CN109320027A - 一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统和方法，所述系统包括依次连接的汽提塔、铁碳反应器、芬顿反应器、中和沉降釜、EGSB塔以及A/O工艺处理装置。处理过程中，先将间苯二甲腈合成工艺废水进行汽提处理，然后进行铁碳‑芬顿联合处理，随后进行厌氧生化处理，最后进行A/O工艺处理。本发明提供的系统能够实现对间苯二甲腈合成工艺废水的深度净化，废水经过净化后COD小于200mg/L，氨氮小于15mg/L，总氰化物小于0.5mg/L，符合排放标准，具有良好的经济效益和应用前景。

Description

一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统和方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统和方法。
背景技术
合成间苯二甲腈的原料是间二甲苯、氨气和空气，在流化床内进行氨氧化反应。该反应在生成间苯二甲腈的同时，会产生一定量的HCN和H2O，形成总氰根浓度500-800mg/L、氨氮浓度10000-15000mg/L，COD浓度8000-10000mg/L的废水。间苯二甲腈工艺产生的废水成分复杂，废水中的有机物较多，主要来自苯腈类等有机腈类、酰胺类、间二甲苯等，废水具有“三高”特点，即COD、TN、氰根离子浓度均较高。
过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝态氮和亚硝态氮还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱、沉淀和离子交换法等，但一般来说化学法和物理法由于存在运行成本高，对环境造成二次污染等问题，实际工程使用时有一定的局限性。目前，含氮污染物的排放是环境治理的一大难题。
大量产生的含氰废水对环境造成很大的污染，对人类的健康和牲畜、鱼类的生命都是一种严重的威胁。含氰废水的成分复杂、毒性大，对含氰废水尤其对高浓度含氰废水处理技术的开发一直为人们所关注。含氰的废水处理方法有很多，因废水的来源、浓度、处理的目的、规模大小及经济要求等方面的不同，这些方法各有其优缺点。常采用活性炭吸附、电解法、酸化吹脱法、二氧化硫-氧化法、碱氯法、铁氧化法，离子交换法及二氧化氯法等物理化学方法处理。但它们存在去除效率不高、一次性投资大和运行费用高等不足。
鉴于间苯二甲腈合成工艺废水中COD高，碱性强，氨氮和氰化物的浓度也较高，处理难度较大，因此需要开发新的处理工艺方法来解决这个问题。
CN101955295B公开了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的方法，先将间苯二甲腈合成工艺废水进行二级吹脱处理，再进入混凝反应池以进一步脱氰，进一步经过厌氧生物滤池处理，然后采用A2/O生化处理工艺脱氮；在最终排放前，进行双氧水氧化处理。
CN101708929A公开了一种间苯二甲腈生产过程中产生废水的处理方法，废水首先经过铁氰络合法预处理后，然后应用“缺氧+好氧生化处理+深度处理”的生物处理方法处理。
COD是一种监测水质的指标，COD数值越高，表明所监测的水中的有机污染物含量越高。BOD指的是生化需氧量，主要用于监测水体中有机物的污染状况。上述方法中，间苯二甲腈合成工艺废水经过处理后COD依旧较高，B/C(可生化性)较低，直接排放仍然会对环境造成较大的污染，难以满足要求。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统和方法，实现了对间苯二甲腈合成工艺废水的深度净化，具有良好的经济效益和应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的方法，所述方法为：先将间苯二甲腈合成工艺废水进行汽提处理，然后进行铁碳-芬顿联合处理，随后进行厌氧生化处理，最后进行A/O工艺处理。
根据本发明，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，铁碳反应控制PH为3-4，例如可以是3、3.2、3.5、3.8或4，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，芬顿反应控制PH为3.5-4.5，例如可以是3.5、3.7、4、4.3或4.5，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，芬顿反应过程中加入双氧水进行反应，并在反应过程中补加二价铁。
根据本发明，所述芬顿反应过程废水中COD(mg/L)与双氧水浓度(mg/L)的比值为1:(0.5-1.5)，例如可以是1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.5，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述芬顿反应过程废水中二价铁与双氧水的摩尔比为1:(8-12)，例如可以是1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:10.5、1:11、1:11.5或1:12，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，芬顿反应的温度为45-55℃，例如可以是45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃或55℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述芬顿反应的时间为1.5-2h，例如可以是1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2.0h，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述厌氧生化处理在EGSE塔中进行。
