CN108046527A - 一种高浓度有机废水的处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种高浓度有机废水的处理系统，包括均质沉降器，均质沉降器的入口和废水出口连接，均质沉降器的出口和中和过滤装置的入口连接，中和过滤装置的出口和膜浓缩装置的入口连接，膜浓缩装置的浓缩液出口和分馏塔的入口连接，分馏塔的顶部浓缩液出口和底部浓缩液出口和有机浓缩液回用系统连接，膜浓缩装置的清液出口和分馏塔中间清液出口连通，混合后和生化处理器的入口连接，生化处理器的出口和吸附装置的入口连接，吸附装置的出口为洁净水；本发明具有工艺适用性强、处理成本低、出水水质稳定的优点，并实现废水中高浓有机物的资源化利用。

Description

一种高浓度有机废水的处理系统
技术领域
本发明属于水处理技术领域，特别是涉及一种高浓度有机废水的处理系统。
背景技术
高浓度难降解有机废水主要涉及焦化废水、制药废水(包括中药废水)、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水、油漆废水、制膜废水等行业性废水，具有有机物浓度高、成分复杂、难生物降解、色度高、有异味等特点，是目前国内外污水处理界公认的难题。目前高浓度有机废水处理主要通过两种工艺方式处理，一是采取化学氧化和催化氧化为主的工艺方式，如中国专利CN201611046614公布了一种采用湿式氧化处理方法对高浓度有机废水处理的工艺，虽然解决了氨氮和小分子有机酸降解差、所产生尾气需要二次处理等问题，但存在产生二次固废，并且对于高浓度有机废水，处理费用非常高，出水水质不稳定。二是通过预处理改变BOD与COD的比值，然后进行生化处理的方式，虽然生化法具有经济、高效等优点，并适宜二级及深度处理，但不适用于处理来水水质不稳定、高COD、含芳环类杂质的有机废水。
随着高浓度有机废水污染物的种类和污水的数量不断增加，传统、单一的污水处理技术已经不能满足要求，改进和优化传统工艺，通过多工艺耦合解决高浓度有机废水处理将是今后技术的发展主要方向。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高浓度有机废水的处理系统，具有工艺适用性强、处理成本低、出水水质稳定的优点，同时实现废水中高浓有机物的资源化利用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高浓度有机废水的处理系统，包括均质沉降器1，均质沉降器1的入口和废水出口连接，均质沉降器1的出口和中和过滤装置2的入口连接，中和过滤装置2的出口和膜浓缩装置3的入口连接，膜浓缩装置3的浓缩液出口和分馏塔4的入口连接，分馏塔4的顶部浓缩液出口和底部浓缩液出口和有机浓缩液返回工艺系统连接，膜浓缩装置3的清液出口和分馏塔4中间清液出口连通，混合后和生化处理器5的入口连接，生化处理器5的出口和吸附装置6的入口连接，吸附装置6的出口为洁净水。
一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，包括以下步骤：
1)高浓有机废水进入均质沉降器1、中和过滤装置2组成的预处理工段进行预处理；
2)经预处理后的高浓有机废水进入膜浓缩装置3，将有机废水分离为清液和浓缩液；
3)步骤2)产生的浓缩液进入分馏塔4，通过分馏塔4将塔顶和塔底的有机废物进一步富集，中间抽出清液；
4)分馏塔4塔顶和塔底产生的富集有机物通过有机浓缩液返回工艺系统回用作为原料，或进入液体废物焚烧炉进行处理，回收热量；
5)步骤2)和步骤3)产生的清液混合后进入生化处理器5进行生化处理；
6)经步骤5)生化处理后的废水进入吸附装置6进一步深度处理；
7)经步骤6)处理后的水作为洁净水外排或作为装置循环水补水再利用。
所述的高浓度有机废水是指COD含量在5000-200000mg/L的化学工业生产工艺废水。
所述的过中和过滤装置2包括中和器、过滤器或两者的组合，其中过滤器采用活性炭过滤、沙滤中的一种或两种组合。
