CN106145539A - 一种黑索金生产废水处理的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黑索金生产废水处理的系统及方法，属于废水处理领域。本发明的一种黑索今生产废水的处理系统，包括：pH调节池、缺氧池、厌氧反应器、接触氧化池、沉淀池、生物活性炭池和砂滤池。本发明充分利用废水中的有机物和硝态氮提升废水pH，大大降低了中和时碱的投加量。通过厌氧反应器可去除大部分有机污染物，并将部分难生化降解的污染物转化为易于被微生物利用的物质。对废水进行两级好氧处理，利用生物活性炭工艺对接触氧化池出水进行深度处理，保证出水水质稳定达标。

Description

一种黑索金生产废水处理的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种黑索金生产废水处理的系统及方法，属于废水处理领域。
背景技术
黑索今(RDX)学名为1,3,4-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷，也称环三亚甲基三硝胺，是一种爆炸力极强的烈性炸药。常用的黑索今生产工艺有直接硝解法和醋酐法。醋酐法生产黑索今产生的废水中含有醋酐、醋酸、乌洛托品、硝铵及黑索今等污染物，其中部分污染物对微生物有抑制作用，可生化性差。
目前，对于黑索今生产废水的处理，已有实际工程应用的技术主要是活性炭吸附法。该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。而且，吸附饱和后的活性炭由于含有黑索今等物质，不能作为一般固体废物进行处理，进一步增加了处理成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效处理黑索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：
本发明的一种黑索今生产废水的处理系统，包括：pH调节池、缺氧池、厌氧反应器、接触氧化池、沉淀池、生物活性炭池和砂滤池。
pH调节池内壁采用玻璃钢防腐，池内设置pH实时监测装置、搅拌装置和碱投加装置。其中pH实时监测装置根据预定的pH范围自动控制碱投加装置的投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围。
缺氧池内部设置缺氧填料、电化学设备和氧化还原电位实时监测装置；缺氧填料为反硝化菌和/或兼氧菌；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)，阴极采用不锈钢板，在两个极板间填充按体积比1:1混合的铁屑和表面负载有Ag的陶瓷粒子；氧化还原电位实时监测装置预定的氧化还原电位范围自动控制电化学设备的工作时间；
缺氧池的进水口设置大阻力配水系统，多点布水，保证布水均匀。缺氧池的出水口设置锯齿堰，均匀收集，防止短流。
厌氧反应器为封闭池体，外部设置保温层，池内设加热盘管和温度实时监控装置，加热装置根据温度实时监控装置的反馈信号自动对厌氧池废水进行温度调节；池顶设沼气放空管。
接触氧化池内部设置好氧填料和曝气装置，其中曝气装置采用管式微孔曝气器。
沉淀池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，且在池内设置刮泥机；沉淀池为辐流式沉淀池，池内刮泥机采用周边传动刮泥机。
生物活性炭池为上进水下出水形式。池内采用粒径2-5mm的柱状活性炭加工的填料和曝气装置，曝气装置采用单孔膜曝气器。
砂滤池为双层滤料，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；进水口设置在砂滤池双层滤料的上端，出水口设置在砂滤池双层滤料的下端。
pH调节池、缺氧池、厌氧反应器、接触氧化池、沉淀池、生物活性炭池和砂滤池依次通过管路连接，沉淀池的排泥通道通过排泥泵管路连接污泥处理设备沉淀池的污泥回流通道通过回流泵与接触氧化池的进水口相连。
本发明的一种黑索今生产废水的处理方法，具体处理步骤如下：
