CN106698860A - 一种硝基苯废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硝基苯废水处理工艺,包括如下步骤:(1)将待处理废水采用电解反应处理,制得电解引发废水;(2)将电解引发废水进行生物还原处理,制得还原混合体系;(3)将还原混合体系经泥水分离,制得还原废水;(4)将还原废水通入好氧生化池,经好氧处理,制得好氧混合体系;(5)将好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水;(6)将好氧废水经臭氧催化氧化处理,制得处理后废水。本发明通过高压脉冲的电解引发作用,激发硝基苯分子上的硝基活性位点,继而通过后续强化生物还原作用,高效还原硝基苯分子,将其转化为利于微生物降解的苯胺,同时显著改善废水的生物适应性,为后续生化处理创造良好条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种硝基苯废水处理工艺,属于工业废水处理技术领域。
背景技术
硝基苯是重要的化工原料和精细化工中间体,属于剧毒化学品,对生态环境具有较大危害,因此,我国的废水排放标准中对硝基苯类物质具有严格的标准。
硝基苯废水具有生物毒性强、污染物浓度高、含盐量高、色度高等特点,属于典型难降解工业废水。
硝基苯分子具有较强的生物毒性,难于被微生物降解。对于硝基苯废水的处理,主要包括物理法、化学法、生物法以及以上三种方法的结合方法。
中国专利文献CN103588314A(申请号201310569967.7)公开了一种树脂吸附法处理硝基苯废水的工艺,该方法的特点是:硝基苯废水由冷却器冷却后进入第一吸附柱;第一吸附柱将硝基苯废水中的硝基苯吸附,之后硝基苯废水进入第二吸附柱再次吸附,被两次吸附后的硝基苯含量小于0~10ppm的成品废水进入成品废水罐;每8小时在成品废水取样点进行取样分析,同时在硝基苯废水循环取样点进行取样分析,第一吸附柱吸附饱和时切换第一吸附柱;完成切换后,第二吸附柱与第三吸附柱串联使用进行两次吸附后排出,第一吸附柱进行树脂再生。
中国专利文献CN104591377A(申请号201510047407.4)公开了一种利用臭氧曝气生物滤池处理硝基苯废水的方法及其应用,该方法方法包括以下步骤:(1)生物滤池的构建,(2)空气曝气生物滤池的启动,(3)臭氧曝气生物滤池的启动,(4)臭氧曝气生物滤池的运行。本发明将臭氧沸石催化氧化与生物氧化合二为一,利用臭氧的强氧化性使硝基苯开环,开环的硝基苯作为易降解基质可参与硝基苯共代谢降解,提高硝基苯的去除效果,反应器上部的沸石填料上生长的生物膜将氧化产物降解,在同一个反应器中实现硝基苯的高效降解。
上述工艺在一定程度上去除了废水中的硝基苯,但树脂吸附法只是将硝基苯从废水中转移至其他相态,解析液仍需处理,且树脂再生效率低,处理费用高昂;臭氧曝气生物滤池法处理硝基苯废水的处理费用高,针对高含盐的硝基苯生产废水处理时,硝基苯去除效率低,脱色效果差。以上弊端极大阻碍了废水中硝基苯的去除。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种硝基苯还原效率高、废水中污染物去除效率高、处理过程不产生二次污染、运行费用低廉的硝基苯废水处理工艺。
本发明的技术方案如下:
一种硝基苯废水处理工艺,包括如下步骤:
(1)将待处理废水采用电解反应处理,电解反应水力停留时间为5~10min,工作电压400~450V,制得电解引发废水;
(2)将步骤(1)制得的电解引发废水通至生物还原池,调节pH 7.0~7.5,加入硫酸亚铁,进行生物还原处理,水力停留时间为24~36h,制得还原混合体系;
(3)将步骤(2)制得的还原混合体系通入一级沉淀池,经泥水分离,制得还原废水和还原生化污泥,还原生化污泥回流至生物还原池;
(4)将步骤(3)制得的还原废水通入好氧生化池,经好氧处理,制得好氧混合体系;
(5)将步骤(4)制得的好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水和好氧生化污泥,好氧生化污泥回流至好氧生化池;
(6)将步骤(5)制得的好氧废水经臭氧催化氧化处理,制得处理后废水。
根据本发明优选的,所述步骤(1)中的待处理废水为调pH至5.0~5.5的硝基苯废水。
根据本发明优选的,所述步骤(1)中电解反应的电源采用高压脉冲直流电源,阳极极板采用铸铁材质,阴极极板采用黄铜材质。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中生物还原处理的污泥浓度为5000mg/L~8000mg/L;优选的,生物还原池污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;菌种BioRemove 5150丹麦诺维信公司有售。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为5~10mg/L。
根据本发明优选的,所述步骤(4)中,好氧处理为采用PACT工艺进行处理;
