CN108862813B - 一种废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水的处理方法，属于污水处理领域。所述方法包括使炼化废水通过粉末活性炭活性污泥单元进行曝气处理，出水外排；活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元，处理后的出水外排，反应后的活性炭与活性污泥混合物(即恢复吸附能力的活性炭与活性污泥混合物)输送至粉末活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。根据本发明的方法，系统具有较强的抗冲击负荷能力，对难生物降解炼化废水的处理效率更高。另外，根据所述方法炼化废水处理过程中不需要补加碳源，降低了处理成本；而活性炭通过物化再生的，无需持续投加新鲜活性炭即可实现粉末活性炭活性污泥单元长周期内的去除效果，大大降低了投资、运行和维护费用。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种用于处理炼化废水的方法。
背景技术
目前炼化废水普遍采用集中混合处理方式，即将来自各生产装置排出的炼化废水混合后通过隔油-浮选-生化组合工艺处理后排放。然而，随着炼化企业加工劣质化原油比例的不断上升，炼化废水的成分也越来越复杂，可生化性日益变差，经常规工艺处理后，出水中仍含有较高浓度的难降解有机物，这已经成为目前废水治理的难点。同时，国家对污水排放也提出了更为严格的排放标准，为适应新的污水排放要求，炼化企业现有污水处理流程和设施亟需进行升级以提高处理效果。
活性炭活性污泥工艺是向生化池中投加一定浓度的活性炭，将活性炭吸附和生物氧化结合起来的一种活性污泥法工艺。相比传统活性污泥法，该工艺不仅对难生物降解的有机污染物具有较好的处理效果，而且具有减少有毒有害物质对生物氧化的抑制作用。然而，由于污水中的难生物降解的有机污染物主要依靠活性炭的吸附而去除，所以该工艺常与湿式空气氧化工艺联用，以期分解活性炭吸附的难生物降解有机污染物，实现整套工艺的循环运转。但湿式空气氧化工艺操作条件苛刻，同时在运行过程中发现换热器结垢严重，运行一段时间后即需进行除垢处理，导致装置无法持续运行进而增加系统的运行、维护成本。在处理难生物降解炼化废水领域中，为了进一步简化工艺、降低成本，需要开发新的工艺简单、成本低廉的处理方法。
铁碳微电解是利用铁与碳的电势差在污水中发生电化学反应，生成高活性成分使有机大分子发生断裂降解，进一步降低难生物降解污染物浓度的一种处理污水的高级氧化工艺。如将两种工艺结合起来形成一体化处理方法，不仅能加强污水处理效率，还能减少设备的运行、维护费用。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明结合活性炭活性污泥与铁碳微电解工艺，提供一种炼化废水的处理方法。其中，在炼化废水处理过程中，先在活性炭活性污泥单元中通过生物强化作用去除大部分有机物，而难降解的有机物被吸附至活性炭中去除；然后将吸附有难降解有机物的活性炭与活性污泥混合物排入铁碳微电解单元，生成的羟基自由基不但可以降解活性炭上吸附的难降解有机物，提高可生化性，同时还可以使活性炭的吸附能力得到再生；随后将该单元产生的生化性得以提高的废水回流至粉末活性炭活性污泥单元以补充碳源。
本发明提供一种处理炼化废水的方法，包括以下步骤：
(1)炼化废水通过活性炭活性污泥单元进行曝气处理。曝气反应池内pH值控制在5～10，优选为6～9；温度控制在10～40℃，优选为15～35℃；曝气工序控制反应池内的溶解氧量为1～7mg/L，优选为2～5mg/L；活性炭投加量为曝气池内活性污泥浓度的1～5倍，优选为2～3倍；所投活性炭碘值大于600mg/g，优选为700～900mg/g。
(2)活性炭活性污泥单元处理结束后，曝气池出水外排；活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，所述的活性炭与活性污泥混合物的含水率控制在80～99％，优选为90～99％。
(3)铁碳微电解单元处理结束后，出水外排；经铁碳微电解处理后的恢复吸附能力的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
上述方法步骤(3)中，铁碳微电解单元处理后的出水，若水质指标不符合外排标准，可以输送至活性炭活性污泥处理单元进行二次处理。
上述方法步骤(1)中，所述活性炭优选粉末活性炭，目数控制大于100目，优选200目～325目。
上述方法步骤(3)中，铁碳微电解单元反应pH值控制在2～5，优选为3；反应时间控制在0.5～4h，优选为1～2h；铁炭重量比控制在1～8:1，优选为2:1。
上述方法步骤(3)中，输送至铁碳微电解单元的活性炭与活性污泥混合物通过铁屑床层进行处理。铁屑可以单层装入反应器中，也可以多层装入反应器中，其中铁屑床层的孔径控制在0.2～2.5cm，优选为0.5cm。
上述方法步骤(3)中，铁屑以颗粒状加入铁碳微电解单元时，需要曝气搅拌，曝气量大小控制在大于1mg/L，优选为3～4mg/L。
目前炼化企业加工劣质化原油比例不断上升，炼化废水的B/C值常小于0.2，即可生化性极差，若排入现有原油炼厂污水处理场通过隔油-浮选-生化组合工艺处理，其出水COD不能稳定控制在60mg/L以下；同时由于该废水中所含有的抑制硝化作用的有毒有害物质，还会冲击现有生化池，致使微生物中毒，甚至造成生化池瘫痪，影响正常的生产。
