CN108751596B - 一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明在充分了解色酚AS水质特征的基础上，通过对生产废水的分类收集、分质物化预处理，混合后再进行两级生化处理，两级生化处理间引入电絮凝除磷等三方面的进行改进，本方法固废产生量少，磷去除率高，无需稀释，处理效果稳定、工艺技术可靠。

Description

一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及色酚生产废水处理领域，尤其涉及一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法。
背景技术
色酚为一种染料中间体，是冰染染料组成部分之一，在其系列产品中最先应用的为2-羟基- 3-萘甲酰苯胺，称为“色酚AS”，是由2,3酸经三氯化磷作用后在与苯胺缩合后制得，在其生产产生的母液废水中，2,3酸、邻甲基苯胺、色酚AS等有机物；此外，由于氯化工段中投加了过量的三氯化磷参与反应，因此在排放的母液及冲洗水中含有大量的亚磷酸根，总磷浓度在3000～5000 mg/L，且磷都是以三价形式存在。
色酚生产产生的母液废水，因其色度高、COD 浓度大、磷含量高、毒性大、难降解等特点，至今未得到有效治理，大多直接排放或大量稀释进行生化处理，且生化出水存在着COD、色度、总磷超标、稀释水量大及废水处理运行费用较高等问题，极大地制约了色酚系列产品的可持续发展。
中国专利CN103304055A《一种色酚AS及其衍生物生产废水处理及回收其中有用物质的方法》中需用大量的自来水或处理后废水进行稀释后再进行处理，且采用絮凝、氧化、UV-芬顿处理后，可将COD由61000mg/L降至42mg/L，TP有3800mg/L降至1.2mg/L，但该方法技术实施难度较大，操作性较差；张炜明等（2005.4《工业水处理》树脂吸附法处理色酚AS生产废水的研究）采用树脂吸附的方法对色酚废水进行预处理，预处理后的废水中的磷含量仍为4000mg/L，COD、TP均未达到排放要求，并带来了再生液后续处理的新问题，同时对色酚废水的处理未提出完整的处理工艺；孙晓丹等（2011.3《工业安全与环保》色酚废水的除磷预处理及工程应用）采用硫酸铁处理含磷的色酚废水，预处理后的废水中TP仍在100mg/L左右，同时产生了大量固废，并将大量硫酸根引入了废水中，后续的生化也会受到抑制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种固废产生量少，磷去除率高，无需稀释，处理效果稳定、工艺技术可靠的一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法。
为实现本发明提供以下技术方案：一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将色酚生产产生的母液废水、一次洗水、二次洗水分别收集；
(2)将母液废水泵入酸析池，加酸性试剂调节pH值，将pH值调节至2-3，控制水力停留时间HRT在30-60分钟进行酸析反应处理，然后将废水泵入板框压滤机过滤，滤液进入滤液收集池，用碱性试剂进行中和，将滤液的pH值调节至6-7，中和后的滤液泵入蒸发器，进行蒸发除磷，蒸发馏出液进入生化配水池；
(3)将一次洗水泵入铁碳微电解池，加酸性试剂调节pH值，将pH值调节至2-4，控制水力停留时间HRT在4-6小时之间，投加浓度30%的双氧水自流至芬顿反应池，反应完毕后，进入中和池进行中和，并将二次洗水泵入中和池中进行混合、中和；
