CN103723886B - 一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法，属于废水处理领域。本发明的装置包括：中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C、中间水池、机械过滤器、活性炭过滤器。本发明的方法先通过厌氧+好氧的生化处理工艺去除绝大部分污染物，然后通过电催化氧化处理单元提高废水可生化性，再通过好氧生化处理单元去除大部分污染物，最后通过机械过滤和活性炭过滤工艺进行把关，保证出水达标排放。本发明工艺处理效果好、工艺成本低，采用本发明的装置及方法处理奥克托今生产废水后的各项指标，COD(化学需氧量)可降至50mg/L以下，奥克托今小于0.5mg/L。

Description

一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法，属于废水处理领域。

背景技术

奥克托今生产后的废水中含有大量的硝胺类物质，化学性质稳定，难以进行生物降解，对微生物有抑制或毒害作用。目前，对奥克托今生产废水的处理方法主要有芬顿试剂法、活性炭吸附法、臭氧氧化法等。

芬顿试剂法在处理前需要将废水pH调至3～4，氧化结束后再加碱反调至中性，在酸化及中和过程中需要消耗大量的酸和碱。另外，由于废水COD高，硫酸亚铁和双氧水的消耗量也非常大，而且处理过程中产生大量无机污泥，难以处置。芬顿试剂法可将废水中部分难生化物质氧化去除，但去除效率不够高，结合生化处理工艺，出水COD难以降至100mg/L以下。

活性炭吸附法采用活性炭吸附去除废水中的污染物。活性炭吸附可有效去除废水中的污染物，出水各项指标均可达到排放标准要求。但是，活性炭吸附饱和后不易再生，需要频繁更换新炭。一次性投资与运行成本都非常高。

臭氧氧化可提高废水B/C，将不可生化的物质转化为可生化物质。在实际工程应用中，臭氧氧化法存在电耗大、出水水质差的缺点。而且臭氧氧化系统的管线及曝气设备均需采用高规格不锈钢，池体需要密封，一次性投资非常大。

20世纪80年代人们提出了高级氧化工艺(AOPs)的概念，指出通过反应生成羟基自由基[·OH]是有效地进行难降解污染物的无害化处理的关键步骤。科学工作者开始研究用电化学方法产生氧化性更强、无二次污染的氧化剂，如[·OH]、H₂O₂和O₃等。90年代初，逐渐发展形成了电化学氧化工艺。电化学氧化法通过有催化活性的电极直接或间接产生羟基自由基或强氧化活性物质，从而有效氧化难降解污染物。因在电化学氧化过程中，不需要加入其它化学物质，且不会产生新的污染物质，而被称为“环境友好”技术，以其多种优势有着其它高级氧化工艺所不能比拟的特点。虽然国外电化学氧化法在垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、炼油废水、造纸废水等领域的应用研究进展较快，但是至今为止，电化学氧化法在火炸药生产废水上的研究和应用还是很少并存在许多未解决的问题，如操作费用过高和处理效率偏低。电化学氧化处理的步骤控制是解决电化学成本和效率问题的关键。电化学氧化处理难降解废水中的特征污染物(毒性物质)首先转化为低毒中间产物，进一步氧化生成低分子有机酸，完全矿化生成CO₂、H₂O和无机盐类。氧化生成有机酸历程相对有机酸矿化能耗低，反应易于发生，有机酸矿化是一个漫长过程。难生化高浓度有机废水处理的关键是可生化的预处理，不同的预处理方法对不同的废水有一定的适应性和经济性，采用合理的工艺路线将难降解废水中的毒性物质转化为低毒中间产物，再采用处理费用低廉的生化工艺进行后续处理。

我国对环境保护的重视程度越来越大，出台的法律、法规不断强化排放标准的管理力度。兵器集团对火炸药生产废水的处理的资金支持逐年加大，并出于民生和可持续发展的需要加大对生产废水的管理与规划。因此，本发明的研发和应用，将有力地促进我国火炸药企业的可持续发展，不仅具有良好的环境效益，而且具有突出的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理奥克托今生产废水的工艺及其装置，使处理后出水后达到排放标准，并降低装置的一次性投资及处理成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种处理奥克托今生产废水的装置，该装置包括：中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C、中间水池、机械过滤器、活性炭过滤器。