进一步优选的,所述PACT工艺处理条件为:在溶解氧为2.0~3.0mg/L、污泥浓度6000~8000mg/L的条件下,水力停留时间为36~48h;PACT工艺处理初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥。菌种BioRemove 5150丹麦诺维信公司有售。
进一步优选的,所述PACT工艺中,粉末活性炭投加量为10~20mg/L,有机营养剂投加量为20~40mg/L,生物活性磷投加量为5~10mg/L;更优的,所述粉末活性炭为粒径100目果壳基活性炭。粒径100目果壳基活性炭为普通市售产品。
上述有机营养剂可采用普通市售产品也可按中国专利文献CN103224887A(申请号201310164864.2)说明书实施例1-3中所述方法制备;生物活性磷可采用普通市售产品也可按中国专利文献CN101560117A(申请号200810041764.X)所述方法制得。
根据本发明优选的,所述步骤(6)中,臭氧催化氧化处理的臭氧投加量为20~30mg/L,强度为180~220μw/cm2的紫外线辐照20~30min。
根据本发明优选的,还包括步骤(3)制得的还原生化污泥和步骤(5)制得的好氧生化污泥经脱水后,将脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合的步骤。
有益效果
1、本发明将“电解引发”和“强化生物还原”有机结合,通过高压脉冲的电解引发作用,激发硝基苯分子上的硝基活性位点,继而通过后续强化生物还原作用,高效还原硝基苯分子,将其转化为利于微生物降解的苯胺,硝基苯还原率可达98%以上,同时显著改善废水的生物适应性,为后续生化处理创造良好条件,该过程的电解处理过程的电耗和极板消耗较常规处理方法节省80%以上;
2、本发明的好氧生化处理采用PACT处理工艺,通过高效微生物的接种和驯化、营养物质的定向培养、活性炭载体的固定等过程,形成抗冲击能力较强的高效微生物降解体系,达到高效去除废水中苯胺类污染物的目的,COD去除率达到95%以上;
3、本发明在生化处理后设置了紫外光催化臭氧氧化深度处理工段,针对前端生化处理无法去除的污染物,通过紫外光催化臭氧氧化,进一步高效去除废水中的有机污染物及发色基团,提高出水品质,该处理过程具有理想的脱色效率,且处理过程无废气、废渣产生,工艺环保;
4、本发明针对硝基苯废水的水质特点,通过“物化+生化+物化”的工艺有机组合,实现了处理效果良好、处理费用低廉、运行管理方便的工艺效果,达到了废水中硝基苯、COD及色度等污染物指标的高效去除,具有经济、高效、环保的显著特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明,但本发明所保护范围不限于此。
材料来源
实施例中所述菌种BioRemove 5150,丹麦诺维信公司有售;
实施例中所述市政污水处理厂活性污泥均来自当地市政污水处理厂;
实施例中所述有机营养剂按中国专利文献CN103224887A中实施例1所述方法制备;
实施例中所述生物活性磷按中国专利文献CN101560117A中实施例1所述方法制得。
实施例中所述粉末活性炭采用普通市售粒径100目果壳基活性炭,山东省环科院环境科技有限公司有售;
检测方法
CODCr检测采用GB11914-89,硝基苯检测采用HJ592-2010,pH检测采用GB6920-1986,色度检测采用GB/T 11903-1989。
实施例1
山东东营某硝基苯生产企业的硝基苯废水,指标为:CODCr 1685mg/L,硝基苯148mg/L,pH 7.6,色度600倍。
一种硝基苯废水处理工艺,包括如下步骤:
(1)将硝基苯废水调pH 5.0,制得待处理废水,然后将待处理废水采用电解反应处理,电解反应水力停留时间为10min,工作电压450V,制得电解引发废水;
所述电解反应的电源采用高压脉冲直流电源,阳极极板采用铸铁材质,阴极极板采用黄铜材质;
(2)将步骤(1)制得的电解引发废水通至生物还原池,调节pH 7.5,加入硫酸亚铁,硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为10mg/L,进行生物还原处理,水力停留时间为36h,制得还原混合体系;
所述生物还原处理的污泥浓度为8000mg/L;生物还原池污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
经检测,CODCr1525mg/L,硝基苯2.1mg/L,pH 7.2,色度240倍。
(3)将步骤(2)制得的还原混合体系通入一级沉淀池,经泥水分离,制得还原废水和还原生化污泥,还原生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的还原生化污泥回流至生物还原池;
(4)将步骤(3)制得的还原废水通入好氧生化池,PACT工艺进行处理,制得好氧混合体系;
PACT工艺处理条件为:在溶解氧为3.0mg/L、污泥浓度8000mg/L的条件下,水力停留时间为48h;PACT工艺处理初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
所述PACT工艺中,粉末活性炭投加量为20mg/L,有机营养剂投加量为40mg/L,生物活性磷投加量为10mg/L;