(4)将步骤（3）所得混合废水投加石灰和碱性试剂调节pH值，将pH值调节至大于7，再加入混凝剂，通入混凝沉淀池，上清液排出，污泥另行外运处理；
(5)将步骤（2）得到的蒸发馏出液和步骤（4）得到的上清液混合通入生化配水池，控制进水盐分小于1%，并调节废水pH值，pH值调节至7.5-8.0；
(6)将步骤（5）所得混合液泵入一级ABR厌氧池和一级OCR好氧生化池，在一级ABR厌氧池中的停留时间48-72小时，一级OCR好氧生化池停留时间24-28h，控制一级OCR好氧生化池内的溶解氧浓度为2-4mg/L；
(7)将步骤（6）混合废水通入至二沉池，依靠重力作用进行泥水分离，上清液排出，污泥另行外运处理；
(8)将步骤（7）所得上清液泵入电絮凝反应器中进行反应，完成后废水中磷的絮凝，实现废水进一步改性；
(9)将步骤（8）所得废水泵入二级兼氧池和二级OCR好氧池中，在二级兼氧池中的停留时间12-24h，二级OCR好氧池停留时间24-36h，控制二级兼氧池内的溶解氧浓度为0.4-0.6mg/L；二级OCR好氧池内的溶解氧浓度为2-4mg/L；
(10)将步骤（9）所得废水通入三沉池，依靠重力作用进行泥水分离，上清液排出，污泥另行外运处理；
(11)将步骤（10）所得上清液通入除磷反应池，投加铝盐混凝剂，并在混凝沉淀池进行泥水分离，上清液排出，污泥另行外运处理。
作为优选，所述的酸性试剂为盐酸或硫酸，碱性试剂为氢氧化钠。
作为优选，所述步骤（3）中一次洗水和双氧水的体积比为100-200:1。
作为优选，所述步骤（8）中电絮凝反应器内采用铝电极或者不锈钢电极，水力停留时间HRT为5-10分钟，电流密度3.0-4.5A/m2。
本发明的有益之处：本发明在充分了解色酚AS水质特征的基础上，通过对生产废水的分类收集、分质物化预处理，混合后再进行两级生化处理，两级生化处理间引入电絮凝除磷等三方面的改进，与已有的处理工艺相比具有以下优点：
第一，母液废水经单独收集后，进行酸析、中和、蒸馏处理，降低了与一次洗水、二次洗水混合后再进行处理的难度；通过酸析，去除了母液废水中大部分有机物，避免了后续蒸发系统的有机物的黏壁堵釜问题；酸析中和后蒸发，将磷元素以磷酸盐的形式析出，去除了水中主要的磷元素，为后续废水稳定达标奠定基础；
第二，一次洗水经微电解处理后，进行芬顿氧化，采用双氧水作为氧化剂，氧化能力强，氧化分解后不产生二次污染；
第三，在一次洗水的中和工段引入二次洗水，避免了二次洗水进行前段预处理增加固废产生量和运行费用，同时又可利用一次洗水产生的亚铁离子，在中和段实现对二次洗水的混凝沉淀作用；
第四，本发明采用的两级厌氧（兼氧）—好氧生化组合系统联合去除废水中的COD和总磷，废水先在一级厌氧条件下，被厌氧细菌降解，新陈代谢摄取一部分磷，一级厌氧出水进行一级好氧工艺，通过控制曝气量、反应时间、污泥龄来强化聚磷菌吸磷过程，进行生物除磷，并降解COD；
第五，两级生化之间引入电絮凝工艺，即可实现对生物处理后废水中TP的化学去除，又可实现对废水的生化改性，为二级生化营造较好的生化条件；
第六，整套工艺行之有效，操作灵活多变，针对高含磷高色度高有机物色酚生产废水，可实现COD、TP、色度等各指标达到《污水综合排放标准》（ GB 8978-1996 ）中的一级排放要求。
附图说明
图1为本发明流程图。
具体实施方式
实施例1：
将色酚AS生产产生的各类废水分类收集，其中母液废水用硫酸调节pH=2.0，控制HRT=30min，通过气动隔膜泵泵入框板压滤机，滤液进入滤液收集池，用氢氧化钠中和至pH=6.0，通过蒸发器进行蒸发，蒸发馏出液流入生化配水池；
