CN110759570A

CN110759570A - 染料中间体废水的处理方法以及处理系统

Info

Publication number: CN110759570A
Application number: CN201911049798.8A
Authority: CN
Inventors: 叶伟炳; 王明富
Original assignee: Guangdong Smell Environment Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Smell Environment Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明公开了染料中间体废水的处理方法以及处理系统。上述的染料中间体废水的处理方法，包括如下步骤：将废水进行曝气处理，得第一处理液；在第一处理液中加入沉淀剂与絮凝剂，得第二处理液与胶体；将第二处理液进行一次过滤，得第三处理液与截留物；将第三处理液进行树脂吸附离子交换，得第四处理液；将第四处理液进行二次过滤，得第五处理液与截留浓液；将截留浓液进行一次蒸发结晶，得硫酸钠与第一母液，将第一母液进行进行二次蒸发结晶，得混盐与第二母液；将第五处理液进行三次蒸发结晶，得氯化钠与第三母液。本发明的染料中间体废水的处理方法，能够彻底处理染料中间体废水，不会造成二次污染，处理费用低。

Description

染料中间体废水的处理方法以及处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及染料中间体废水的处理方法以及处理系统。

背景技术

染料中间体废水主要含有硫酸铵和氯化钠，含盐量在20％-25％，盐中的硫酸钠占80％，还含有一些副产品苯系物和COD等物质。

常规染料厂处理上述染料中间体废水，一般采用蒸发法处理，结晶成混盐，蒸馏水回用，母液委外处理。采用此种方法处理，结晶出来的混盐，只能当做固体废物，固体废物和母液需要额外大量的费用处理，同时造成二次污染。

发明内容

基于此，本发明有必要提供一种能够彻底处理染料中间体废水，不会造成二次污染，处理费用低的染料中间体废水的处理方法。

本发明还提供一种染料中间体废水的处理系统。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种染料中间体废水的处理方法，包括如下步骤：

将废水进行曝气处理，以除去所述废水中的挥发性物质和还原性物质并降解有机物，得第一处理液；

在所述第一处理液中加入沉淀剂与絮凝剂，以使所述沉淀剂与所述第一处理液中的离子形成沉淀物，所述沉淀物与所述第一处理液中的杂质絮凝形成胶体，得第二处理液与胶体；

将所述第二处理液进行一次过滤，除去所述第二处理液中的大分子物质和胶体，得第三处理液与截留物；

将所述第三处理液进行树脂吸附离子交换，除去氨氮与COD，得第四处理液；

将所述第四处理液进行二次过滤，除去所述第四处理液中的小分子物质，得第五处理液与截留浓液；

将所述截留浓液进行一次蒸发结晶，得硫酸钠与第一母液，将所述第一母液进行进行二次蒸发结晶，得混盐与第二母液；

将所述第五处理液进行三次蒸发结晶，得氯化钠与第三母液。

上述的染料中间体废水的处理方法，依次除去废水中的挥发性物质、还原性物质、金属离子、杂质、大分子物质、胶体、氨氮、COD、小分子物质后，蒸发结晶除去硫酸钠、氯化钠及混盐，这样得到的废水可以达标排放，得到的结晶盐可以回收利用，中间得到的固体废物可直接填埋处理，不会造成二次污染；一整套的处理方法相比现有的处理技术费用较低。

其中一些实施例中，所述第三母液合并入所述第一母液进行二次蒸发结晶。

其中一些实施例中，所述处理方法还包括如下步骤：在所述第二母液中加入臭氧，除去所述第二母液中的COD及氨氮，并氧化降解所述第二母液中的难降解污染物，得降解物与第四母液，所述第四母液合并入所述第一母液进行二次蒸发结晶。

其中一些实施例中，所述处理方法还包括如下步骤：所述胶体进行污泥处理，得到上清液与污泥，所述上清液进行曝气处理。

其中一些实施例中，所述处理方法还包括如下步骤：将所述树脂进行再生，得再生处理液，将所述再生处理液进行曝气处理；将所述截留物进行反洗，得反洗处理液，将所述反洗处理液进行曝气处理。