经检测,CODCr96mg/L,硝基苯0.2mg/L,pH 7.1,色度80倍。
(5)将步骤(4)制得的好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水和好氧生化污泥,好氧生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的好氧生化污泥回流至好氧生化池;
(6)将步骤(5)制得的好氧废水经臭氧催化氧化处理,臭氧催化氧化处理的臭氧投加量为30mg/L,强度为200μw/cm2的紫外线辐照30min,制得处理后废水。
经检测,CODCr 78mg/L,硝基苯0.2mg/L,pH 7.1,色度20倍。
实施例2
如实施例1所述的硝基苯废水处理工艺,不同之处在于,步骤(1)中电解反应水力停留时间为5min,工作电压420V。
还原混合体系经检测,CODCr1570mg/L,硝基苯2.9mg/L,pH 7.2,色度280倍。
处理后废水经检测,CODCr88mg/L,硝基苯0.4mg/L,pH 7.2,色度30倍。
实施例3
如实施例1所述的硝基苯废水处理工艺,不同之处在于,步骤(2)中调节pH 7.0,加入硫酸亚铁,硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为5mg/L,进行生物还原处理,水力停留时间为24h,制得还原混合体系;
所述生物还原处理的污泥浓度为6000mg/L;生物还原池污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
还原混合体系经检测,CODCr1583mg/L,硝基苯2.7mg/L,pH 7.2,色度280倍。
处理后废水经检测,CODCr85mg/L,硝基苯0.35mg/L,pH 7.2,色度30倍。
实施例4
如实施例1所述的硝基苯废水处理工艺,不同之处在于,步骤(4)中还原废水通入好氧生化池,采用现有常规活性污泥法。
好氧混合体系经检测,CODCr345mg/L,硝基苯1.7mg/L,pH 7.2,色度160倍。
处理后废水经检测,CODCr325mg/L,硝基苯1.6mg/L,pH 7.2,色度90倍。
对比例1
按照中国专利文献CN104591377A(申请号201510047407.4)中实施例1记载的工艺处理实施例1中所述的硝基苯废水,处理结果如下:
CODCr386mg/L,硝基苯8.9mg/L,pH 7.4,色度100倍。
实施例5
山东菏泽某硝基苯联产苯胺企业的硝基苯废水,指标为:CODCr 865mg/L,硝基苯76mg/L,pH 7.8,色度450倍。
一种硝基苯废水处理工艺,包括如下步骤:
(1)将硝基苯废水调pH至5.3,制得待处理废水,然后将待处理废水采用电解反应处理,电解反应水力停留时间为5min,工作电压400V,制得电解引发废水;
所述电解反应的电源采用高压脉冲直流电源,阳极极板采用铸铁材质,阴极极板采用黄铜材质;
(2)将步骤(1)制得的电解引发废水通至生物还原池,调节pH 7.5,加入硫酸亚铁,硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为5mg/L,进行生物还原处理,水力停留时间为24h,制得还原混合体系;
所述生物还原处理的污泥浓度为6000mg/L;生物还原池污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
经检测,CODCr782mg/L,硝基苯1.2mg/L,pH 7.4,色度200倍。
(3)将步骤(2)制得的还原混合体系通入一级沉淀池,经泥水分离,制得还原废水和还原生化污泥,还原生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的还原生化污泥回流至生物还原池;
(4)将步骤(3)制得的还原废水通入好氧生化池,PACT工艺进行处理,制得好氧混合体系;
PACT工艺处理条件为:在溶解氧为2.0mg/L、污泥浓度6000mg/L的条件下,水力停留时间为36h;PACT工艺处理初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
所述PACT工艺中,粉末活性炭投加量为15mg/L,有机营养剂投加量为20mg/L,生物活性磷投加量为5mg/L;
经检测,CODCr60mg/L,硝基苯0.1mg/L,pH 7.3,色度40倍。
(5)将步骤(4)制得的好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水和好氧生化污泥,好氧生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的好氧生化污泥回流至好氧生化池;
(6)将步骤(5)制得的好氧废水经臭氧催化氧化处理,臭氧催化氧化处理的臭氧投加量为25mg/L,强度为180μw/cm2的紫外线辐照20min,制得处理后废水。
经检测,CODCr 45mg/L,硝基苯0.1mg/L,pH 7.3,色度10倍。
对比例2