1)将黑索今生产废水排入pH调节池，通过设定池内的pH实时监测装置的pH调节范围为4～5，控制碱投加装置投加碱液，将废水pH调整至4～5，加入碱液的同时进行搅拌；
2)将经第1)步pH值调节处理后的废水经泵打入缺氧池，在缺氧池内进行缺氧反应和电化学反应，并通过氧化还原电位实时监测装置控制缺氧池内的氧化还原电位维持在-300mV以下，反应时间为3h以上；出水pH可升至6.0～6.5，COD降至4200～4600mg/L。
3)将经第2)步缺氧池处理后的废水经泵提升进入厌氧反应器中，在温度为30～35℃的条件下厌氧处理10h以上，可去除大部分有机污染物，出水COD可降至600～800mg/L，黑索今去除率并不明显，浓度维持在28～52mg/L。
4)将经过第3)步厌氧处理后的废水自流进入接触氧化池，好氧处理8h以上。出水经沉淀后COD可降至80～130mg/L，黑索今可降至16～33mg/L，不能稳定达标。
5)经第4)步厌氧处理后的废水进入沉淀池沉淀1h以上，将沉淀下层污泥回流至接触氧化池；剩余污泥排出后依次进行浓缩、脱水处理；
6)经第5)步沉淀处理的沉淀池上清液排入生物活性炭池内曝气沉淀，沉淀3h以上，气水比为10:1。
7)经步骤6)曝气沉淀处理后的废水通过砂滤池进行过滤，去除其中的悬浮物后可达标排放。
将沉淀池内的部分污泥回流至接触氧化池，使接触氧化池中的污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L，可提高废水处理效果，降低后续浓缩、脱水处理的难度。
有益效果
本发明充分利用废水中的有机物和硝态氮提升废水pH，大大降低了中和时碱的投加量。通过厌氧反应器可去除大部分有机污染物，并将部分难生化降解的污染物转化为易于被微生物利用的物质。对废水进行两级好氧处理，利用生物活性炭工艺对接触氧化池出水进行深度处理，保证出水水质稳定达标。
本发明充分发挥了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黑索今生产废水后的各项指标，COD(化学需氧量)可降至50mg/L以下，黑索今小于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。
本发明的研发和应用，有效地降低了黑索今生产废水的处理成本，可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。
附图说明
图1为本发明黑索金生产废水处理系统的处理过程示意图；
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
以某工厂排出的黑索今生产废水为处理对象，其各项参数为：COD＝6000±700mg/L，黑索今＝30～60mg/L，BOD5＝2800～3200mg/L，pH＝2.2～3.1。
采用本发明装置及方法对上述黑索今生产废水进行复合处理，具体处理步骤如下：
本发明的一种黑索今生产废水的处理方法，具体处理步骤如下：
1)将黑索今生产废水排入pH调节池，通过设定池内的pH实时监测装置的pH调节范围为4～5，控制碱投加装置投加碱液，将废水pH调整至4～5，加入碱液的同时进行搅拌；
2)将经第1)步pH值调节处理后的废水经泵打入缺氧池，在缺氧池内进行缺氧反应和电化学反应，并通过氧化还原电位实时监测装置控制缺氧池内的氧化还原电位维持在-300mV以下，反应时间为3h；出水pH可升至6.0～6.5，COD降至4200～4600mg/L。
3)将经第2)步缺氧池处理后的废水经泵提升进入厌氧反应器中，在温度为35℃的条件下厌氧处理10h，可去除大部分有机污染物，出水COD可降至600～800mg/L，黑索今去除率并不明显，浓度维持在28～52mg/L。
4)将经过第3)步厌氧处理后的废水自流进入接触氧化池，好氧处理8h。出水经沉淀后COD可降至80～130mg/L，黑索今可降至16～33mg/L，不能稳定达标。
5)经第4)步厌氧处理后的废水进入沉淀池沉淀1h，将沉淀池污泥排出后依次进行浓缩、脱水处理；
