CN111499068B - 一种含苯酚的废水处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含苯、酚类废水处理系统及其处理方法。该系统包括依次相连通的废水产生装置、过滤装置、水处理装置、混合槽、精馏装置；所述的水处理装置包括依次相邻的混凝池、石英过滤池和活性炭过滤池；将含苯、酚类废水过滤后采用水处理装置进行处理；然后与乙醇混合，经过精馏塔精馏，即可完成该废水的处理。该方法简单易操作，没有有毒试剂的加入，没有二次污染的产生。经过处理后的废水中加入乙醇后能够更好的溶解其中可能未处理的酚类等物质，进一步对其中的物质进行处理，以便更彻底的除去其中的杂质。与乙醇混合后经过精馏不仅能使处理水达标排放，也能对其中的物质进行回收再利用。

Description

一种含苯酚的废水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域。具体涉及一种含苯酚的废水处理系统及其处理方法。

背景技术

随着国家对环保的要求以及人们环保意识的提高，各类生产企业产生的废水、生活污水等的已经得到有效处理。

而化学、生物等研究过程中产生的污水绝大多数均为化学试剂污水，该类污水因含有较多种类的有机试剂，而具有毒性、甚至剧毒，有的其中含有较多种类的试剂难以有效分离。 目前对于该类有机废水的处理设备较为复杂、处理费用高，使用试剂较多，不仅提高了处理 成本，而且造成处理过程中二次废水的产生，且达不到有效的处理。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种含苯酚的废水处理系统及其处理方法。该方法针对主要含有苯酚的有机溶剂进行高效处理，处理简单高效，处理后水能够达标排放，且可以对其中的处理物进行回收。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种含苯酚的废水的处理系统，该系统包括依次相连通的废水产生装置、过滤装置、水处理装置、混合槽、精馏装置；所述的水处理装置包括依次相邻的混凝池、石英砂过滤池和活性炭过滤池；混凝池、石英砂过滤池及活性炭过滤池内均竖直设有至少三块阻隔板将池体隔 为多个相邻的区域（阻隔板底端与池底部固定），阻隔板的第一侧端均与池壁固定连接，第 二侧端均与池壁侧壁具有一定间隔使各个相邻区域相连通；混凝池与石英砂过滤池通过池壁上端的开口相连通，石英砂过滤池与活性炭过滤池通过池壁上端的开口相连通。

所述的处理系统，所述石英砂过滤池底部设有石英砂层，石英砂层上方设有一层固定网。

所述的处理系统，所述石英砂层的厚度至少为石英砂过滤池高度的 1/2，石英砂的粒径优选为 100 目~120 目。

所述的处理系统，所述活性炭过滤池内阻隔板第二侧端与池壁之间的间隔内设有活性炭过滤板；活性炭过滤板由尼龙网包裹活性炭形成；优选地，所述活性炭过滤板的厚度及高度均可以与阻隔板的厚度及高度相同。

所述的处理系统，所述的活性炭为椰壳活性炭，所述活性炭过滤板中活性炭的用量为 1 g/L。

采用上述的处理系统处理含苯酚的废水的处理方法，该方法包括将含苯酚的废水过滤后采用水处理装置进行处理；然后与乙醇混合，经过精馏塔精馏，即可完成该废水的处理。

所述的处理方法，水处理装置进行处理具体为：将过滤后的废水置于混凝池中与加入的混凝剂进行充分混合，然后置于石英砂过滤池中进行过滤，再置于活性炭过滤池中进行过滤。

所述的处理方法，所述的混凝剂为聚合生物型硫酸亚铁聚硅酸钴锰混凝剂，优选为，该混凝剂由以下原料制备而成：硫酸亚铁 15％～21％、次氯酸钠 8％～9％、锰盐 2％～19％、硅藻土 28％～38％、钴盐 16％～28％。

该混凝剂制备方法为：将硫酸亚铁、硅藻土、钴盐、锰盐做原料，溶解于硫酸中，并调节硫酸摩尔浓度为 0.5~0.9M，获得稳定混合溶液；然后再添加表面活性剂制成混凝剂。该配合能够增加絮凝颗粒的稳定性，不会被再次破坏，也能增加絮凝时间，提高絮凝效果。