一次洗水，调节pH=3.0，废水泵入铁碳微电解池，控制HRT=4.0h，出水自流入芬顿反应池，在芬顿反应池内按废水与双氧水体积比100:1投加30%浓度的双氧水，控制HRT=4.0h，并在中和工段引入二次洗水，用氢氧化钠和石灰乳进行中和后沉淀，混凝沉淀池的上清液自流至生化配水池。
通过泵将生化配水池的废水提升至一级ABR厌氧池和一级OCR好氧生化池内，其中一级ABR厌氧池厌氧反应时间48h，完成有机物结构的破坏，部分有机物的降解；废水进入一级OCR好氧生化池反应48h，控制一级OCR好氧生化池的溶解氧为2.0mg/L，完成COD的降解及磷的部分去除；一级生化出水进入到不锈钢为电极的电絮凝反应器中，控制反应时间HRT=10min，电流密度3.0A/m2，反应结束进入到二级兼氧池和二级OCR好氧池系统，其中二级兼氧池段控制12h，溶解氧0.5mg/L，二级OCR好氧池段控制好氧反应时间24h，溶解氧为2.0mg/L，将废水中的有机物再进一步降低；二级生化出水混合液经三沉池沉淀后，上清液流入至化学除磷反应池，按照100mg/L的投加量投加10%浓度的PAC溶液，10mg/L的投加量投加0.5%浓度的PAM溶液，在混凝沉淀池沉淀，上清液达标排放，污泥外运处理。
实施例2：
将色酚AS生产产生的各类废水分类收集，其中母液废水用盐酸调节pH=1.0，控制HRT=40min，通过气动隔膜泵泵入框板压滤机，滤液进入滤液收集池，滤液用氢氧化钠中和至pH=7.0，通过蒸发器进行蒸发，蒸发馏出液流入生化配水池；
一次洗水，调节pH=4.0，废水泵入铁碳微电解池，控制HRT=6.0h，出水自流入芬顿反应池，在芬顿反应池内按废水与双氧水体积比200:1投加30%浓度的双氧水，控制HRT=4.0h，并在中和工段引入二次洗水，用氢氧化钠和石灰乳进行中和后沉淀，混凝沉淀池的上清液自流至生化配水池；通过泵将生化配水池的废水提升至一级ABR厌氧池和一级OCR好氧池内，其中一级ABR厌氧池厌氧反应时间72h，完成有机物结构的破坏，部分有机物的降解；废水进入一级OCR好氧池反应24h，控制一级OCR好氧池的溶解氧为4.0mg/L，完成COD的降解及磷的部分去除；一级生化出水进入到不锈钢为电极的电絮凝反应器中，控制反应时间HRT=5.0min，电流密度4.5A/m2，反应结束进入到二级兼氧池和二级OCR好氧池，其中二级兼氧池段控制24h，溶解氧0.4mg/L，二级OCR好氧池段控制好氧反应时间36h，溶解氧为2.0mg/L，将废水中的有机物再进一步降低；二级生化出水混合液经三沉池沉淀后，上清液流入至化学除磷反应池，按照150mg/L的投加量投加10%浓度的PAC溶液，10mg/L的投加量投加0.5%浓度的PAM溶液，在混凝沉淀池沉淀，上清液达标排放，污泥外运处理。
实施例3：
将色酚AS生产产生的各类废水分类收集，其中母液废水用硫酸调节pH=1.0，控制HRT=30min，通过气动隔膜泵泵入框板压滤机，滤液用氢氧化钠中和至pH=7.0，通过蒸发器进行蒸发，蒸发馏出液流入生化配水池；一次洗水，调节pH=3.0，废水泵入铁碳微电解池，控制HRT=4.0h，出水自流入芬顿反应池，在芬顿反应池内按废水与双氧水体积比150:1投加30%浓度的双氧水，控制HRT=4.0h，并在中和工段引入二次洗水，用氢氧化钠和石灰乳进行中和后沉淀，混凝沉淀池的上清液自流至生化配水池；通过泵将生化配水池的废水提升至一级ABR厌氧池和一级OCR好氧池内，其中一级ABR厌氧池厌氧反应时间60h，完成有机物结构的破坏，部分有机物的降解；废水进入一级OCR好氧池反应36h，控制一级OCR好氧池的溶解氧为4.0mg/L，完成COD的降解及磷的部分去除；一级生化出水进入到不锈钢为电