CN104291509B - 一种有机硅废水的分类处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将有机硅废水的分类处理装置和方法，所述处理装置包括一级废水处理单元，二级废水处理单元，三级类废水处理单元和四级废水处理单元，分别对一类废水，二类废水，三类废水和四类废水进行相应的处理，处理方法为首先按照废水的性质将有机硅废水分为四类：一类废水，二类废水，三类废水和四类废水，然后再针对废水的特点有针对性的进行废水处理。该装置和方法克服了现有技术中对于有机硅废水处理过程复杂、效果差的技术问题，能够实现有机硅废水的绿色、环保、节能处理。

Description

一种有机硅废水的分类处理装置和方法

技术领域

本发明涉及工业污水处理领域，具体地说是采用化学和生化组合分类处理有机硅废水的装置和方法。

背景技术

有机硅材料具有耐高低温、耐候、电气绝缘、耐辐射、阻燃、耐腐蚀、生理惰性以及生物相容性等优良特性，因而已广泛应用于航空航天、国防军工、电子电器、石油、轻工、建筑、冶金、机械、；办公设备、交通运输、食品加工、日用化工等领域，是国民经济必不可少的高科技材料。近年来我国聚硅氧烷表观消费量的年均增长率达到了31%，有机硅行业属强GDP行业。伴随我国有机硅行业的蓬勃发展，有机硅单体生产中所带来的废水处理问题日益突出。

有机硅生产装置产生的废水中有机物种类较多，除甲醇、有机卤硅烷外还有有机硅中间体、硅偶联剂及中间体、硅油、硅树脂、硅橡胶等高聚物，废水中无机物以盐酸、氢氧化钠为主。废水的化学组成复杂，属于难生化降解（少量甲醇、乙醇除外）物质，其BOD5/CODcr小，可生化性差。废水中尚含有不少肉眼可见的浮油、浮渣，废水酸性也极强，除消解装置排放少量碱性水，其他各生产单元都是强酸性（主要是HCl）废水，因此pH值低，Cl-含量高。这些因素都使得有机硅废水处理难度极大。目前很多研究工作都是考虑生产中的主要硅废水的处理，但实际生产上的有机硅生产企业废水种类繁多。CN101549938A是现有技术中典型的有机硅处理方法，有机硅生产过程中，产生的三部分废水混合后，主要含有AOX、COD、Zn²⁺、Cu²⁺等污染物，废水呈酸性，灰色，乳状，有胶体存在，主要是硅胶，偏硅酸和硅醇分子间脱水聚约定俗成则成聚硅氧烷引起的。有机硅废水特点是废水成份复杂，污染负荷较高，盐度大，可生化性很差。有机硅废水的处理是世界难题，有机硅，是用硅替代了碳，形成硅烷，其生产废水可以说没有任何的生化性能，生化处理首先可以排除。如采用物化方法，由于硅烷的键能高，一般的氧化方法难以有所成效。国内外基本上都是中和沉淀法，勉强能达到三级标准，中沉淀的出水进污水处理厂进行处理，该方法处理存在的问题是：药剂消耗量大，处理成本高、COD出水超标，污泥量大。可见，现有技术的处理方法是将所有废水混合后再进行处理，然而，这样却带来了新的问题，就是废水成份、性质更加复杂、处理难度更高，即使处理了废水中的硅但还存在大量其他仍然造成污染的成份。

为了解决上述技术问题，发明人通过深入研究发现，利用这些废水的不同特性进行分类，并优化选择不同种类废水的组合处理工艺，是为企业节省能源和成本的一个研究方向，实现绿色、环保、节能的技术效果。

发明内容

本发明提供一种有机硅废水的分类处理装置和方法，将生产过程产生的废水分类处理，为处理有机硅废水提供高效、节能、低成本的技术途径。

本发明的技术方案如下：一种有机硅废水的分类处理装置，所述处理装置包括一级废水处理单元，二级废水处理单元，三级类废水处理单元和四级废水处理单元，分别对一类废水，二类废水，三类废水和四类废水进行相应的处理，所述一级废水处理单元包括第一调节池，第一反应池，第二反应池，第一沉淀池，第一中转池和蒸发系统；所述二级废水处理单元包括第二调节池，隔油池，第三反应池，微电解池，高级氧化池，第四反应池，第五反应池，第六反应池，第二沉淀池；所述三级废水处理单元包括第三调节池，UASB池，接触氧化池，第七反应池，第八反应池，第三沉淀池和第二中转池；所述四级废水处理单元包括废酸调节池。