中和池A用来调整废水pH。奥克托今生产废水呈酸性，在中和池A中加入碱，将废水pH调整至中性，以满足后续生化处理系统进水要求。中和池A内设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置及曝气搅拌装置；其中，碱性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围。

厌氧池为封闭池体，外部设置保温层、加热装置和温度实时监控装置，内部设置厌氧填料，加热装置根据温度实时监控装置设置的温度调节范围自动对厌氧池废水进行温度调节；厌氧池顶设沼气放空管。

好氧池A内部设置好氧填料和曝气装置，曝气装置采用管式微孔曝气器。

沉淀池A的进水口设置在池体底部中心，出水口设置池体的侧面，沉淀池的底部还设置有排泥通道和污泥回流通道。

酸化池用于将废水pH调至酸性，池内壁采用玻璃钢防腐。酸化池内设置pH实时监测装置、酸性调节剂投放装置及曝气搅拌装置；其中，酸性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围。

电催化氧化池用于对废水进行电化学处理。电催化氧化池内设置电化学设备，池底部安装曝气搅拌装置。电化学设备中阳极采用高析氧电位型钛基二氧化锡电极(Ti/SnO₂)，该电极采用刷涂热氧化法制备，阴极采用不锈钢板，在两个极板间填充表面负载有Sn-Sb-Ag的陶瓷粒子和铁屑。

中和池B用来调整电催化氧化池出水的pH。中和池B内设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置、絮凝剂投放装置及曝气搅拌装置；其中，碱性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围。

沉淀池B、沉淀池C与沉淀池A设置相同。

好氧池B采用生物活性炭工艺。以生物活性炭作为填料，曝气采用单孔膜曝气器。

机械过滤器采用双层滤料，上层为厚0.4-0.5m，粒径0.8-1.8mm的无烟煤；下层为厚0.4-0.5m，粒径0.5-1.2mm的石英砂；进水口设置在机械过滤器双层滤料的上端，出水口设置在机械过滤器双层滤料的下端。

活性炭过滤器采用木质柱状活性炭，粒径2-5mm。

中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C之间的进出水口依次通过管路连接；沉淀池C的出水口依次管路连接机械过滤器和活性炭过滤器；沉淀池A、沉淀池B和沉淀池C的排泥通道均通过排泥泵管路连接污泥浓缩池的进水口。

本发明的一种处理奥克托今生产废水的方法，具体处理步骤如下：

1)通过加入碱性调节剂将奥克托今生产废水的pH值调整至7.5～8.5，同时进行曝气搅拌，曝气搅拌的气水比为2:1；

2)将经第1)步pH值调节处理后的奥克托今生产废水排入厌氧环境中厌氧处理12h，温度维持在30～35℃之间；

3)将经第2)步厌氧处理后的奥克托今生产废水排入好氧环境中好氧处理6h，污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L；

4)将经第3)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀1h以上，通过沉淀分离去除水中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；同时将上层清液通过投加酸性调节剂使其pH调整至4.0～4.5，停留时间为10min，酸化处理的同时通过曝气搅拌；

5)将经第4)步酸化处理后的奥克托今生产废水进行电化学处理，电化学处理中的电流密度为10mA/cm²，停留时间为2h，在电化学处理的同时进行曝气搅拌，使废水混合均匀；

6)将经过第5)步电化学处理后的奥克托今生产废水通过投加碱性调节剂使其pH调整至中性，并在调节pH后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，投加量分别为聚合氯化铝10mg/L、聚丙烯酰胺2mg/L，再曝气搅拌5min后，沉淀处理0.5h以上，去除废水中的悬浮物；

7)将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；

同时将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的上层清液排入好氧环境中好氧处理3h以上，其中曝气反应的气水比为10:1；

8)将经第7)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀0.5h以上，去除废水中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；同时将上层清液依次经过双层滤料和活性炭过滤。