极的电絮凝反应器中，控制反应时间HRT=8.0min，电流密度4.0A/m2，反应结束进入到二级兼氧池和二级OCR好氧池，其中二级兼氧池段控制18h，溶解氧0.6mg/L，二级OCR好氧池段控制好氧反应时间24h，溶解氧为2.0mg/L，将废水中的有机物再进一步降低；二级生化出水混合液经三沉池沉淀后，上清液流入至化学除磷反应池，按照200mg/L的投加量投加10%浓度的PAC溶液，15mg/L的投加量投加0.5%浓度的PAM溶液，在混凝沉淀池沉淀，上清液达标排放，污泥外运处理。
本发明并不局限于上述具体实施方式所涉及的一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将色酚生产产生的母液废水、一次洗水、二次洗水分别收集；
（2）将母液废水泵入酸析池，加酸性试剂调节pH值，将pH值调节至2-3，控制水力停留时间HRT在30-60分钟进行酸析反应处理，然后将废水泵入板框压滤机过滤，滤液进入滤液收集池，用碱性试剂进行中和，将滤液的pH值调节至6-7，中和后的滤液泵入蒸发器，进行蒸发除磷，蒸发馏出液进入生化配水池；
（3）将一次洗水泵入铁碳微电解池，加酸性试剂调节pH值，将pH值调节至2-4，控制水力停留时间HRT在4-6小时之间，投加浓度30%的双氧水自流至芬顿反应池，反应完毕后，进入中和池进行中和，并将二次洗水泵入中和池中进行混合、中和；
（4）将步骤（3）所得混合废水投加石灰和碱性试剂调节pH值，将pH值调节至大于7，再加入混凝剂，通入混凝沉淀池，上清液排出，污泥另行外运处理；
（5）将步骤（2）得到的蒸发馏出液和步骤（4）得到的上清液混合通入生化配水池，控制进水盐分小于1%，并调节废水pH值，pH值调节至7.5-8.0；
（6）将步骤（5）所得混合液泵入一级ABR厌氧池和一级OCR好氧生化池，在一级ABR厌氧池中的停留时间48-72小时，一级OCR好氧生化池停留时间24-28h，控制一级OCR好氧生化池内的溶解氧浓度为2-4mg/L；
（7）将步骤（6）混合废水通入至二沉池，依靠重力作用进行泥水分离，上清液排出，污泥另行外运处理；
（8）将步骤（7）所得上清液泵入电絮凝反应器中进行反应，完成后废水中磷的絮凝，实现废水进一步改性；
（9）将步骤（8）所得废水泵入二级兼氧池和二级OCR好氧池中，在二级兼氧池中的停留时间12-24h，二级OCR好氧池停留时间24-36h，控制二级兼氧池内的溶解氧浓度为0.4-0.6mg/L；二级OCR好氧池内的溶解氧浓度为2-4mg/L；
（10）将步骤（9）所得废水通入三沉池，依靠重力作用进行泥水分离，上清液排出，污泥另行外运处理；
（11）将步骤（10）所得上清液通入除磷反应池，投加铝盐混凝剂，并在混凝沉淀池进行泥水分离，上清液排出，污泥另行外运处理。
2.根据权利要求1所述的一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法，其特征在于：所述的酸性试剂为盐酸或硫酸，碱性试剂为氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中一次洗水和双氧水的体积比为100-200:1。
4.根据权利要求1所述的一种高含磷高色度高有机物色酚生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（8）中电絮凝反应器内采用铝电极或者不锈钢电极，水力停留时间HRT为5-10分钟，电流密度3.0-4.5A/m2。
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