按照中国专利文献CN104591377A(申请号201510047407.4)中实施例2记载的工艺处理实施例5中所述的硝基苯废水,处理结果如下:
CODCr147mg/L,硝基苯5.6mg/L,pH 7.1,色度80倍。
对比例3
如实施例1所述的硝基苯废水处理工艺,不同之处在于,步骤(1)中电解反应水力停留时间为15min,工作电压350V。
还原混合体系经检测,CODCr1595mg/L,硝基苯4.7mg/L,pH 7.2,色度260倍。
处理后废水经检测,CODCr 116mg/L,硝基苯0.4mg/L,pH 7.2,色度30倍。
对比例4
如实施例1所述的硝基苯废水处理工艺,不同之处在于,步骤如下:
(1)将硝基苯废水通至生物还原池,调节pH 7.5,加入硫酸亚铁,硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为5mg/L,进行生物还原处理,水力停留时间为24h,制得还原混合体系;
所述生物还原处理的污泥浓度为6000mg/L;生物还原池污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;CODCr 1685mg/L,硝基苯148mg/L,pH 7.6,色度600倍。
经检测,CODCr1610mg/L,硝基苯26.6mg/L,pH 7.2,色度300倍。
(2)将步骤(1)制得的还原混合体系通入一级沉淀池,经泥水分离,制得还原废水和还原生化污泥,还原生化污泥经脱水后,脱水滤液与待处理废水混合,脱水后的还原生化污泥回流至生物还原池;
(3)将步骤(2)制得的还原废水通入好氧生化池,PACT工艺进行处理,制得好氧混合体系;
PACT工艺处理条件为:在溶解氧为2.0mg/L、污泥浓度6000mg/L的条件下,水力停留时间为36h;PACT工艺处理初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
所述PACT工艺中,粉末活性炭投加量为15mg/L,有机营养剂投加量为20mg/L,生物活性磷投加量为5mg/L;
经检测,CODCr295mg/L,硝基苯4.2mg/L,pH 7.2,色度150倍。
(4)将步骤(3)制得的好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水和好氧生化污泥,好氧生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的好氧生化污泥回流至好氧生化池;
(5)将好氧废水调pH至5.3,制得待处理废水,然后将待处理废水采用电解反应处理,电解反应水力停留时间为5min,工作电压400V,制得电解引发废水;
所述电解反应的电源采用高压脉冲直流电源,阳极极板采用铸铁材质,阴极极板采用黄铜材质;
(6)将步骤(5)制得的电解引发废水经臭氧催化氧化处理,臭氧催化氧化处理的臭氧投加量为25mg/L,强度为200μw/cm2的紫外线辐照20min,制得处理后废水。
经检测,CODCr268mg/L,硝基苯3.9mg/L,pH 7.2,色度80倍。
实施例6
江苏响水某硝基苯生产企业的硝基苯废水,指标为:CODCr 960mg/L,硝基苯89mg/L,pH 7.9,色度500倍。
一种硝基苯废水处理工艺,包括如下步骤:
(1)将硝基苯废水调pH至5.0,制得待处理废水,然后将待处理废水采用电解反应处理,电解反应水力停留时间为8min,工作电压420V,制得电解引发废水;
所述电解反应的电源采用高压脉冲直流电源,阳极极板采用铸铁材质,阴极极板采用黄铜材质;
(2)将步骤(1)制得的电解引发废水通至生物还原池,调节pH 7.3,加入硫酸亚铁,硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为8mg/L,进行生物还原处理,水力停留时间为32h,制得还原混合体系;
所述生物还原处理的污泥浓度为7000mg/L;生物还原池污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
经检测,CODCr865mg/L,硝基苯1.6mg/L,pH 7.4,色度250倍。
(3)将步骤(2)制得的还原混合体系通入一级沉淀池,经泥水分离,制得还原废水和还原生化污泥,还原生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的还原生化污泥回流至生物还原池;
(4)将步骤(3)制得的还原废水通入好氧生化池,PACT工艺进行处理,制得好氧混合体系;
PACT工艺处理条件为:在溶解氧为3.0mg/L、污泥浓度8000mg/L的条件下,水力停留时间为42h;PACT工艺处理初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
所述PACT工艺中,粉末活性炭投加量为15mg/L,有机营养剂投加量为30mg/L,生物活性磷投加量为8mg/L;
经检测,CODCr81mg/L,硝基苯0.18mg/L,pH 7.4,色度80倍。