进一步，所述一类废水进入所述第一调节池，所述二类废水进入所述第二调节池，所述三类废水进入所述第三调节池，所述四类废水进入所述废酸调节池。

进一步，所述一类废水经过所述蒸发系统后的冷凝液进入所述二级废水处理单元的第三反应池；所述二级废水处理单元的第二沉淀池的出水进入所述三级废水处理单元的第三调节池；所述四类废水进入废酸调节池，然后一部分进入所述二级废水处理单元的第三反应池，剩余的进入所述一级废水处理单元的第一调节池。

进一步，所述第一反应池中投加硫酸亚铁及碱，调节废水的PH值在7.5-8。

进一步，所述第二反应池中投加高分子絮凝剂。

进一步，所述高分子凝絮剂为PAM。

进一步，所述第三反应池中加入四类废水，调节废水的PH值在2.5-3，所述高级氧化池中加入双氧水。

进一步，所述蒸发系统为多级蒸发器，将水中的盐类及高沸点的物质以固态形式排出，并去除重金属离子，蒸发后的冷凝液主要有低沸点的有机物和水。

此外，还提供一种有机硅废水的分类处理方法，首先按照废水的性质将有机硅废水分为四类：一类废水，二类废水，三类废水和四类废水，然后再针对废水的特点有针对性的进行废水处理。

其中所述一类废水为高含盐、高COD废水，所述二类废水为中低盐度、可生化性较差的废水，所述三类废水为可生化性较好的有机废水，所述四类废水为作药剂利用的废水。

进一步，分类后进行处理的过程中，针对具体种类的废水处理所得的产物如果达到其他类别的标准，则回收到其他类别进行进一步的处理。

进一步，一类废水处理方法具体为：一类废水进入一级废水处理单元的第一调节池，均衡水质及水量后，经第一提升泵依次至第一反应池，第二反应池，第一沉淀池，在所述第一沉淀池中固液分离，沉淀出水进入第一中转池，废水通过蒸发系统后，冷凝液直接进入二级废水处理单元的第三反应池。

进一步，二类废水处理方法具体为：二类废水进入二级废水处理单元的第二调节池，均衡水质及水量后，经第二提升泵提升至隔油池，进行物理隔油，上层浮油及底部沉渣排放至储油池，中间水层进入第三反应池，在第三反应池中投加四类废水使pH值控制在2.5-3之间，出水从底部进入微电解池，微电解池的出水进入高级氧化池，高级氧化池出水进入第四、五、六反应池，使废水能在第二沉淀池中有效的固液分离，第二沉淀池的出水进入三级废水处理单元的第三调节池。

在所述第四、五、六反应池中，通过调节pH值至8.5-9，使废水中的铁离子及其他重金属离子形成沉淀，通过PAC及PAM起到加强混凝作用。

进一步，三类废水处理方法具体为：三类废水进入三级废水处理单元的第三调节池，然后用泵直接泵入UASB池，UASB池出水直接进入接触氧化池，在所述接触氧化池中，有机物得到有效地分解，出水进入第七、八反应池进行混凝后进入第三沉淀池进行固液分离，第三沉淀池出水进入第二中转池，在线仪表监测达标时直接排放。

进一步，四类废水处理方法具体：四类废水进入废酸调节池，首先满足三级废水处理单元的第三反应池的用酸需求，剩余的废酸直接进入一级废水处理单元的第一调节池进行处理。

其中，所述一类废水为100#氯甲烷合成碱性废水，单体合成废酸水，焚烧系统碱洗罐废水，盐酸储罐区检修废水，气相法白炭黑碱洗塔废水中的一种或多种。所述二类废水为400#二甲水解废碱液，500#裂解碱性废水，地面冲洗水，初期雨水，化验污水，电解槽检修废水中的一种或多种。所述三类废水为810#一次盐水精制，生活污水中的一种或多种。所述四类废水为400#二甲水解废盐酸。

由上述对本发明的描述可知，本发明的优点在于：

１、本发明采用废水分类并优化选择相应的处理工艺，节省了能源和废水的处理成本，处理效果显著，废水可达标排放。

２、本发明合理利用四类废水的废酸进行调节，达到以废治废，节省了运行成本。

３、本发明采用废水分类处理方法，各类废水间可以相互回收利用，具有绿色、环保、节能的技术效果。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面参照附图和具体实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。