6)经第5)步沉淀处理的沉淀池上清液排入生物活性炭池内曝气沉淀，沉淀3h，气水比为10:1。
7)经步骤6)曝气沉淀处理后的废水通过砂滤池进行过滤，去除其中的悬浮物后可达标排放。

Claims (8)

1.一种黑索今生产废水的处理装置，其特征是：包括pH调节池、缺氧池、厌氧反应器、接触氧化池、沉淀池、生物活性炭池和砂滤池；
pH调节池内设置pH实时监测装置、搅拌装置和碱投加装置；其中pH实时监测装置根据预定的pH范围自动控制碱投加装置的投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围；
缺氧池内部设置缺氧填料、电化学设备和氧化还原电位实时监测装置；缺氧填料为反硝化菌和/或兼氧菌；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)，阴极采用不锈钢板，在两个极板间填充按体积比1:1混合的铁屑和表面负载有Ag的陶瓷粒子；氧化还原电位实时监测装置预定的氧化还原电位范围自动控制电化学设备的工作时间；
厌氧反应器为封闭池体，外部设置保温层，池内设加热盘管和温度实时监控装置，加热装置根据温度实时监控装置的反馈信号自动对厌氧池废水进行温度调节；池顶设沼气放空管；
接触氧化池内部设置好氧填料和曝气装置；
沉淀池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，且在池内设置刮泥机；
生物活性炭池为上进水下出水形式；池内采用粒径2-5mm的柱状活性炭加工的填料和曝气装置；
砂滤池为双层滤料，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；进水口设置在砂滤池双层滤料的上端，出水口设置在砂滤池双层滤料的下端；
pH调节池、缺氧池、厌氧反应器、接触氧化池、沉淀池、生物活性炭池和砂滤池依次通过管路连接，沉淀池的排泥通道通过排泥泵管路连接污泥处理设备沉淀池的污泥回流通道通过回流泵与接触氧化池的进水口相连。
2.如权利要求1所述的一种黑索今生产废水的处理装置，其特征是：pH调节池内壁采用玻璃钢防腐。
3.如权利要求1所述的一种黑索今生产废水的处理装置，其特征是：缺氧池的进水口设置大阻力配水系统；缺氧池的出水口设置锯齿堰。
4.如权利要求1所述的一种黑索今生产废水的处理装置，其特征是：沉淀池为辐流式沉淀池，池内刮泥机采用周边传动刮泥机。
5.如权利要求1所述的一种黑索今生产废水的处理装置，其特征是：其中接触氧化池内的曝气装置采用管式微孔曝气器。
6.如权利要求1所述的一种黑索今生产废水的处理装置，其特征是：生物活性炭池内的曝气装置采用单孔膜曝气器。
7.一种应用如权利要求1处理黑索今生产废水的方法，其特征是：具体处理步骤如下：
1)将黑索今生产废水排入pH调节池，通过设定池内的pH实时监测装置的pH调节范围为4～5，控制碱投加装置投加碱液，将废水pH调整至4～5，加入碱液的同时进行搅拌；
2)将经第1)步pH值调节处理后的废水经泵打入缺氧池，在缺氧池内进行缺氧反应和电化学反应，并通过氧化还原电位实时监测装置控制缺氧池内的氧化还原电位维持在-300mV以下，反应时间为3h以上；
3)将经第2)步缺氧池处理后的废水经泵提升进入厌氧反应器中，在温度为30～35℃的条件下厌氧处理10h以上；
4)将经过第3)步厌氧处理后的废水自流进入接触氧化池，好氧处理8h以上；
5)经第4)步厌氧处理后的废水进入沉淀池沉淀1h以上，将沉淀下层污泥回流至接触氧化池；剩余污泥排出后依次进行浓缩、脱水处理；
6)经第5)步沉淀处理的沉淀池上清液排入生物活性炭池内曝气沉淀，沉淀3h以上，气水比为10:1；
7)经步骤6)曝气沉淀处理后的废水通过砂滤池进行过滤，去除其中的悬浮物后可达标排放。
8.如权利要求1所述一种处理黑索今生产废水的方法，其特征是：将沉淀池内的部分污泥回流至接触氧化池，使接触氧化池中的污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L。
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