(5)将步骤(4)制得的好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水和好氧生化污泥,好氧生化污泥经脱水后,脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合,脱水后的好氧生化污泥回流至好氧生化池;
(6)将步骤(5)制得的好氧废水经臭氧催化氧化处理,臭氧催化氧化处理的臭氧投加量为30mg/L,强度为220μw/cm2的紫外线辐照25min,制得处理后废水。
经检测,CODCr 56mg/L,硝基苯0.15mg/L,pH 7.4,色度20倍。
对比例5
按照中国专利文献CN104591377A(申请号201510047407.4)中实施例3记载的工艺处理实施例6中的硝基苯废水。
经检测,CODCr176mg/L,硝基苯6.4mg/L,pH 7.1,色度80倍。
Claims (10)
1.一种硝基苯废水处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将待处理废水采用电解反应处理,电解反应水力停留时间为5~10min,工作电压400~450V,制得电解引发废水;
(2)将步骤(1)制得的电解引发废水通至生物还原池,调节pH 7.0~7.5,加入硫酸亚铁,进行生物还原处理,水力停留时间为24~36h,制得还原混合体系;
(3)将步骤(2)制得的还原混合体系通入一级沉淀池,经泥水分离,制得还原废水和还原生化污泥,还原生化污泥回流至生物还原池;
(4)将步骤(3)制得的还原废水通入好氧生化池,经好氧处理,制得好氧混合体系;
(5)将步骤(4)制得的好氧混合体系通入二级沉淀池,经泥水分离,制得好氧废水和好氧生化污泥,好氧生化污泥回流至好氧生化池;
(6)将步骤(5)制得的好氧废水经臭氧催化氧化处理,制得处理后废水。
2.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(1)中的待处理废水为调pH至5.0~5.5的硝基苯废水。
3.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(1)中电解反应的电源采用高压脉冲直流电源,阳极极板采用铸铁材质,阴极极板采用黄铜材质。
4.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(2)中生物还原处理的污泥浓度为5000mg/L~8000mg/L。
5.如权利要求4所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(2)中生物还原处理的污泥在培养初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥。
6.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(2)中硫酸亚铁的投加量以七水合硫酸亚铁计为5~10mg/L。
7.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(4)中,好氧处理为采用PACT工艺进行处理。
8.如权利要求7所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述PACT工艺处理条件为:在溶解氧为2.0~3.0mg/L、污泥浓度6000~8000mg/L的条件下,水力停留时间为36~48h;PACT工艺处理初期接种菌种BioRemove 5150和市政污水处理厂活性污泥;
进一步优选的,所述PACT工艺中,粉末活性炭投加量为10~20mg/L,有机营养剂投加量为20~40mg/L,生物活性磷投加量为5~10mg/L;更优的,所述粉末活性炭为粒径100目果壳基活性炭。
9.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,所述步骤(6)中,臭氧催化氧化处理的臭氧投加量为20~30mg/L,强度为180~220μw/cm2的紫外线辐照20~30min。
10.如权利要求1所述的硝基苯废水处理工艺,其特征在于,还包括步骤(3)制得的还原生化污泥和步骤(5)制得的好氧生化污泥经脱水后,将脱水滤液与步骤(1)中待处理废水混合的步骤。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 250013 No. 50 Lishan Road, Lixia District, Shandong, Ji'nan Applicant after: SHANDONG ACADEMY OF ENVIRONMENTAL SCIENCES Co.,Ltd. Address before: 250013 No. 50 Lishan Road, Shandong, Ji'nan Applicant before: SHANDONG ACADEMY OF ENVIRONMENTAL SCIENCE |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
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