与现有的生化技术相比，活性炭活性污泥工艺中以活性炭较大的比表面积来增强生物氧化作用，强化生物处理的效率，对生化性差的污水以及其中所含的有毒有害物质具有较强的抗冲击负荷能力和较高的处理效率。与常规采用的湿式空气氧化工艺再生活性炭相比，铁碳微电解工艺不仅不需要补加碳源，降低了处理成本；同时大大简化了工艺操作条件，消除了换热器的结垢问题，进一步降低了运行、维护成本。而两种工艺的结合使得本发明中的消耗品——活性炭通过物化再生，无需持续投加新鲜活性炭即可实现活性炭活性污泥单元长周期的去除效果，使得本发明更具有成本优势，更利于现实推广应用。
附图说明
附图并非按比例绘制。为清楚起见，并非每个部件都在附图中标记，在不需说明也能使本领域技术人员理解本发明的地方也并非每个部件都显示在附图中。
图1是本发明第一种处理炼化废水方法的示意图。
图2是本发明第二种处理炼化废水方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行进一步说明。
图1中废水首先排入活性炭活性污泥单元进行曝气处理，待活性炭活性污泥单元处理结束后，曝气池出水外排；活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元，待处理结束后，出水外排；铁碳微电解单元处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元继续参与生物处理。
图2中废水首先排入活性炭活性污泥单元进行曝气处理，待活性炭活性污泥单元处理结束后，曝气池出水外排；活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元，待处理结束后，若出水水质指标不符合外排标准，输送回活性炭活性污泥处理单元进行二次处理；铁碳微电解单元处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元继续参与生物处理。
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
实验按照图1所示工艺路线进行。处理某电脱盐废水，进水COD 2900mg/L，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在5，温度控制在15℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为5mg/L，投加5倍于活性污泥浓度碘值为900mg/g的200目活性炭，待处理结束后，出水COD为26mg/L，可外排；随后将含水率为90％的活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，pH值控制在3，铁炭重量比控制在2:1，其中铁屑以2.5cm孔径，单床层装入反应器内，反应1h后，出水COD 54mg/L，可外排；经铁碳微电解处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
实施例2
实验按照图1所示工艺路线进行。处理某焦化废水，进水COD 1500mg/L，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在6，温度控制在35℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为1mg/L，投加2倍于活性污泥浓度碘值为600mg/g的200目活性炭，待处理结束后，出水COD为39mg/L，可外排；随后将含水率为80％的活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，pH值控制在2，铁炭重量比控制在1:1，其中铁屑以0.2cm孔径，单床层装入反应器内，反应0.5h后，出水COD 46mg/L，可外排；经铁碳微电解处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
实施例3
实验按照图2所示工艺路线进行。处理某烷基化废水，进水COD 5700mg/L，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在9，温度控制在40℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为7mg/L，投加3倍于活性污泥浓度碘值为1000mg/g的200目活性炭，待处理结束后，出水COD为54mg/L，可外排；随后将含水率为99％的活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，pH值控制在4，铁炭重量比控制在8:1，其中铁屑以0.5cm孔径，分4个床层装入反应器内，反应2h后，出水COD 79mg/L，不符合外排标准，需排入活性炭活性污泥处理单元，以相同的反应条件进行二次处理，反应结束后，出水COD为57mg/L；经铁碳微电解处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
实施例4