根据本发明，所述A/O工艺处理过程中，废水在A池停留的时间为15-20h，例如可以是15h、16h、17h、18h、19h或20h，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，所述A/O工艺处理过程中，废水在O池停留的时间为35-45h，例如可以是35h、36h、37h、38h、39h、40h、41h、42h、43h、44h或45h，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
根据本发明，废水在O池处理时气水比为(40-60):1，例如可以是40:1、43:1、45:1、48:1、50:1、53:1、55:1、58:1或60:1，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
所述气水比指O池中每小时通入的气体量和污水量体积的比值。
根据本发明，废水在O池处理时硝化液回流比为(1-3):1，例如可以是1:1、1.5:1.、2:1、2.5:1或3:1，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
所述回流比指O池中回流液流量与废液进入O池的流量的比值。
根据本发明，废水在O池处理时温度为20-38℃，例如可以是20℃、23℃、25℃、28℃、30℃、33℃、35℃或38℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
优选地，本发明将A/O工艺处理后的废水经斜板填料池沉降分离污泥，然后将分离后的合格水排放。
第二方面，本发明提供了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统，所述系统包括依次连接的汽提塔、铁碳反应器、芬顿反应器、中和沉降釜、EGSB塔以及A/O工艺处理装置。
优选地，所述汽提塔连接有再沸器，在汽提处理过程中，再沸器的温度为95-105℃，例如可以是95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃或105℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举。
优选地，所述EGSB塔塔顶设有脉冲布水器。
优选地，所述EGSB塔外部连接有内循环泵。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的方法能够实现对间苯二甲腈合成工艺废水的深度净化，废水经过净化后COD小于200mg/L，氨氮小于15mg/L，总氰化物小于0.5mg/L，符合排放标准。
(2)本发明提供的系统设备简单，易于操作，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统的结构示意图；
图中：1-再沸器，2-汽提塔，3-铁碳反应器，4-芬顿反应器，5-中和沉降釜，6-脉冲布水器，7-EGSB塔，8-内循环泵，9-A/O工艺处理装置。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统，所述系统包括依次连接的汽提塔2、铁碳反应器3、芬顿反应器4、中和沉降釜5、EGSB塔7以及A/O工艺处理装置9，所述汽提塔连接有再沸器1，所述EGSB塔塔顶设有脉冲布水器6，外部连接有内循环泵8。
实施例2
本实施例提供了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的方法，利用实施例1中的系统进行，所述方法包括以下步骤：
(1)汽提处理脱氨及除氰：将间苯二甲腈合成工艺废水PH调整至11，进入汽提塔进行汽提，控制汽提塔再沸器温度控制为100-105℃，废水经汽提处理后COD小于8000mg/L，氨氮为小于200mg/L，总氰化物小于20mg/L；
(2)铁碳-芬顿联合处理：将汽提后的废水经管道混合器加酸后进入铁碳反应器底部，调整铁碳反应器中废水pH为3.5，废水经铁碳反应器顶部溢流进入芬顿反应器，从芬顿反应器底部管道加入双氧水，废水中COD与双氧水浓度的比值为1:1，顶部补加七水合硫酸亚铁，二价铁与双氧水的摩尔比为1:10，控制pH为4，芬顿反应的温度为50℃；
(3)中和、沉降处理：将铁碳-芬顿联合处理后的废水溢流进入中和沉降釜，调节PH为8.5，废水经过沉降得到的沉淀物进入污泥处理系统，所得上清液的COD小于5000mg/L，氨氮为小于150mg/L，总氰化物小于5mg/L；
(4)厌氧生化处理：将中和、沉降处理后得到的上清液经脉冲布水器进入EGSB塔进行厌氧生化处理，塔内温度为30℃，停留时间20h，利用内循环泵对废水进行循环处理，循环量和进废水量为1:1，经EGSB塔处理后的废水COD小于2000mg/L，氨氮含量小于mg/L，总氰化物小于2mg/L；
(5)A/O工艺处理：A/O工艺处理过程中，A池水力停留时间18h，O池水力停留时间40h，气水比为50:1，硝化液回流比为2:1，温度控制在35℃，PH控制8，经斜板填料池泥水分离后，出水COD小于200mg/L，氨氮小于15mg/L，总氰化物小于0.5mg/L。
实施例3
本实施例提供了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的方法，利用实施例1中的系统进行，所述方法包括以下步骤：
(1)汽提处理脱氨及除氰：将间苯二甲腈合成工艺废水PH调整至11，进入汽提塔进行汽提，控制汽提塔再沸器温度控制为100-105℃，废水经汽提处理后COD小于8000mg/L，氨氮为小于200mg/L，总氰化物小于20mg/L；
