CN110723870A - 一种酚类废水的处理及资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种酚类废水的处理及资源化利用方法,包括步骤:将酚类废水进行油水分离处理,调节pH值至3~5后过滤,将滤液连续进行两次树脂柱吸附,当树脂柱吸附后的排水中苯酚含量达到800~1000mg/L后,对树脂柱进行脱吸处理,树脂吸附后的废水除去油类有机物,调节pH值至3~5,经微电解处理、芬顿氧化处理、混凝沉淀处理和序批式间歇活性污泥(SBR)处理后,得到达标清水回用或排放。本发明的处理方法能够有效的将废水中的酚类物质含量降低至0.5g/L,使其能达到回用和排放的标准;同时还回收了废水中的苯酚,回收苯酚效率为95%~99%,达到了资源的再利用目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种酚类废水的处理及资源化利用方法,属于废水处理技术领域。
背景技术
我国优先控制的有毒有机化合物“黑名单”中,共有14类,68种。其中包含7种酚类,苯酚类废水是国家规定的有毒废水之一,煤化工工业、冶金、钢铁、陶瓷、医药、油脂化工等工业中都广泛应用了酚类化合物,成为了酚类废水的主要来源,酚类废水会对人体和生物产生严重危害,因此排放必须严格控制。
目前,对含酚类废水的处理方法主要吸附法、溶剂萃取法、酶处理技术、固定化微生物处理技术、湿式催化氧化法和光催化氧化法等。
吸附法和溶剂萃取法存在解吸附困难,解吸附物再利用困难,溶剂易造成二次污染等不足。
酶处理技术、固定化微生物处理技术但对废水的品质要求较高,不适合低有机物、高盐份的、难降解的工业废水去除酚类化合物。
高级氧化治理方法主要有湿式催化氧化法、光催化氧化法一般只适用于低浓度水量小的含酚类废水处理,且氧化剂的成本较高。
中国专利文献CN102417248A公开了一种含酚类化合物废水的处理和资源化方法。具体地,涉及从含酚废水中回收酚类化合物的方法,其包括以下步骤:(a)向待处理含酚废水中加入絮凝剂进行絮凝;(b)使步骤(a)物料进行固-液分离;(c)测定步骤(b)所得液体物料部分的酸碱度,调节pH值至呈酸性;(d)使经步骤(c)的物料过树脂柱,检测树脂柱出水中的总酚含量;(e)将步骤(d)中吸附了酚类化合物的树脂柱用小分子的醇和/或酮类溶剂洗脱;(f)将洗脱液回收溶剂,干燥,得到富含酚类化合物的产物。但是该专利不足之处在于先在含酚废水中加入絮凝剂进行絮凝,再进行固液分离,实际上是污染了待回收的酚类物质。同时采用小分子的醇和/或酮类溶剂洗脱,成本高,洗脱时分离难,造成酚类的回收效率较低。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种酚类废水的处理及资源化利用方法。本发明的处理方法能够有效的将废水中的酚类物质含量降低至0.5g/L,使其能达到回用和排放的标准;同时还回收了废水中的苯酚,回收苯酚效率为95%~99%,达到了资源的再利用目的。
一种酚类废水的处理及资源化利用方法,包括步骤如下:
(1)将酚类废水先进行油水分离处理,再调节pH值至3~5后经过滤去除固体颗粒物,得到滤液;
(2)将步骤(1)所得滤液连续进行两次树脂柱吸附,将滤液中的酚类物质吸附在树脂柱上;当树脂柱吸附后的排水中苯酚含量达到800~1000mg/L后,需对树脂柱进行脱吸处理,将树脂柱中的酚类物质回收为盐回用;
(3)树脂吸附后的废水通过浅层气浮除去油类有机物,再调节pH值至3~5,经微电解处理、芬顿氧化处理、混凝沉淀处理和序批式间歇活性污泥(SBR)处理后,得到达标清水回用或排放。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述过滤为采用精密过滤器;其滤料为PPR滤棉,定量为400~600g/m2;进一步优选的,所述精密过滤器规格为直径1~1.5米,长度2.5~3米。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述树脂柱的型号选自ASD105、D113、D201和SD300树脂。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述脱吸处理具体为:向树脂柱中通入浓度为0.25~1%的NaOH或KOH溶液,通入量为2~2.5BV;NaOH或KOH溶液与树脂柱中的酚类物质反应生成盐后溶入水中,所得酚盐水可回收再利用;然后再将清水打入树脂柱中喷淋洗涤至洗涤出水的pH值为10~11。