其中一些实施例中，所述一次过滤包括砂滤与超滤，通过砂滤截留所述第二处理液中的大分子固体颗粒和胶体，通过超滤除去所述第二处理液中的大分子溶质。

本发明还提供一种染料中间体废水的处理系统，包括：

曝气调节装置，所述曝气调节装置用于在废水中通入氧气，以除去所述废水中的挥发性物质和还原性物质，得第一处理液；

软化沉淀装置，所述软化沉淀装置连通所述曝气调节装置，用于接收所述第一处理液并加入沉淀剂与絮凝剂，得第二处理液与胶体；

第一过滤装置，所述第一过滤装置连通所述软化沉淀装置，用于接收所述第二处理液并过滤除去所述第二处理液中的大分子物质和胶体，得第三处理液与截留物；

吸附树脂装置，所述吸附树脂装置连通所述第一过滤装置，用于接收所述第三处理液并通过离子交换除去所述第三处理液中的氨氮与COD，得第四处理液；

第二过滤装置，所述第二过滤装置连通所述吸附树脂装置，用于接收所述第四处理液并过滤除去所述第四处理液中的小分子物质，得第五处理液与截留浓液；

第一蒸发结晶装置，所述第一蒸发结晶装置连通所述第二过滤装置，用于接收所述截留浓液进行一次蒸发结晶，得硫酸钠与第一母液；

混盐蒸发结晶装置，所述混盐蒸发结晶装置连通所述第一蒸发结晶装置，用于接收所述第一母液，并将所述第一母液进行二次蒸发结晶，得混盐与第二母液；

第二蒸发结晶装置，所述第二蒸发结晶装置连通所述第二过滤装置，用于接收所述第五处理液并对所述第五处理液进行三次蒸发结晶，得氯化钠与第三母液。

其中一些实施例中，所述第二蒸发结晶装置连通所述混盐蒸发结晶装置，用于接收所述第三母液并合并入所述第一母液进行二次蒸发结晶；所述第一过滤装置与所述吸附树脂装置均连通所述曝气调节装置，所述曝气调节装置用于接收所述第一过滤装置的截留物进行反洗形成的反洗处理液及所述吸附树脂装置的树脂再生形成的再生处理液。

其中一些实施例中，所述第一过滤装置包括砂滤设备及连通所述砂滤设备的超滤设备，所述砂滤设备用于截留所述第二处理液中的大分子固体颗粒和胶体，所述超滤设备用于除去所述第二处理液中的大分子溶质。

其中一些实施例中，所述处理系统还包括臭氧装置与污泥处理装置，所述臭氧装置连通所述混盐蒸发结晶装置，用于接收所述第二母液并在所述第二母液中加入臭氧，除去所述第二母液中的COD及氨氮，所述污泥处理装置连通所述软化沉淀装置与所述曝气调节装置，用于接收所述胶体并对所述胶体进行污泥处理，得到上清液与污泥，所述曝气调节装置接收所述上清液以进行曝气处理。

附图说明

图1是本发明一实施例所述的染料中间体废水的处理方法的示意图；

图2是本发明一实施例所述的染料中间体废水的处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例

请参照图1，本发明提供一种染料中间体废水的处理方法，用于处理染料中间体的废水，染料中间体废水主要含有硫酸铵和氯化钠，含盐量在20％-25％，盐中的硫酸钠占80％，还含有一些副产品苯系物和COD等物质。

该染料中间体废水的处理方法包括如下步骤：

将废水进行曝气处理，以除去废水中的挥发性物质和还原性物质并降解有机物，得第一处理液。

在第一处理液中加入沉淀剂与絮凝剂，以使沉淀剂与第一处理液中的离子形成沉淀物，沉淀物与第一处理液中的杂质絮凝形成胶体，得第二处理液与胶体。

将第二处理液进行一次过滤，除去第二处理液中的大分子物质和胶体，得第三处理液与截留物。

将第三处理液进行树脂吸附离子交换，除去氨氮与COD，得第四处理液。

将第四处理液进行二次过滤，除去第四处理液中的小分子物质，得第五处理液与截留浓液。

将截留浓液进行一次蒸发结晶，得硫酸钠与第一母液，将第一母液进行进行二次蒸发结晶，得混盐与第二母液。

将第五处理液进行三次蒸发结晶，得氯化钠与第三母液。

将废水进行曝气处理，具体是，通过增加废水中的溶解氧，以除去废水中的挥发性物质及部分还原性物质。废水和空气充分接触，以交换气态物质，除去废水中的挥发性物质，使气体从废水中逸出，可除去废水的臭味以及废水中的二氧化碳和硫化氢等有害气体。氧气溶入废水中，还可以提高溶解氧的浓度，达到促进需氧微生物降解有机物的目的。