(2)铁碳-芬顿联合处理：将汽提后的废水经管道混合器加酸后进入铁碳反应器底部，调整铁碳反应器中废水pH为4，废水经铁碳反应器顶部溢流进入芬顿反应器，从芬顿反应器底部管道加入双氧水，废水中COD与双氧水浓度的比值为1:1.5，顶部补加七水合硫酸亚铁，二价铁与双氧水的摩尔比为1:12，控制pH为4.5，芬顿反应的温度为55℃；
(3)中和、沉降处理：将铁碳-芬顿联合处理后的废水溢流进入中和沉降釜，调节PH为9，废水经过沉降得到的沉淀物进入污泥处理系统，所得上清液的COD小于5000mg/L，氨氮为小于150mg/L，总氰化物小于5mg/L；
(4)厌氧生化处理：将中和、沉降处理后得到的上清液经脉冲布水器进入EGSB塔进行厌氧生化处理，塔内温度为40℃，停留时间15h，利用内循环泵对废水进行循环处理，循环量和进废水量为1:1，经EGSB塔处理后的废水COD小于2000mg/L，氨氮含量小于mg/L，总氰化物小于2mg/L；
(5)A/O工艺处理：A/O工艺处理过程中，A池水力停留时间15h，O池水力停留时间45h，气水比为60:1，硝化液回流比为3:1，温度控制在30℃，PH控制8.5，经斜板填料池泥水分离后，出水COD小于200mg/L，氨氮小于15mg/L，总氰化物小于0.5mg/L。
实施例4
本实施例提供了一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的方法，利用实施例1中的系统进行，所述方法包括以下步骤：
(1)汽提处理脱氨及除氰：将间苯二甲腈合成工艺废水PH调整至11，进入汽提塔进行汽提，控制汽提塔再沸器温度控制为100-105℃，废水经汽提处理后COD小于8000mg/L，氨氮为小于200mg/L，总氰化物小于20mg/L；
(2)铁碳-芬顿联合处理：将汽提后的废水经管道混合器加酸后进入铁碳反应器底部，调整铁碳反应器中废水pH为3，废水经铁碳反应器顶部溢流进入芬顿反应器，从芬顿反应器底部管道加入双氧水，废水中COD与双氧水浓度的比值为1:0.5，顶部补加七水合硫酸亚铁，二价铁与双氧水的摩尔比为1:8，控制pH为3.5，芬顿反应的温度为45℃；
(3)中和、沉降处理：将铁碳-芬顿联合处理后的废水溢流进入中和沉降釜，调节PH为8，废水经过沉降得到的沉淀物进入污泥处理系统，所得上清液的COD小于5000mg/L，氨氮为小于150mg/L，总氰化物小于5mg/L；
(4)厌氧生化处理：将中和、沉降处理后得到的上清液经脉冲布水器进入EGSB塔进行厌氧生化处理，塔内温度为35℃，停留时间18h，利用内循环泵对废水进行循环处理，循环量和进废水量为1:1，经EGSB塔处理后的废水COD小于2000mg/L，氨氮含量小于mg/L，总氰化物小于2mg/L；
(5)A/O工艺处理：A/O工艺处理过程中，A池水力停留时间20h，O池水力停留时间35h，气水比为40:1，硝化液回流比为1:1，温度控制在25℃，PH控制7，经斜板填料池泥水分离后，出水COD小于200mg/L，氨氮小于15mg/L，总氰化物小于0.5mg/L。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的方法，其特征在于，所述方法为：先将间苯二甲腈合成工艺废水进行汽提处理，然后进行铁碳-芬顿联合处理，随后进行厌氧生化处理，最后进行A/O工艺处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，铁碳反应控制pH为3-4；
优选地，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，芬顿反应控制pH为3.5-4.5。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，芬顿反应过程中加入双氧水进行反应，并在反应过程中补加二价铁；
优选地，所述芬顿反应过程废水中COD与双氧水浓度的比值为1:(0.5-1.5)；
优选地，所述芬顿反应过程废水中二价铁与双氧水的摩尔比为1:(8-12)。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述铁碳-芬顿联合处理过程中，芬顿反应的温度为45-55℃；
优选地，所述芬顿反应的时间为1.5-2h。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述厌氧生化处理在EGSE塔中进行。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述A/O工艺处理过程中，废水在A池停留的时间为15-20h。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述A/O工艺处理过程中，废水在O池停留的时间为35-45h；
优选地，废水在O池处理时气水比为(40-60):1；
优选地，废水在O池处理时硝化液回流比为(1-3):1；
优选地，废水在O池处理时温度为20-38℃。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，A/O工艺处理后的废水经斜板填料池沉降分离污泥，将分离后的合格水排放。
9.一种处理间苯二甲腈合成工艺废水的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的汽提塔、铁碳反应器、芬顿反应器、中和沉降釜、EGSB塔以及A/O工艺处理装置。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述汽提塔连接有再沸器；
优选地，所述EGSB塔塔顶设有脉冲布水器；
优选地，所述EGSB塔外部连接有内循环泵。
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