根据本发明,步骤(3)中所述微电解处理可按现有技术。优选的,步骤(2)中所述微电解处理的电压控制1.5~12V,冷凝液的停留时间为1~5小时;所述电极材料为碳-铁、碳-铝、碳-锌或碳-镍。所述微电解处理后还需经过滤的步骤。微电解处理时间根据冷凝液中污染物的含量来确定。一般CODcr每降低100mg/L,需要用电量在0.5~20度。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述芬顿氧化处理具体为:向废水中加入FeSO4和双氧水,FeSO4加入量是废水质量的0.05~3%;FeSO4的质量和双氧水的体积比为1~5g/mL,双氧水的质量浓度为25~35%。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述芬顿氧化处理的温度为5~38℃,时间为10~60min。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述序批式间歇活性污泥(SBR)处理可按现有技术进行即可。优选的,步骤(3)中序批式间歇活性污泥(SBR)控制进水时间为1~2h,静置时间为3~5h。
本发明中所述的酚类废水主要成分为苯酚类极性物质,具体的的水质为:苯酚含量为10000~15000mg/L,COD含量为100000~150000mg/L,BOD含量无法测出,水中悬浮物含量为1000~6000mg/L,氨氮含量为30000~80000mg/L,固含物含量为20~26%。
本发明的技术特点及有益效果如下:
1、本发明通过树脂柱有选择的高效的吸附了苯酚类极性有机物,可以使废水含酚量降至0.5g/L以下。并且通过向树脂柱中加入NaOH等碱性溶液脱吸回收苯酚,回收苯酚效率达到了95%~99%,按照本发明的处理方法每吨酚类废水中可回收8~10kg苯酚,目前市场苯酚行情为8000~9000元/吨,则废水回收苯酚收益为64~90元/吨,而本发明的处理成本仅为30~40元/吨,所以实施本发明方法处理酚类废水,可以产生巨大的经济效益。
2、本发明资源化再利用方法在于利用树脂吸附废水中的苯酚类物质,然后用碱性溶液脱吸制备生产用原材料,在回收利用废水中的废物的同时降低了废水中污染物的含量,变废为宝。同时在后续结合了微电解处理、芬顿氧化处理、序批式间歇活性污泥(SBR)处理可以有效的去除酚类废水中的其它残余有机物。本发明对酚类废水处理成本低,效果较好,在树脂处理后水质,含酚量在0.5g/L以下。再经过过后续的处理后,水质可以达到COD100mg/L以下,BOD50mg/L以下,水中悬浮物15mg/L以下,氨氮15mg/L以下,能够实现达标排放。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂、设备,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
下述实施例中,处理前酚类废水的水质是:苯酚含量为10000~15000mg/L,COD含量为100000~150000mg/L,BOD含量无法测出,水中悬浮物含量为1000~6000mg/L,氨氮含量为30000~80000mg/L,固含物含量为20~26%。
下述实施例1的工艺流程图如图1所示。
实施例1
一种酚类废水的处理及资源化利用方法,包括步骤如下:
(1)将酚类废水通入至油水分离器先进行油水分离处理,然后泵入至调节罐中调整水质至pH值为5后经精密过滤器过滤去除固体颗粒物,得到滤液;其中精密过滤器的滤料为PPR滤棉,定量为500g/m2,精密过滤器规格为直径1米,长度2.5米;