本发明将生产过程中的废水分为四类，并分类进行处理，这四类废水见下表：

具体处理方法为：

步骤一，一类废水处理方法：一类废水进入调节池1，调节池1中设有鼓风曝气系统，主要均衡水质及水量，废水经提升泵1至反应池1，在反应池1中投加硫酸亚铁及碱，调节废水的pH在7.5-8，通过化学反应生成的氢氧化铁絮凝体对废水中的石油类有较好的吸附能力。废水经反应池1至反应池2，在反应池2中投加高分子絮凝剂，以加强反应池1中生成的絮体，使矾花变大利于后续的固液分离。废水与形成的絮体在沉淀池1中固液分离，沉淀出水进入中转池1。中转池1作为蒸发系统的“调节池”，废水通过三效多级蒸发器，将废水中的盐类及高沸点的物质以固态形式排出，蒸发后的冷凝液主要有低沸点的有机物和水，通过蒸发系统去除的还有重金属离子（以盐的形式保存在固态结晶中），冷凝液直接进入二类废水处理单元的反应池3。

步骤二，二类废水处理方法：二类废水进入调节池2，调节池2中设有鼓风曝气系统，主要均衡水质及水量，废水经提升泵2提升至隔油池，进行物理隔油，上层浮油及底部沉渣排放至储油池，外运或焚烧，中间水层进入反应池3，同时蒸发系统的冷凝水直接进入反应池3。在反应池3中投加四类废水（400#二甲水解废盐酸）使pH值控制在2.5-3之间，出水从底部进入微电解池，通过微电解的作用，使部分难生化处理的聚合物开环断链变成可生化性较好的小分子有机物，微电解池的出水进入高级氧化池，利用微电解池出水中的亚铁离子，在高级氧化池中投加双氧水，形成“Fenton试剂”，对废水进行氧化反应，有效地将废水中的高分子有机物开环断链变成可生化性较好的小分子有机物，从而进一步提高了废水的可生化性。高级氧化池出水进入反应池4、5、6，通过调节pH值至8.5-9，使废水中的铁离子及其他重金属离子形成沉淀，通过PAC及PAM的加强混凝作用，使废水能在沉淀池2中有效的固液分离，沉淀池2的出水进入三类废水处理单元的调节池3。

步骤三，三类废水处理方法：三类废水进入调节池3，废水在调节池3中进行均质均量及pH调整，同时冬季配合以蒸汽直接加热，通过温控器控制，保持水温在35℃左右，然后用泵直接泵入UASB池，在UASB池中一部分易降解的有机物厌氧分解，一部分大分子有机物厌氧水解成小分子易降解的有机物，以进一步提高废水的可生化性能。UASB池出水直接进入氧化池，在接触氧化池中，有机物得到有效地分解，出水进入反应池7、8进行混凝后进入沉淀池3进行固液分离，沉淀池3出水进入中转池2，在线仪表监测达标时直接排放。

步骤四，四类废水处理方法：作为药剂利用的四类废水（400#二甲水解废盐酸废水）首先进入废酸调节池，首先满足反应池3的用酸需求，剩余的废酸直接进入调节池1进行处理。

实施例：

工业废水排放量约658.12m³/d，污水进水水质及水量如下表

一类废水进入调节池1经曝气均衡水质及水量，废水经提升泵1至反应池1，在反应池1中投加硫酸亚铁及碱，调节废水的pH在7.5-8，废水经反应池1至反应池2投加PAM，在沉淀池1中固液分离，沉淀出水进入中转池1。废水通过三效多级蒸发器，固态物排出，冷凝液直接进入反应池3。

二类废水进入调节池2经曝气均衡水质及水量，废水经提升泵2提升至隔油池，进行物理隔油，上层浮油及底部沉渣排放至储油池，外运或焚烧，中间水层进入反应池3，同时蒸发系统的冷凝水直接进入反应池3。在反应池3中投加四类废水（400#二甲水解废盐酸）使pH值控制在2.5-3之间，出水从底部进入微电解池，微电解池的出水进入高级氧化池，在高级氧化池中投加双氧水，高级氧化池出水进入反应池4、5、6，通过调节pH值至8.5-9，使废水中的铁离子及其他重金属离子形成沉淀，通过PAC及PAM的加强混凝作用，使废水能在沉淀池2中有效的固液分离，沉淀池2的出水进入调节池3。

三类废水进入调节池3进行均质均量及pH调整，通过温控器控制，保持水温在35℃左右，然后用泵直接泵入UASB池， UASB池出水直接进入氧化池，在接触氧化池中，有机物得到有效地分解，出水进入反应池7、8进行混凝后进入沉淀池3进行固液分离，沉淀池3出水进入中转池2，在线仪表监测达标时直接排放。