其中的沉淀剂为碱液，碱液可与第一处理液中的金属离子形成沉淀物，絮凝剂可使沉淀物与其他杂质形成胶体。本实施例中，采用双碱法沉淀，即在第一处理液中加入氢氧化钠和碳酸钠以形成沉淀物。沉淀物形成的原理为：Mg^2-+2Na(OH)→Mg(OH)₂↓+2Na⁺；Ca^2-+Na₂(CO₃)→Ca(CO₃)↓+2Na⁺。

投加絮凝剂后，通过搅拌器的剧烈搅拌使废水的悬浮物、大部分COD、钙离子、镁离子及胶体、絮凝剂迅速发生反应，互相吸附结合形成较大颗粒即胶体，更易于沉淀。

进一步地，上述的染料中间体废水的处理方法，还包括如下步骤：将胶体进行污泥处理，得到上清液与污泥，上清液合并入废水中进行曝气处理，固体污泥则进行外运或者填埋处理。其中的污泥处理系统，可以对污泥进行脱水、固化等处理。

上述的一次过滤包括砂滤与超滤，通过砂滤截留第二处理液中的大分子固体颗粒和胶体，通过超滤除去第二处理液中的大分子溶质。

上述的砂滤与超滤采用双重过滤装置，及包括砂滤设备与超滤设备。砂滤是以天然石英砂、锰砂和无烟煤作为滤料，将废水进行过滤处理，根据废水和出水水质要求设置不同的滤层厚度和过滤速度，能够截留水中的大分子固体颗粒和胶体，使水澄清。超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤是以压力为推动力的膜分离技术，以大分子与小分子分离为目的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率将衰减到一定程度而趋于平衡。超滤通过独特的布水器均匀布水,第二处理液以层流状态通过滤器内的填料层。当水流过填料层时,杂质被截留在填料层内。过滤器底部有多个均匀分布的集水器，将过滤后的水均匀地收集并引出，平流过滤，可以使过滤器在高流速下过滤，达到较好过滤的效果。通过砂滤与超滤步骤可以除去大分子固体颗粒、胶体以及大分子溶质，从而达到洁净废水的目的。

上述的砂滤和超滤完成后，截留物进行反冲洗，从而除去滤砂和超滤膜上的杂质，滤砂和超滤反冲洗形成反洗处理液，反洗处理液返回再次进行曝气处理，从而彻底地除去其中的杂质。通过反冲洗可以恢复砂滤速率和超滤速率。

具体地，砂滤处理中，随着杂质在填料层中不断聚积，内部压头损失将不断增大。当进、出水压头损失达到设定值时，系统将自动激活定压装置使其转换至反洗状态。当系统处于反洗状态时，过滤仍然继续，其中要进行反洗的标准单元砂缸不进行过滤，系统中其它标准单元砂缸仍然在过滤。标准单元砂缸内部压头损失减小到合理范围,定压装置给出复原信号，水力阀恢复到过滤状态，下一个标准单元砂缸则准备进入反洗状态。反冲洗污水收集后回到曝气处理步骤。随着杂质在填料层中不断聚积，内部压头损失将不断增大。当进、出水压头损失达到设定值时，系统将自动激活定压装置使其转换至反洗状态。

超滤处理中，直接对超滤膜进行反冲洗即可。

过滤完成后，产生的第三处理液进行树脂吸附离子交换，从而除去氨氮与COD。树脂吸附离子交换的具体原理是：利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子。以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换铵根离子等各种阳离子。以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换COD中的各种有机酸中的阴离子，从而达到去除大部分氨氮及COD的目的。

进一步地，上述的处理方法还包括如下步骤：将树脂进行再生，得再生处理液，将再生处理液进行曝气处理。即离子交换再生后，需要对树脂进行反冲洗，使得树脂可以再次进行吸附利用，而不影响其吸附效果。

从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子与氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质，使树脂可以再次利用。

二次过滤具体为纳滤，纳滤是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术，纳滤膜存在着纳米级的细孔，且截留率大于95％的最小分子约为1mm，一价离子通过纳滤膜，二价离子被截留下来。得到的第五处理液中含有硫酸钠、氯化钠以及少量其他的盐。

将上述的截留物即截留浓液进行一次蒸发结晶，得硫酸钠与第一母液，将第一母液进行进行二次蒸发结晶，得混盐与第二母液。将第五处理液进行三次蒸发结晶，得氯化钠与第三母液。通过该处理方法分别除去其中的硫酸钠、氯化钠及其他混盐。