(2)将步骤(1)所得滤液依次通过1#树脂柱和2#树脂柱,将滤液中的苯酚吸附在树脂柱上面;当树脂柱吸附后的排水中苯酚含量达到1000mg/L后,向树脂柱中通入浓度为0.5%的NaOH溶液,通入量为2.5倍的树脂柱体积。碱性溶液与树脂柱中的酚类物质反应生成盐后溶入水中,所得酚盐水可回收至2#再生罐中后续利用;然后再将清水打入树脂柱中喷淋洗涤至出水的pH值为10~11,洗涤出水进入1#再生罐;为保证出水质量及延长树脂柱的使用寿命,本工艺还加设一循环处理泵。此时,关闭1#计量泵,对进入系统的原水进行循环处理,直至2#水罐水质达标;其中1#树脂柱和2#树脂柱选用D201树脂;
(3)树脂吸附后的废水通入组合气浮池,通过浅层气浮除去油类有机物,再调节pH值至3,经过电极材料为碳-铁,电压为8V,时间为3小时的微电解处理后,再加入FeSO4和双氧水,于35℃下进行芬顿氧化处理和混凝沉淀处理,然后经控制进水时间为1h,静置时间为3h序批式间歇活性污泥(SBR)处理后,得到达标清水回用或排放。其中,FeSO4加入量是废水质量的2%;FeSO4的质量和双氧水的体积比为3g/mL,双氧水的质量浓度为25%。
经本实施例方法处理后的水质为:COD含量为100mg/L以下,BOD含量为50mg/L以下,水中悬浮物含量为15mg/L以下,氨氮含量为15mg/L以下,达到国家1级排放标准,回收苯酚效率为95%。
实施例2
一种酚类废水的处理及资源化利用方法,包括步骤如下:
(1)将酚类废水通入至油水分离器先进行油水分离处理,然后泵入至调节罐中调整水质至pH值为3后经精密过滤器过滤去除固体颗粒物,得到滤液;其中精密过滤器的滤料为PPR滤棉,定量为400g/m2,精密过滤器规格为直径1米,长度2.5米;
(2)将步骤(1)所得滤液依次通过1#树脂柱和2#树脂柱,将滤液中的苯酚吸附在树脂柱上面;当树脂柱排水中的苯酚含量达到800mg/L后,向树脂柱中通入浓度为0.6%的KOH溶液,通入量为2倍的树脂柱体积。碱性溶液与树脂柱中的酚类物质反应生成盐后溶入水中,所得酚盐水可回收至2#再生罐中后续利用;然后再将清水打入树脂柱中喷淋洗涤至出水的pH值为10~11,洗涤出水进入1#再生罐;为保证出水质量及延长树脂柱的使用寿命,本工艺还加设一循环处理泵。此时,关闭1#计量泵,对进入系统的原水进行循环处理,直至2#水罐水质达标;其中1#树脂柱和2#树脂柱选用D113树脂;
(3)树脂吸附后的废水通入组合气浮池,通过浅层气浮除去油类有机物,再调节pH值至5,经过电极材料为碳-镍,电压为12V,时间为3小时的微电解处理后,再加入FeSO4和双氧水,于15℃下进行芬顿氧化处理和混凝沉淀处理,然后经控制进水时间为2h,静置时间为5h序批式间歇活性污泥(SBR)处理后,得到达标清水回用或排放。其中,FeSO4加入量是废水质量的1%;FeSO4的质量和双氧水的体积比为2g/mL,双氧水的质量浓度为30%。
经本实施例方法处理后的水质为:COD含量为90mg/L以下,BOD含量为40mg/L以下,水中悬浮物含量为15mg/L以下,氨氮含量为15mg/L以下,达到国家1级排放标准,回收苯酚效率为99%。
实施例3
一种酚类废水的处理及资源化利用方法,包括步骤如下:
(1)将酚类废水通入至油水分离器先进行油水分离处理,然后泵入至调节罐中调整水质至pH值为4后经精密过滤器过滤去除固体颗粒物,得到滤液;其中精密过滤器的滤料为PPR滤棉,定量为600g/m2,精密过滤器规格为直径1米,长度2.5米;
(2)将步骤(1)所得滤液依次通过1#树脂柱和2#树脂柱,将滤液中的苯酚吸附在树脂柱上面;树脂柱吸附后的排水中苯酚含量达到900mg/L后,向树脂柱中通入浓度为0.6%的KOH溶液,通入量为2.2倍的树脂柱体积。碱性溶液与与树脂柱中的酚类物质反应生成盐后溶入水中,所得酚盐水可回收至2#再生罐中后续利用;然后再将清水打入树脂柱中喷淋洗涤至出水的pH值为10~11,洗涤出水进入1#再生罐;为保证出水质量及延长树脂柱的使用寿命,本工艺还加设一循环处理泵。此时,关闭1#计量泵,对进入系统的原水进行循环处理,直至2#水罐水质达标;其中1#树脂柱和2#树脂柱选用ASD105树脂;