所述的膜浓缩装置3采用一级或二级膜浓缩，控制清液COD在3000mg/L以下，采用一级或二级膜浓缩，控制清液COD在3000mg/L以下，其中所述膜为超滤膜(UF)、反渗透膜(RO)或超滤膜(UF)和反渗透膜(RO)组合。
所述的分馏塔4控制中间抽出清液的COD在3000mg/L以下，塔顶和塔底的有机废物浓度在30％以上。
所述的生化处理器5采用厌氧处理、好氧处理中一种或两种工艺的组合，控制出水COD低于100mg/L。
所述的吸附装置6采用一级或多级吸附，出水指标控制COD小于60mg/L。
所述的吸附装置6的吸附剂为活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨烯和分子筛中的一种或多种吸附剂组合。
所述的分馏塔4塔底再沸器所需蒸汽可由塔顶和塔底收集的有机废液燃烧产生蒸汽供应。
本发明的有益效果为：
1、通过采用均质、中和过滤、膜浓缩、分馏、生化处理和吸附工艺耦合，可适应有机化工生产中上游工艺水来水水质波动大的特点，实现运行系统稳定、出水水质达标、处理成本低的优点。
2、通过将膜处理和分馏系统耦合替代常规处理中的强氧化工艺，有效实现了废水的减量化和废水中有机物的资源化利用。
附图说明
图1为本发明系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
参照图1，一种高浓度有机废水的处理系统，包括均质沉降器1，均质沉降器1的入口和废水出口连接，均质沉降器1的出口和中和过滤装置2的入口连接，中和过滤装置2的出口和膜浓缩装置3的入口连接，膜浓缩装置3的浓缩液出口和分馏塔4的入口连接，分馏塔4的顶部浓缩液出口和底部浓缩液出口和有机浓缩液返回工艺系统连接，膜浓缩装置3的清液出口和分馏塔4中间清液出口连通，混合后和生化处理器5的入口连接，生化处理器5的出口和吸附装置6的入口连接，吸附装置6的出口为洁净水；本发明具有工艺适用性强、处理成本低、出水水质稳定的优点，并实现废水中高浓有机物的资源化利用。
下面结合实施例对本发明的工艺进一步说明。
实施例一：一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，包括以下步骤：
1)高浓有机废水为是生物农药中间体生产中产生的，COD为10000mg/L，PH为4.5；高浓有机废水先进入均质沉降器1进行均质沉降，停留时间为2小时；经沉降后的有机废水进入中和过滤装置2，通过添加10％的氢氧化钠水溶液进行中和，中和后的高浓有机废水进入过滤器，采用活性炭将悬浮杂质过滤干净；
2)经预处理后的高浓有机废水进入膜浓缩装置3，将有机废水分离为清液和浓缩液；膜浓缩装置3采用一级RO膜浓缩，控制清液COD为3000mg/L，回用清液量为93％；浓缩液COD为100000mg/L，浓缩液量为7％；
3)步骤2)产生的浓缩液进入分馏塔4，通过分馏塔4将塔顶和塔底的有机废物进一步富集，中间抽出清液，清液COD控制在2000mg/L；
4)分馏塔4塔顶和塔底产生的富集有机物通过有机浓缩液返回工艺系统回用作为原料；
5)步骤2)和步骤3)产生的清液混合后进入生化处理器5进行生化处理，经厌氧和好氧处理后，出水COD为100mg/L；
6)经步骤5)生化处理后的废水进入吸附装置6进一步深度处理，吸附装置6采用两级吸附，吸附装置6的吸附剂为活性炭和碳纤维的复合物，控制出水指标COD低于30mg/L；
7)经步骤6)处理后的水作为洁净水用作装置循环水补水再利用。
本实施例与现有工艺相比，出水指标可控，通过过程减量化处理，使得水处理费用降低约21％，并且实现了高浓有机废水中有机物的回收利用，提高了过程的经济性。
实施例二：一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，包括以下步骤：
1)高浓有机废水是焦化工业产生的，COD为200000mg/L，PH为4.5；高浓有机废水先进入均质沉降器1进行均质沉降，停留时间为3小时；经沉降后的有机废水进入中和过滤装置2，通过添加15％的氢氧化钠水溶液进行中和；中和后的高浓有机废水进入过滤器，采用沙滤介质将悬浮杂质过滤干净；