一次蒸发结晶、二次蒸发结晶与三次蒸发结晶分别采用MVR强制循环蒸发结晶系统，根据硫酸钠、氯化钠的沸点来进行蒸发结晶。

经过预热后，略低于沸点温度的来液(截留物、第五处理液或第一母液)，呈不饱和状态，切向进入盐腿结晶器的上层流床，与含有大量细小晶体过饱和循环液，可有助于消除细晶，减少参与循环。

来液与强制循环循环液进行混合，经强制循环泵分流至每根换热管内，流速控制在1.5m/s-3.5m/s，降低结垢概率，以免影响换热效率。当循环液从管子中高速流动时，循环液被换热管外部蒸汽冷凝所产生的热量加热升温，通过控制管内压力使其低于该温度下的饱和蒸汽压力，浓盐水在管内不会沸腾，使其不在管内蒸发。

加热后的循环液从加热器流出到低压的分离室中，由于分离室压力骤然降低，高温浓盐水即高温的截留物、第五处理液或第一母液在此发生闪蒸，盐水浓缩，结晶析出，沿着结晶器中间的降液分配管直冲到器底，通过特殊设计的分配器，均匀转向上升，上升过程中过饱和溶液与悬浮的晶核充分接触，使其晶核生长，过饱和度消除，盐腿结晶器设计是具有粒度分级的流化床结晶器，由下往上的颗粒直径大小层次分明，较大颗粒晶体由浓缩液泵抽出至后续离心分离系统处理，盐腿结晶器的上清液从由强制循环泵抽出至加热器继续循环蒸发。

二次蒸汽经过高效除雾系统后，被压缩机抽出进行升温升压，提温后的蒸汽作为加热器的蒸发热源。加热器冷凝的蒸馏水，储存在蒸馏水罐，由蒸馏水泵输送与来液进行换热后，排出系统。浓缩液大部分进入稠厚/离心/干燥系统，分别得到氯化钠、硫酸钠或混盐晶体。

进一步地，上述的处理方法还包括如下步骤：在第二母液中加入臭氧，除去第二母液中的COD及氨氮，并氧化降解第二母液中的难降解污染物，得降解物与第四母液，第四母液合并入第一母液进行二次蒸发结晶。

臭氧的强氧化性使得其能够迅速、有效地除去第二母液中的COD及氨氮，同时还能够氧化降解水中的其他难降解污染物质，而且在常温下，臭氧经过30min左右即可还原成氧气，因而没有任何残留和二次污染。采用臭氧处理后的低COD低浓度的第二母液再进入二次蒸发结晶装置后能够稳定运行。

蒸发结晶完成后得到的第三母液合并入第一母液进行二次蒸发结晶。这样能够彻底地对废水进行处理，使得最后得到的废水能够达到排放标准。

请参照图2，本发明还保护一种染料中间体废水的处理系统100，用于实现上述的处理方法，该处理系统100包括曝气调节装置10、连通曝气调节装置10的软化沉淀装置20、连通软化沉淀装置20的第一过滤装置30、连通第一过滤装置30的吸附树脂装置40、连通吸附树脂装置40的第二过滤装置50、连通第二过滤装置50的第一蒸发结晶装置60、连通第一蒸发结晶装置60的混盐蒸发结晶装置70及连通第二过滤装置50的第二蒸发结晶装置80，曝气调节装置10用于在废水中通入氧气，以除去废水中的挥发性物质和还原性物质，得第一处理液，软化沉淀装置20用于接收第一处理液并加入沉淀剂与絮凝剂，得第二处理液与胶体，第一过滤装置30用于接收第二处理液并过滤除去第二处理液中的大分子物质和胶体，得第三处理液与截留物，吸附树脂装置40用于接收第三处理液并通过离子交换除去第三处理液中的氨氮与COD，得第四处理液，第二过滤装置50用于接收第四处理液并过滤除去第四处理液中的小分子物质，得第五处理液与截留浓液，第一蒸发结晶装置60用于接收截留浓液进行一次蒸发结晶，得硫酸钠与第一母液，混盐蒸发结晶装置70用于接收第一母液，并将第一母液进行二次蒸发结晶，得混盐与第二母液，第二蒸发结晶装置80用于接收所述第五处理液并对第五处理液进行三次蒸发结晶，得氯化钠与第三母液。

其中的第一过滤装置30包括砂滤设备31及连通砂滤设备31的超滤设备32，砂滤设备31用于截留第四处理液中的大分子固体颗粒和胶体，超滤设备32用于除去第四处理液中的大分子溶质。