有益效果

本发明将物化与生化工艺结合，先通过厌氧+好氧的生化处理工艺去除绝大部分污染物，然后通过电催化氧化处理单元提高废水可生化性，再通过好氧生化处理单元去除大部分污染物，最后通过机械过滤和活性炭过滤工艺进行把关，保证出水达标排放。本发明充分发挥了物化工艺处理效果好生化工艺成本低的优点，在保证处理效果的同时有效降低了运行费用。采用本发明的装置及方法处理奥克托今生产废水后的各项指标，COD(化学需氧量)可降至50mg/L以下，奥克托今小于0.5mg/L，符合《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1—2002)的要求，其中COD指标可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级排放标准。

附图说明

图1为本发明处理奥克托今生产废水装置的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容做进一步描述：

实施例

以某工厂排出的奥克托今生产废水为处理对象，其各项参数为：COD＝8000±700mg/L，奥克托今＝80～120mg/L，BOD＝2800～3200mg/L，B/C＝0.35，pH＝4.2～5.1。

采用本发明装置及方法对上述奥克托今生产废水进行复合处理；具体处理步骤如下：

1)将奥克托今生产废水通过中和池A的进水口排入中和池A内，设定中和池A内pH实时监测装置的pH调节范围为8，当中和池A内的奥克托今生产废水在该预设的pH调节范围之外，pH实时监测装置控制碱性调节剂投放装置投放碱性调节剂，直至将该奥克托今生产废水pH达到该预设的pH调节范围，碱性调节剂投放装置停止投放，并曝气搅拌10min，曝气搅拌的气水比为2:1；再将经过pH值调节处理后的奥克托今生产废水从中和池A排入厌氧池；

2)将经第1)步pH值调节处理后的奥克托今生产废水在在厌氧池中进行厌氧处理12h；根据温度实时监控装置的监测结果，控制系统自动控制加温装置的运行状态，维持厌氧池内的温度在30～35℃之间；然后将厌氧处理后奥克托今生产废水排入好氧池A，并使好氧池内的污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L，好氧处理6h。

3)将经过第2)步好氧处理后奥克托今生产废水从好氧池A排入沉淀池A内沉淀1h，通过沉淀分离去除水中的悬浮物，然后采用排泥泵将沉淀池A内的下层污泥从沉淀池A底部的排泥通道打至污泥浓缩池，进行污泥处理；沉淀池A内的上层清液排入酸化池；

4)酸化池内的pH实时监测装置控制酸性调节剂投放装置投放酸性调节剂，将经第3)步沉淀处理后的奥克托今生产废水在酸化池中pH值调整至4.0～4.5，并曝气搅拌10min，再将酸化池内的奥克托今生产废水排入电催化氧化池；

5)将经第4)步酸化处理后的奥克托今生产废水在电催化氧化池中进行电化学处理，电化学处理中的电流密度为10mA/cm²，停留时间为2h，在电化学处理的同时进行曝气搅拌，使废水混合均匀，再将经过电化学处理后的奥克托今生产废水排入中和池B；

6)中和池B内的pH实时监测装置控制碱性调节剂投放装置投放碱性调节剂，将经第5)步电化学处理后的奥克托今生产废水在中和池B中pH值调整至中性；再通过絮凝剂投放装置向中和池B内投放絮凝剂，并曝气搅拌10min；絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺投加量分别为10mg/L和2mg/L；

7)将经过第6)步中和处理后的奥克托今生产废水排入沉淀池B内沉淀0.5h，通过沉淀分离去除水中的悬浮物，然后采用排泥泵将沉淀池B内的下层污泥从沉淀池B底部的排泥通道打至污泥浓缩池，进行污泥处理；沉淀池B内的上层清液排入好氧池B；

8)将经过第7)步沉淀处理后的上层清液在好氧池内好氧处理3h，其中曝气反应的气水比为10:1；

9)将经第8)步好氧处理后的奥克托今生产废水排入沉淀池C内沉淀1.5h，通过沉淀分离去除水中的悬浮物，然后采用排泥泵将将沉淀池C内的下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；将上层清液依次经过机械过滤器和活性炭过滤器过滤，进一步去除废水中残余的污染物，废水处理完成；