2)经预处理后的高浓有机废水进入膜浓缩装置3，将有机废水分离为清液和浓缩液；膜浓缩装置3采用二级RO膜浓缩，控制清液侧出水COD在1500mg/L，回用清液量为81％；浓缩液COD为1000000mg/L，浓缩液量为19％；
3)步骤2)产生的浓缩液进入分馏塔4，通过分馏塔4将塔顶和塔底的有机废物进一步富集，中间抽出清液，清液COD控制在3000mg/L；
4)分馏塔4塔顶和塔底产生的富集有机物进入液体废物焚烧炉进行处理，产生蒸汽用于分馏塔4塔底再沸器所需热量；
5)步骤2)和步骤3)产生的清液混合后进入生化处理器5进行生化处理，经厌氧和好氧处理后，出水COD为60mg/L；
6)经步骤5)生化处理后的废水进入吸附装置6进一步深度处理，吸附装置6采用一级吸附，吸附装置6的吸附剂为碳纳米管和分子筛复合材料，控制出水指标COD低于60mg/L；
7)经步骤6)处理后的水作为洁净水进入工业园区回用水系统。
本实施例与现有工艺相比，出水指标可控，并且通过膜处理装置实现了废水的减量化处理、分馏塔回收有机废液焚烧回收热能等措施，使得水处理费用降低约19％。
实施例三：一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，包括以下步骤：
1)高浓有机废水是化工生产过程产生的，COD为200000mg/L，PH为7；高浓有机废水先进入均质沉降器1进行均质沉降，停留时间为3小时；经沉降后的高浓有机废水进入中和过滤装置2，将水中的悬浮杂质过滤干净；
2)经预处理后的高浓有机废水进入膜浓缩装置3，将有机废水分离为清液和浓缩液；膜浓缩装置3采用一级UF膜，控制清液COD为3000mg/L，回用清液量为20％；浓缩液COD为249250mg/L，浓缩液量为80％；
3)步骤2)过滤后废水进入分馏塔4，通过分馏塔4将塔顶和塔底的有机废物进一步富集，中间抽出清液，清液COD控制在3000mg/L；
4)分馏塔4塔顶和塔底产生的富集有机物有机浓缩液返回工艺系统回用作为原料；
5)步骤2)和步骤3)产生的清液混合后进入生化处理器5进行生化处理，经厌氧处理后，出水COD为60mg/L；
6)经步骤5)生化处理后的废水进入吸附装置6进一步深度处理，吸附装置6采用两级吸附，吸附装置6的吸附剂为碳纳米管、石墨烯和分子筛的组合吸附剂，控制出水指标COD低于30mg/L；
7)经步骤6)处理后的水作为洁净水用作装置循环水补水再利用。
本实施例与现有工艺相比，出水指标可控，通过过程减量化处理，使得水处理费用降低约25％，并且实现了高浓有机废水中有机物的回收利用，提高了过程的经济性。
实施例四：一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，包括以下步骤：
1)高浓有机废水是纺织生产中产生的，COD为5000mg/L，PH为4.5；高浓有机废水先进入均质沉降器1进行均质沉降，停留时间为4小时；经沉降后的有机废水进入中和过滤装置2，通过添加5％的氢氧化钠水溶液进行中和；中和后的高浓有机废水进入过滤器，将悬浮杂质过滤干净；
2)经预处理后的高浓有机废水进入膜浓缩装置3，将有机废水分离为清液和浓缩液；膜浓缩装置3采用一级UF膜和两级RO膜浓缩组合工艺，控制清液COD为500mg/L，回用清液量为80％；浓缩液COD为23000mg/L，浓缩液量为20％；
3)步骤2)产生的浓缩液进入分馏塔4，通过分馏塔4将塔顶和塔底的有机废物进一步富集，中间抽出清液，清液COD控制在500mg/L；
4)分馏塔4塔顶和塔底产生的富集有机物通过有机浓缩液返回工艺系统回用作为原料；
5)步骤2)和步骤3)产生的清液混合后进入生化处理器5进行生化处理，经厌氧和好氧处理后，出水COD为80mg/L；
6)经步骤5)生化处理后的废水进入吸附装置6进一步深度处理，吸附装置6采用两级吸附，吸附装置6的吸附剂为活性炭和分子筛，控制出水指标COD低于30mg/L；