进一步地，第一过滤装置30与吸附树脂装置40均连通曝气调节装置10，曝气调节装置10用于接收第一过滤装置30的截留物进行反洗形成的反洗处理液及吸附树脂装置40的树脂再生形成的再生处理液。

进一步地，第二蒸发结晶装置80连通混盐蒸发结晶装置70，第二蒸发结晶装置80用于接收第三母液并合并入第一母液进行二次蒸发结晶。这样能够更彻底地处理废水。

进一步地，上述的处理系统100还包括臭氧装置90，臭氧装置90连通混盐蒸发结晶装置70，用于接收第二母液并在第二母液中加入臭氧，除去第二母液中的COD及氨氮。这样使得进入混盐蒸发结晶装置70内的来液杂质更少，蒸发效率更高。

进一步地，上述的处理系统100还包括污泥处理装置101，污泥处理装置101连通软化沉淀装置20与曝气调节装置101，污泥处理装置101用于接收胶体并对胶体进行污泥处理，得到上清液与污泥，曝气调节装置10接收上清液以进行曝气处理。这样能够更彻底地处理废水。

进一步地，在上述各个装置之间可设置中间水池，用于储存各个装置得到的处理液或者反洗液。例如，在软化沉淀装置20与第一过滤装置30之间设置中间水池，用于储存第二处理液。在第一过滤装置30与吸附树脂装置40之间设置过滤产水池，用于储存第三处理液。在吸附树脂装置40与第二过滤装置50之间设置吸附树脂产水池，用于储存第四处理液。在第二过滤装置50与第一蒸发结晶装置60之间设置硫酸钠蒸发中间池，用于储存截留浓液。在第二过滤装置50与第二蒸发结晶装置80之间设置纳滤产水池，用于储存第五处理液。在吸附树脂装置40与曝气调节装置10之间设置再生废水收集池，用于储存再生处理液。在第一过滤装置30与曝气调节装置10之间设置反洗废水收集池，用于储存反洗处理液。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种染料中间体废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的染料中间体废水的处理方法，其特征在于，所述第三母液合并入所述第一母液进行二次蒸发结晶。

3.根据权利要求1所述的染料中间体废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括如下步骤：在所述第二母液中加入臭氧，除去所述第二母液中的COD及氨氮，并氧化降解所述第二母液中的难降解污染物，得降解物与第四母液，所述第四母液合并入所述第一母液进行二次蒸发结晶。

4.根据权利要求1所述的染料中间体废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括如下步骤：所述胶体进行污泥处理，得到上清液与污泥，所述上清液进行曝气处理。

5.根据权利要求1所述的染料中间体废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括如下步骤：将所述树脂进行再生，得再生处理液，将所述再生处理液进行曝气处理；将所述截留物进行反洗，得反洗处理液，将所述反洗处理液进行曝气处理。

6.根据权利要求1所述的染料中间体废水的处理方法，其特征在于，所述一次过滤包括砂滤与超滤，通过砂滤截留所述第二处理液中的大分子固体颗粒和胶体，通过超滤除去所述第二处理液中的大分子溶质。

7.一种染料中间体废水的处理系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的染料中间体废水的处理系统，其特征在于，所述第二蒸发结晶装置连通所述混盐蒸发结晶装置，用于接收所述第三母液并合并入所述第一母液进行二次蒸发结晶；所述第一过滤装置与所述吸附树脂装置均连通所述曝气调节装置，所述曝气调节装置用于接收所述第一过滤装置的截留物进行反洗形成的反洗处理液及所述吸附树脂装置的树脂再生形成的再生处理液。

9.根据权利要求7所述的染料中间体废水的处理系统，其特征在于，所述第一过滤装置包括砂滤设备及连通所述砂滤设备的超滤设备，所述砂滤设备用于截留所述第二处理液中的大分子固体颗粒和胶体，所述超滤设备用于除去所述第二处理液中的大分子溶质。

10.根据权利要求7所述的染料中间体废水的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括臭氧装置与污泥处理装置，所述臭氧装置连通所述混盐蒸发结晶装置，用于接收所述第二母液并在所述第二母液中加入臭氧，除去所述第二母液中的COD及氨氮，所述污泥处理装置连通所述软化沉淀装置与所述曝气调节装置，用于接收所述胶体并对所述胶体进行污泥处理，得到上清液与污泥，所述曝气调节装置接收所述上清液以进行曝气处理。