实验按照图1所示工艺路线进行。处理某电脱盐废水，进水COD 3800mg/L，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在10，温度控制在10℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为2mg/L，投加1倍于活性污泥浓度碘值为700mg/g的325目活性炭，待处理结束后，出水COD为43mg/L，可外排；随后将含水率为95％的活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，pH值控制在5，铁炭重量比控制在3:1，其中铁屑以0.5cm孔径，单床层装入反应器内，反应4h后，出水COD 47mg/L，可外排；经铁碳微电解处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
实施例5
实验按照图1所示工艺路线进行。处理某电脱盐废水，进水COD 4900mg/L，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在7，温度控制在20℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为3mg/L，投加4倍于活性污泥浓度碘值为800mg/g的325目活性炭，待处理结束后，出水COD为53mg/L，可外排；随后将含水率为85％的活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，其中铁屑以颗粒状投入铁碳微电解单元，以3mg/L的曝气量进行搅拌，pH值控制在4，铁炭重量比控制在4:1，反应3h后，出水COD 55mg/L，可外排；经铁碳微电解处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
实施例6
实验按照图2所示工艺路线进行。处理某焦化废水，进水COD 4100mg/L，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在8，温度控制在30℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为4mg/L，投加3倍于活性污泥浓度碘值为700mg/g的325目活性炭，待处理结束后，出水COD为49mg/L，可外排；随后将含水率为90％的活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元进行处理，pH值控制在3，铁炭重量比控制在4:1，其中铁屑以1.0cm孔径，分2个床层装入反应器内，反应1.5h后，出水COD 86mg/L，不符合外排标准，需排入活性炭活性污泥处理单元，以相同的反应条件进行二次处理，反应结束后，出水COD为53mg/L；经铁碳微电解处理后的活性炭与活性污泥混合物输送至活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
对比例1
COD为2900mg/L的某电脱盐废水，排入现有原油炼厂污水处理场生化池进行曝气处理，反应池内pH值控制在5，温度控制在15℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为5mg/L，处理结束后，出水COD为167mg/L，远远超过外排标准，需要增加工艺对其处理才能实现外排。
对比例2
COD为1500mg/L的某焦化废水，排入现有原油炼厂污水处理场生化池进行曝气处理，反应池内pH值控制在6，温度控制在35℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为1mg/L，处理结束后，出水COD为119mg/L，远远超过外排标准，需要增加工艺对其处理才能实现外排。
对比例3
COD为5700mg/L的某烷基化废水，首先通过铁碳微电解单元进行处理，其中pH值控制在4，投加铁炭重量比控制在8:1，铁碳床以0.5cm孔径，分4个床层装入反应器内，反应2h后，出水COD 2700mg/L；出水进入活性炭活性污泥单元进行处理，反应池内pH值控制在9，温度控制在40℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为7mg/L，投加3倍于活性污泥浓度碘值为1000mg/g的200目活性炭，处理结束后，出水COD为86mg/L，超过外排标准，需要增加工艺对其处理才能实现外排。同时后续仍需增加处理单元对活性炭与活性污泥混合物进行处理，以实现对活性炭所吸附的难生物降解有机物，及活性炭的再生。
对比例4
COD为3800mg/L的某电脱盐废水，首先通过铁碳微电解单元进行处理，其中pH值控制在5，投加铁炭重量比控制在3:1，铁碳床以0.5cm孔径，单床层装入反应器内，反应4h后，出水COD 1900mg/L；出水进入活性炭活性污泥单元进行处理，反应池内pH值控制在10，温度控制在10℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为2mg/L，投加1倍于活性污泥浓度碘值为700mg/g的325目活性炭，处理结束后，出水COD为58mg/L，可外排。但后续仍需增加处理单元对活性炭与活性污泥混合物进行处理，以实现对活性炭所吸附的难生物降解有机物，及活性炭的再生。
对比例5