7)经步骤6)处理后的水作为洁净水用作装置循环水补水再利用。
本实施例与现有工艺相比，出水指标可控，通过过程减量化处理，使得水处理费用降低约21％，并且实现了高浓有机废水中有机物的回收利用，提高了过程的经济性。

Claims (10)

1.一种高浓度有机废水的处理系统，包括均质沉降器(1)，均质沉降器(1)的入口和废水出口连接，均质沉降器(1)的出口和中和过滤装置(2)的入口连接，中和过滤装置(2)的出口和膜浓缩装置(3)的入口连接，膜浓缩装置(3)的浓缩液出口和分馏塔(4)的入口连接，分馏塔(4)的顶部浓缩液出口和底部浓缩液出口和有机浓缩液返回工艺系统连接，膜浓缩装置(3)的清液出口和分馏塔(4)中间清液出口连通，混合后和生化处理器(5)的入口连接，生化处理器(5)的出口和吸附装置(6)的入口连接，吸附装置(6)的出口为洁净水。
2.一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)高浓有机废水进入均质沉降器(1)、中和过滤装置(2)组成的预处理工段进行预处理；
2)经预处理后的高浓有机废水进入膜浓缩装置(3)，将有机废水分离为清液和浓缩液；
3)步骤2)产生的浓缩液进入分馏塔(4)，通过分馏塔(4)将塔顶和塔底的有机废物进一步富集，中间抽出清液；
4)分馏塔(4)塔顶和塔底产生的富集有机物通过有机浓缩液返回工艺系统回用作为原料，或进入液体废物焚烧炉进行处理，回收热量；
5)步骤2)和步骤3)产生的清液混合后进入生化处理器(5)进行生化处理；
6)经步骤5)生化处理后的废水进入吸附装置(6)进一步深度处理；
7)经步骤6)处理后的水作为洁净水外排或作为装置循环水补水再利用。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的高浓度有机废水是指COD含量在5000-200000mg/L的化学工业生产工艺废水。
4.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的中和过滤装置(2)包括包括中和器、过滤器或两者的组合，其中过滤器采用活性炭过滤、沙滤中的一种或两种组合。
5.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的膜浓缩装置(3)采用一级或二级膜浓缩，控制清液COD在3000mg/L以下，其中所述膜为超滤膜(UF)、反渗透膜(RO)或超滤膜(UF)和反渗透膜(RO)组合。
6.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的分馏塔(4)控制中间抽出清液的COD在3000mg/L以下，塔顶和塔底的有机废物浓度在30％以上。
7.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的生化处理器(5)采用厌氧处理、好氧处理中一种或两种工艺的组合，控制出水COD低于100mg/L。
8.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的吸附装置(6)采用一级或多级吸附，出水指标控制COD小于60mg/L。
9.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的吸附装置(6)的吸附剂为活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨烯和分子筛中的一种或多种吸附剂组合。
10.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水的处理系统的工艺，其特征在于：所述的分馏塔(4)塔底再沸器所需蒸汽可由塔顶和塔底收集的有机废液燃烧产生蒸汽供应。
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