其中，机械过滤器为上层为厚0.5m，粒径0.8-1.8mm的无烟煤；下层为厚0.5m，粒径0.5-1.2mm的石英砂的双层滤料；

活性炭过滤器采用粒径2-5mm的木质柱状活性炭。

采用本发明的系统和方法处理奥克托今生产废水的前后对比效果如下表：

Claims (4)

1.一种处理奥克托今生产废水的装置，其特征是：该装置包括：中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C、中间水池、机械过滤器、活性炭过滤器；

中和池A内设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置及曝气搅拌装置；其中，碱性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围；

厌氧池为封闭池体，外部设置保温层、加热装置和温度实时监控装置，内部设置厌氧填料，加热装置根据温度实时监控装置设置的温度调节范围自动对厌氧池废水进行温度调节；厌氧池顶设沼气放空管；

好氧池A内部设置好氧填料和曝气装置，曝气装置采用管式微孔曝气器；

沉淀池A的进水口设置在池体底部中心，出水口设置池体的侧面，沉淀池的底部还设置有排泥通道和污泥回流通道；沉淀池B、沉淀池C与沉淀池A设置相同；

酸化池内设置pH实时监测装置、酸性调节剂投放装置及曝气搅拌装置；其中，酸性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围；

电催化氧化池内设置电化学设备，池底部安装曝气搅拌装置；电化学设备中阳极采用高析氧电位型钛基二氧化锡电极，阴极采用不锈钢板，在两个极板间填充表面负载有Sn-Sb-Ag的陶瓷粒子和铁屑；

中和池B内设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置、絮凝剂投放装置及曝气搅拌装置；其中，碱性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围；

好氧池B以生物活性炭作为填料，曝气采用单孔膜曝气器；

机械过滤器采用双层滤料，上层为厚0.4-0.5m，粒径0.8-1.8mm的无烟煤；下层为厚0.4-0.5m，粒径0.5-1.2mm的石英砂；进水口设置在机械过滤器双层滤料的上端，出水口设置在机械过滤器双层滤料的下端；

活性炭过滤器采用木质柱状活性炭，粒径2-5mm；

中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C之间的进出水口依次通过管路连接；沉淀池C的出水口依次管路连接机械过滤器和活性炭过滤器；沉淀池A、沉淀池B和沉淀池C的排泥通道均通过排泥泵管路连接污泥浓缩池的进水口。

2.如权利要求1所述的一种处理奥克托今生产废水的装置，其特征是：酸化池的池内壁采用玻璃钢防腐。

3.如权利要求1所述的一种处理奥克托今生产废水的装置，其特征是：电化学设备中的高析氧电位型钛基二氧化锡电极采用刷涂热氧化法制备。

4.一种处理奥克托今生产废水的方法，其特征是：具体处理步骤如下：

1)通过加入碱性调节剂将奥克托今生产废水的pH值调整至7.5～8.5，同时进行曝气搅拌，曝气搅拌的气水比为2:1；

2)将经第1)步pH值调节处理后的奥克托今生产废水排入厌氧环境中厌氧处理12h，温度维持在30～35℃之间；

3)将经第2)步厌氧处理后的奥克托今生产废水排入好氧环境中好氧处理6h，污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L；

4)将经第3)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀1h以上，通过沉淀分离去除水中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；同时将上层清液通过投加酸性调节剂使其pH调整至4.0～4.5，停留时间为10min，酸化处理的同时通过曝气搅拌；

5)将经第4)步酸化处理后的奥克托今生产废水进行电化学处理，电化学处理中的电流密度为10mA/cm²，停留时间为2h，在电化学处理的同时进行曝气搅拌，使废水混合均匀；

6)将经过第5)步电化学处理后的奥克托今生产废水通过投加碱性调节剂使其pH调整至中性，并在调节pH后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，投加量分别为聚合氯化铝10mg/L、聚丙烯酰胺2mg/L，再曝气搅拌5min后，沉淀处理0.5h以上，去除废水中的悬浮物；

7)将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；同时将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的上层清液排入好氧环境中好氧处理3h以上，其中曝气反应的气水比为10:1；

8)将经第7)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀0.5h以上，去除废水中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理；同时将上层清液依次经过双层滤料和活性炭过滤。