COD为4900mg/L的某电脱盐废水，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在7，温度控制在20℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为3mg/L，投加4倍于活性污泥浓度碘值为800mg/g的325目活性炭，待处理结束后，出水COD为53mg/L，可外排；随后将含水率为85％的活性炭与活性污泥混合物输送至湿式空气氧化单元进行处理，反应温度控制在250℃，反应2h后，出水COD 510mg/L，需排入活性炭活性污泥处理单元，以相同的反应条件进行二次处理，反应结束后，出水COD为56mg/L。湿式空气氧化单元的处理费用相当于相同处理效果的铁碳微电解单元处理费用的3倍；同时由于湿式空气氧化单元将碳泥中的活性污泥全部氧化，使得此单元反应后的COD明显上升，返回后进行二次处理，加重了活性炭活性污泥单元的处理负荷。
对比例6
COD为4100mg/L的某焦化废水，首先经活性炭活性污泥单元进行曝气处理，反应池内pH值控制在8，温度控制在30℃，曝气工序控制反应池内的溶解氧量为4mg/L，投加3倍于活性污泥浓度碘值为700mg/g的325目活性炭，待处理结束后，出水COD为49mg/L，可外排；随后将含水率为90％的活性炭与活性污泥混合物输送至湿式空气氧化单元进行处理，反应温度控制在250℃，反应2h后，出水COD 860mg/L，需排入活性炭活性污泥处理单元，以相同的反应条件进行二次处理，反应结束后，出水COD为59mg/L。由于活性炭活性污泥混合物含水率的增加，湿式空气氧化单元的处理费用相当于相同处理效果的铁碳微电解单元处理费用的5倍；同时由于湿式空气氧化单元将碳泥中的活性污泥全部氧化，使得此单元反应后的COD明显上升，返回后进行二次处理，加重了活性炭活性污泥单元的处理负荷。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (14)
1.一种废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：所述废水通过粉末活性炭活性污泥单元进行曝气处理，出水外排；活性炭与活性污泥混合物输送至铁碳微电解单元，处理后的出水外排，反应后的活性炭与活性污泥混合物输送至粉末活性炭活性污泥单元回用参与生物处理。
2.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述粉末活性炭活性污泥单元中活性炭投加量为曝气池内活性污泥浓度的1～5倍。
3.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述粉末活性炭活性污泥单元中活性炭投加量为曝气池内活性污泥浓度的2～3倍。
4.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述粉末活性炭活性污泥单元工艺条件如下：曝气反应池内pH值控制在5～10；温度控制在10～40℃；曝气工序控制反应池内的溶解氧量为1～7mg/L；所投活性炭碘值大于600mg/g。
5.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述粉末活性炭活性污泥单元工艺条件如下：曝气反应池内pH值控制在6～9；温度控制在15～35℃；曝气工序控制反应池内的溶解氧量为2～5mg/L；所投活性炭碘值为700～900mg/g。
6.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述粉末活性炭活性污泥单元处理结束后输送至铁碳微电解单元的活性炭与活性污泥混合物的含水率控制在80～99％。
7.如权利要求1或6所述的废水的处理方法，其特征在于，所述粉末活性炭活性污泥单元处理结束后输送至铁碳微电解单元的活性炭与活性污泥混合物的含水率控制在90～99％。
8.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，当所述铁碳微电解单元处理后的出水水质指标不符合外排标准时输送至粉末活性炭活性污泥处理单元进行二次处理。
9.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述铁碳微电解单元反应pH值控制在2～5；反应时间控制在0.5～4h；铁炭重量比控制在1～8:1。
10.如权利要求1或9所述的废水的处理方法，其特征在于，所述铁碳微电解单元反应pH值控制在3；反应时间控制在1～2h；铁炭重量比控制在2:1。
11.如权利要求1所述的废水的处理方法，其特征在于，所述输送至铁碳微电解单元的活性炭与活性污泥混合物通过铁屑床层进行处理，铁屑单层装入反应器中或多层装入反应器中，铁屑床层的孔径控制在0.2～2.5cm。
12.如权利要求11所述的废水的处理方法，其特征在于，所述铁屑以颗粒状加入铁碳微电解单元时，进行曝气搅拌，曝气量大小控制在大于1mg/L。
13.如权利要求11所述的废水的处理方法，其特征在于，所述铁屑床层的孔径控制在0.5cm。
14.如权利要求12所述的废水的处理方法，其特征在于，所述曝气量大小控制在3～4mg/L。
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