用；采用物化法处理，投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果。因此，经济有效的高含盐有机废水处理新技术已成为当今科学研究的热点和焦点。
高含盐有机废水目前主要采用热法零排放和生化处理达标排放。热法零排放工艺投资和运行费用非常高。生化处理工艺由于废水的高离子含量、酸碱度、温度等指标均可能造成不利于微生物生长的环境，另外高含盐有机废水污染负荷（COD、NH
3
-N）高、毒性大、悬浮物多、色度大、生化可降解性差，要处理达标非常困难。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高含盐有机废水的回用处理方法和装置。本发明采用硫化沉淀、吸附过滤、电吸附脱盐、电解除氯技术，降低废水中的含盐量和危害离子后回用于固废物处置系统，大大的节省了投资，显著降低了废水运行成本，实现了废水的资源化利用，可真正实现废水的零排放。
本发明的技术方案：一种高含盐有机废水的回用处理方法：废水经过硫化沉淀处理或直接进入过滤器进行吸附过滤，除掉油类及悬浮物，过滤后的出水经过电吸附脱盐后或者直接经过电解装置除去氯离子，除氯后的水回用于除灰渣系统或其他固废物处置系统。
前述过滤器的滤料采用核桃壳；核桃壳按常规进行物理化学处理，将其色素、脂肪、油脂、电付粒子去除掉，使其具有较强的破乳处理、除固体微粒、易反洗等优良性能。
高含盐有机废水的回用处理装置，包括经管道依次相连接的硫化沉淀处理装置、吸附过滤器、电吸附脱盐装置和电解除氯装置，或者去掉硫化沉淀处理装置、电吸附脱盐装置中的任一个。
前述的硫化沉淀处理装置包括接触反应器和沉淀池。
前述电解除氯装置中的电解槽的发生器为板式电极，其排风机为防爆型。
前述电解槽槽体外部采用无漏泄机械组合结构，内表面采用耐腐蚀材料。
前述电解除氯装置中的废水管道采用ABS工程塑料管，阀门采用ABS隔膜阀。ABS即Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写，为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。
前述高含盐有机废水的回用处理装置还包括对硫化沉淀处理后的沉淀物进行脱水的脱水机。
高含盐有机废水的进水水质为：
| 项目 | COD Cr | NH 3-N | TDS | SO 2- 4 | Cl - | Na + | Ca 2+ |
| 含量范围mg/l | 1000-10000 | 100-5000 | 1000-65000 | 500-25000 | 500-25000 | 100-15000 | 100-15000 |
采用本发明所述回用处理方法处理后的出水水质为：
| 项目 | COD Cr | NH 3-N | TDS | SO 2- 4 | Cl - | Na + | Ca 2+ |
| 含量范围mg/l | 30-1000 | 10-500 | 500-10000 | 100-5000 | 100-400 | 100-10000 | 100-1000 |
本发明主要是采用硫化沉淀、吸附过滤、电吸附脱盐、电解除氯技术，以降低废水中的含盐量和危害离子，处理后的水回用于电力、钢铁、石化领域的除灰渣系统（或其他固废物处置系统），这些系统对COD、NH
3
-N含量的要求低，主要是解决系统不要产生腐蚀的问题。电力、钢铁、石化领域的除灰渣系统中温度较高，而高含盐有机废水的水量一般都较少，这样这部分废水在使用过程中被蒸发，一部分有机物被强化分解，剩余有机物及盐份被固化到灰渣中。
一、电吸附脱盐
电吸附技术（Electrosorb Technology，简称EST），又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。其基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等目的。由于该技术采用了全新的水处理概念，在处理效率、适应性、能耗、运行维护以及环境友好等方面有着独特的优势，具有良好的应用和发展前景，是一项重要的水处理技术。该技术的产水性能：除盐率≥30%，产水率≥75%。