(3)树脂吸附后的废水通入组合气浮池,通过浅层气浮除去油类有机物,再调节pH值至4,经过电极材料为碳-铝,电压为10V,时间为4小时的微电解处理后,再加入FeSO4和双氧水,于25℃下进行芬顿氧化处理和混凝沉淀处理,然后经控制进水时间为1h,静置时间为4h序批式间歇活性污泥(SBR)处理后,得到达标清水回用或排放。其中,FeSO4加入量是废水质量的3%;FeSO4的质量和双氧水的体积比为4g/mL,双氧水的质量浓度为35%。
经本实施例方法处理后水质为:COD含量为90mg/L以下,BOD含量为40mg/L以下,水中悬浮物含量为15mg/L以下,氨氮含量为15mg/L以下,达到国家1级排放标准,回收苯酚效率为99%。
对比例1
使用中国专利文献CN102417248A中实施例1中描述的方法对酚类废水进行处理和资源化利用。经检测其酚类的回收率在90%以下。
对比例1相较于实施例1-3,对苯酚的回收率低,同时处理成本高,环境污染大。而实施例1-3利用树脂吸附除去废水中的苯酚类有机污染物,再利用常规的NaOH等与吸附的苯酚反应脱吸,生成了生产中的原料酚盐,变废为宝,成本低,安全可靠,同时在后续结合了微电解处理、芬顿氧化处理、序批式间歇活性污泥(SBR)处理可以有效的去除酚类废水中的其它残余有机物,经济效益和环境效益都非常的显著。
Claims (8)
1.一种酚类废水的处理及资源化利用方法,包括步骤如下:
(1)将酚类废水先进行油水分离处理,再调节pH值至3~5后经过滤去除固体颗粒物,得到滤液;
(2)将步骤(1)所得滤液连续进行两次树脂柱吸附,将滤液中的酚类物质吸附在树脂柱上;当树脂柱吸附后的排水中苯酚含量达到800~1000mg/L后,需对树脂柱进行脱吸处理,将树脂柱中的酚类物质回收为盐回用;
(3)树脂吸附后的废水通过浅层气浮除去油类有机物,再调节pH值至3~5,经微电解处理、芬顿氧化处理、混凝沉淀处理和序批式间歇活性污泥(SBR)处理后,得到达标清水回用或排放。
2.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,根据本发明优选的,步骤(1)中所述过滤为采用精密过滤器,其滤料为PPR滤棉,定量为400~600g/m2。
3.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,步骤(2)中所述树脂柱的型号选自ASD105、D113、D201和SD300树脂。
4.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,步骤(2)中所述脱吸处理具体为:向树脂柱中通入浓度为0.25~1%的NaOH或KOH溶液,通入量为2~2.5BV;NaOH或KOH溶液与树脂柱中的酚类物质反应生成盐后溶入水中,所得酚盐水可回收再利用;然后再将清水打入树脂柱中喷淋洗涤至洗涤出水的pH值为10~11。
5.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,步骤(3)中所述微电解处理的电压控制1.5~12V,冷凝液的停留时间为1~5小时;所述电极材料为碳-铁、碳-铝、碳-锌或碳-镍。
6.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,步骤(3)中所述芬顿氧化处理具体为:向废水中加入FeSO4和双氧水,FeSO4加入量是废水质量的0.05~3%;FeSO4的质量和双氧水的体积比为1~5g/mL,双氧水的质量浓度为25~35%。
7.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,步骤(3)中所述芬顿氧化处理的温度为5~38℃,时间为10~60min。
8.如权利要求1所述的处理及资源化利用方法,其特征在于,步骤(3)中所述序批式间歇活性污泥(SBR)处理控制进水时间为1~2h,静置时间为3~5h。
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