作为药剂利用的四类废水（400#二甲水解废盐酸废水）首先进入废酸调节池，首先满足反应池3的用酸需求，剩余的废酸直接进入调节池1进行处理。

下表是本实例各处理单元的进出水情况：

废水经分类组合处理后出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）之第二时段三级标准，具体指标如下表所示：

序号	污染物	排放标准
			1	CODcr	≤500mg/L
2	SS*	≤30mg/L
			3	总铜	≤2mg/L
4	总锌	≤5mg/L
			5	pH	6－9
6	石油类	≤20mg/l
			7	可吸附有机卤化物	≤8mg/l

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种有机硅废水的分类处理装置，其特征在于所述处理装置包括一级废水处理单元，二级废水处理单元，三级类废水处理单元和四级废水处理单元，分别对一类废水，二类废水，三类废水和四类废水进行相应的处理，其中所述一类废水为高含盐、高COD废水，所述二类废水为中低盐度、可生化性较差的废水，所述三类废水为可生化性较好的有机废水，所述四类废水为作药剂利用的废水；所述一级废水处理单元包括第一调节池，第一反应池，第二反应池，第一沉淀池，第一中转池和蒸发系统；所述二级废水处理单元包括第二调节池，隔油池，第三反应池，微电解池，高级氧化池，第四反应池，第五反应池，第六反应池，第二沉淀池；所述三级废水处理单元包括第三调节池，UASB池，接触氧化池，第七反应池，第八反应池，第三沉淀池和第二中转池；所述四级废水处理单元包括废酸调节池；所述一类废水经过所述蒸发系统后的冷凝液进入所述二级废水处理单元的第三反应池；所述二级废水处理单元的第二沉淀池的出水进入所述三级废水处理单元的第三调节池；所述四类废水进入废酸调节池，然后一部分进入所述二级废水处理单元的第三反应池，剩余的进入所述一级废水处理单元的第一调节池,所述第二反应池中投加高分子絮凝剂。

2.如权利要求1所述的分类处理装置，其特征在于：所述第一反应池中投加硫酸亚铁及碱，调节废水的pH值在7.5-8，所述第三反应池中加入四类废水，调节废水的pH值在2.5-3，所述高级氧化池中加入双氧水。

3.如权利要求1所述的分类处理装置，其特征在于：所述蒸发系统为多级蒸发器，将水中的盐类及高沸点的物质以固态形式排出，并去除重金属离子，蒸发后的冷凝液主要有低沸点的有机物和水。

4.一种有机硅废水的分类处理方法，其特征在于：首先按照废水的性质将有机硅废水分为四类：一类废水，二类废水，三类废水和四类废水，然后再针对废水的特点有针对性的进行废水处理，其中所述一类废水为高含盐、高COD废水，所述二类废水为中低盐度、可生化性较差的废水，所述三类废水为可生化性较好的有机废水，所述四类废水为作药剂利用的废水；分类后进行处理的过程中，针对具体种类的废水处理所得的产物如果达到其他类别的标准，则回收到其他类别进行进一步的处理；

其中，一类废水处理方法具体为：一类废水进入一级废水处理单元的第一调节池，均衡水质及水量后，经第一提升泵依次至第一反应池，第二反应池，第一沉淀池，在所述第一沉淀池中固液分离，沉淀出水进入第一中转池，废水通过蒸发系统后，冷凝液直接进入二级废水处理单元的第三反应池；

二类废水处理方法具体为：二类废水进入二级废水处理单元的第二调节池，均衡水质及水量后，经第二提升泵提升至隔油池，进行物理隔油，上层浮油及底部沉渣排放至储油池，中间水层进入第三反应池，在第三反应池中投加四类废水使pH值控制在2.5-3之间，出水从底部进入微电解池，微电解池的出水进入高级氧化池，高级氧化池出水进入第四、五、六反应池，使废水能在第二沉淀池中有效的固液分离，第二沉淀池的出水进入三级废水处理单元的第三调节池；

三类废水处理方法具体为：三类废水进入三级废水处理单元的第三调节池，然后用泵直接泵入UASB池，UASB池出水直接进入接触氧化池，在所述接触氧化池中，有机物得到有效地分解，出水进入第七、八反应池进行混凝后进入第三沉淀池进行固液分离，第三沉淀池出水进入第二中转池，在线仪表监测达标时直接排放；

四类废水处理方法具体：四类废水进入废酸调节池，首先满足三级废水处理单元的第三反应池的用酸需求，剩余的废酸直接进入一级废水处理单元的第一调节池进行处理。