电吸附脱盐技术有如下特点：
1.使用寿命长
核心部件使用寿命长，保守估计≥5年（实际工程连续运行已达8年以上），避免了因更换核心部件而带来的运行成本的提高。
2.水利用率高
EST技术可以大大提高水的利用率，一般情况下水的利用率可以达到75%以上，经过特殊工艺组合，可达到95%以上。
3.无二次污染
EST系统几乎不添加任何药剂，排放浓水所含成份均系来自于原水，系统本身不产生新的排放物。对COD不浓缩，浓水可直接达标排放，无需进一步处理。
4.抗污染、耐冲击
电吸附脱盐装置采用特殊的惰性材料为电极，可抗油类污染，耐强酸、强碱腐蚀，不会氧化分解。采用通道式结构设计（毫米级），对颗粒污染物要求低，进水条件宽松、抗冲击。
二、电解除氯(制氯)
当电压不高的直流电通过含氯废水时，就会释放出氯气。氯气杀菌剂是目前世界上应用最广泛的杀菌剂。
1、电解室
在整个充满废水的电解室里，室内有阴极和阳极。通电后，低压直流电在阴、阳极间产生电流即废水被电解。氯气从废水中逸出。
2、电源控制
通过变压器将220/380V的交流电源转换成低压直流电。控制旋钮可控制电流的输出，从而控制氯气的产量。
3、处理费用低
采用电解方法不但可以减少废水中的氯离子含量，避免回用系统金属被腐蚀，同时产生的氯气是一种高效的杀菌剂。
4、电解除氯(制氯)发生器没有易损部件，阴、阳电极寿命可达3年以上，更换电极容易且费用低廉。
5、电解除氯(制氯)发生器设计安全，当水泵停止操作或电源受干扰及废水水位过低时，系统马上停止产生氯气，防止氯气在系统中聚集。
三、硫化沉淀处理
高含盐、高COD、高NH
3
-N废水送到接触反应器进行硫化沉淀处理。在化学反应过程中，反应条件适当的情况下，废水中的金属离子被选择性地沉淀，生成纯的金属硫化物。然后经过沉淀池，沉淀的金属和处理后的废水分离。
冶金工艺废水采用硫化沉淀处理后，不但可减少含重金属废水的毒性对环境造成长远的影响，还可以提炼回收金属副产物。
目前，硫化沉淀处理和石灰沉淀处理均已运用于酸性含金属废水的处理。虽然这两种方法在降低废水金属含量和酸度方面很有效，但是在减少对环境的负面影响和节约成本方面，硫化沉淀处理方法具有明显的优势。硫化沉淀处理的优势尤其表现在：
1.处理后的出水可以循环使用或者排放至环境。
2.通过去除废水中的有毒金属来减少对环境的长期危害，并且不产生任何需要进一步堆放和监控的残留废渣。
3.和同样规模的石灰处理系统相比，降低了投资成本，因为硫化物反应速度更快，金属硫化物沉降速度更快，设施占地面积更小。
4.减少或者消除了废渣的产生，节省了废渣的处理和堆放费用，从而降低了运行成本。
5.硫化沉淀技术通过选择性地回收废水中的金属，生产可出售的金属硫化物产品，收益可以抵消水处理成本。可回收的金属包括铜、镍、钴、锌、砷、锑、铅、镉、硒和锰，回收率可以超过99%。
四、吸附过滤处理
吸附过滤器是以核桃壳为过滤介质，经物理化学处理过的核桃壳，由于表面面积大，吸附能力强，因而去除率高。由于亲水不亲油的性质，在反洗时采用搅拌使核桃壳在运动中相互磨擦，因而脱附能力强，使得再生能力强，化学稳定性好，有利于过滤器性能长期稳定。设备采用深床过滤，具吸附力强、截污量大；抗油浸，油、悬浮物双效去除；易再生、反洗不加药；可串联或并联等特点。过滤出水悬浮固体的质量浓度小于10mg/L，除油率60-95％。
滤料常用规格（粒径）：0.5-1.0mm、0.5-0.8mm、0.6-1.2mm、0.8-1.6mm、1.0-2.0mm。
与现有技术相比，本发明改变了传统的废水处理思维方式，没有用很高的投入把复杂的废水处理达标后排放，而是用较低的成本处理并进行回用，即以电吸附脱盐和电解除氯技术为核心处理高含盐高有机物浓度难降解工业废水，降低废水中的含盐量和危害离子，处理后的水回用于电力、钢铁、石化领域的除灰渣系统或其他固废物处置系统。该方法只需花费较低的设备投入，还可以使废水、金属副产物得到回用，大大的节省了投资，显著降低了废水运行成本，实现了废水的资源化利用，可真正实现废水的零排放。
附图说明：
图1是本发明一种实施方式的工艺流程框图。
具体实施方式：
本发明的实施例1：高含盐有机废水的回用处理工艺：废水经过硫化沉淀处理后进入过滤器（滤料采用核桃壳）进行吸附过滤，除掉大部分油类及悬浮物，过滤后的出水经过电吸附脱盐、去除部分盐类后再经过电解装置除去部分氯离子，除氯后的水回用于电力、钢铁、石化领域的除灰渣系统；硫化沉淀处理后的沉淀物（金属副产物）经脱水机脱水、干燥后进行回收利用。
上述高含盐有机废水的回用处理工艺方法所采用的回用处理装置：包括经管道依次相连接的硫化沉淀处理装置、吸附过滤器、电吸附脱盐装置和电解除氯装置，还包括对硫化沉淀处理后的沉淀物进行脱水的脱水机。硫化沉淀处理装置包括接触反应器和沉淀池。电解除氯装置包含有电解槽，电解槽的发生器为板式电极，其排风机为防爆型；电解槽槽体外部采用无漏泄机械组合结构，内表面采用耐腐蚀材料。电解除氯装置中的废水管道均采用ABS工程塑料管，阀门均采用ABS隔膜阀。
本发明的实施例2：高含盐有机废水的回用处理工艺（金属副产物回收的经济效益差时）：废水直接进入过滤器（滤料采用核桃壳）进行吸附过滤，除掉大部分油类及悬浮物，过滤后的出水经过电吸附脱盐、去除部分盐类后再经过电解装置除去氯离子，除氯后的水回用于电力、钢铁、石化领域的固废物处置系统。
上述高含盐有机废水的回用处理工艺方法所采用的回用处理装置：包括经管道依次相连接的吸附过滤器、电吸附脱盐装置和电解除氯装置。电解除氯装置包含有电解槽，电解槽的发生器为板式电极，其排风机为防爆型；电解槽槽体外部采用无漏泄机械组合结构，内表面采用耐腐蚀材料。电解除氯装置中的废水管道均采用ABS工程塑料管，阀门均采用ABS隔膜阀。
本发明的实施例3：高含盐有机废水的回用处理工艺（回用系统不需要降低含盐量时）：废水经过硫化沉淀处理后进入过滤器（滤料采用核桃壳）进行吸附过滤，除掉大部分油类及悬浮物，过滤后的出水经过电解装置除去氯离子，除氯后的水回用于除灰渣系统；硫化沉淀处理后的沉淀物（金属副产物）经脱水机脱水、干燥后进行回收利用。
上述高含盐有机废水的回用处理工艺方法所采用的回用处理装置：包括经管道依次相连接的硫化沉淀处理装置、吸附过滤器和电解除氯装置，还包括对硫化沉淀处理后的沉淀物进行脱水的脱水机。硫化沉淀处理装置包括接触反应器和沉淀池。电解除氯装置包含有电解槽，电解槽的发生器为板式电极，其排风机为防爆型；电解槽槽体外部采用无漏泄机械组合结构，内表面采用耐腐蚀材料。电解除氯装置中的废水管道均采用ABS工程塑料管，阀门均采用ABS隔膜阀。
Claims (7)
1.一种高含盐有机废水的回用处理方法，所述高含盐有机废水是指含有高浓度溶解性无机盐和有机物、盐度大于3%的废水，其特征在于：废水经过硫化沉淀处理后进入过滤器进行吸附过滤，除掉油类及悬浮物，过滤后的出水经过电吸附脱盐后再经过电解装置除去氯离子，除氯后的水回用于除灰渣系统或其他固废物处置系统；所述过滤器的滤料采用核桃壳。
2.根据权利要求1所述高含盐有机废水的回用处理方法，其特征在于：实现该方法所采用的装置包括经管道依次相连接的硫化沉淀处理装置、吸附过滤器、电吸附脱盐装置和电解除氯装置。
3.根据权利要求2所述高含盐有机废水的回用处理方法，其特征在于：所述硫化沉淀处理装置包括接触反应器和沉淀池。
4.根据权利要求2所述高含盐有机废水的回用处理方法，其特征在于：所述电解除氯装置中的电解槽的发生器为板式电极，其排风机为防爆型。
5.根据权利要求4所述高含盐有机废水的回用处理方法，其特征在于：所述电解槽槽体外部采用无漏泄机械组合结构，内表面采用耐腐蚀材料。
6.根据权利要求2或4所述高含盐有机废水的回用处理方法，其特征在于：电解除氯装置中的废水管道采用ABS工程塑料管，阀门采用ABS隔膜阀。
7.根据权利要求2、3或4所述高含盐有机废水的回用处理方法，其特征在于：实现该方法所采用的装置还包括对硫化沉淀处理后的沉淀物进行脱水的脱水机。
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