所述的处理方法，该混凝剂与待处理废水的用量比为（0.4~0.8）g/l。

所述的处理方法，乙醇的加入量为待混合废水总质量的8~12%，所用乙醇的质量分数优选为 70%。

与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果

就苯、酚类而言，难以氧化，所以氧化去除率较低，效果不好；对于含不同浓度的苯酚的废水，本发明都有较好的去除效果，这是由于椰壳活性炭用于水深度处理工艺，与混凝剂联用能够去除水中相对分子质量小的有机物，在经过乙醇处理，明显提高出水水质。对于含苯酚的水样经活性炭处理后能达到我国指标的一级水质标准。

本发明对于含苯酚的废水的处理方法简单易操作，没有有毒试剂的加入，没有二次污 染的产生。

该方法首先经过絮凝剂对其中的酚类等物质进行处理，然后进行初步过滤，再经过石英 砂及椰壳活性炭进行吸附过滤，椰壳活性炭总表面积一般高达 1000～1900m²/g，与其他吸附材料相比，具有小微孔特别发达的特征，椰壳活性炭吸附能力强、吸附容量大，尤其对于酚类物质具有很好的吸附作用。

经过处理后的废水中加入乙醇后能够更好的溶解其中可能未处理的酚类等物质，进一步对其中的物质进行处理，以便更彻底的除去其中的杂质。与乙醇混合后经过精馏不仅能使处 理水达标排放，也能对其中的物质进行回收再利用。

附图说明

图 1 为含苯酚的废水的处理系统示意图，

图 2 为水处理装置正面剖视示意图，

图 3 为水处理装置俯视图示意图之一，

图 4 为水处理装置俯视图示意图之二，

图中，1 表示废水产生装置，2 表示过滤装置，3 表示水处理装置，4 表示混合槽，5 表示精馏装置，301 表示混凝池，302 表示石英砂过滤池，303 表示活性炭过滤池，304表示水处理装置入水口，305 表示混凝池与石英砂过滤池的连通开口，306 表示石英砂过滤池与活性炭过滤池的连通开口，307 表示水处理装置出水口，308 表示活性炭过滤板，3011 表示混凝池第一区域，3012 表示混凝池第二区域，3013 表示混凝池第三区域，3014表示混凝池第四区域，3021 表示石英砂过滤池第一区域，3022 石英砂过滤池第二区域，3023 表示石英砂过滤池第三区域，3024 表示石英砂过滤池第四区域，3025 表示石英砂层，3026 表示固定网，3031 表示活性炭过滤池第一区域，3032 表示活性炭过滤池第二区域，3033 表示活性炭过滤池第三区域，3034 表示活性炭过滤池第四区域。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明技术方案的理解，但并不用于对本发明保护范围的限制。

如图1、图2、图3、图4 所示，本发明提供了一种含苯酚的废水的处理系统，该系统包括依次相连通的废水产生装置、过滤装置（所用的过滤装置为格栅网过滤，格栅网由不锈钢制成，网孔大小为 50 目~80 目）、水处理装置、混合槽、精馏装置；所述的水处理装置包括依次相邻的混凝池、石英砂过滤池和活性炭过滤池；混凝池、石英砂过滤池及活性炭过滤池内均竖直设有至少三块阻隔板将池体隔为多个相邻的区域（阻隔板底端与池底部固定），阻隔板的第一侧端均与池壁固定连接，第二侧端均与池壁侧壁具有一定间隔使各个相邻区域相连通；混凝池与石英砂过滤池通过池壁上端的开口（开口深度一般为 0.5m，由池壁最上端竖直向下开口 0.5m；开口的宽度一般为 0.5m）相连通，石英砂过滤池与活性炭过滤池通过池壁上端的开口相连通。

其中石英砂过滤池底部设有石英砂层，石英砂层上方设有一层固定网。优选地，石英砂层的厚度至少为石英砂过滤池高度的1/2，石英砂的粒径优选为100 目~120 目。

活性炭过滤池内阻隔板第二侧端与池壁之间的间隔内设有活性炭过滤板；活性炭过滤板由尼龙网包裹活性炭形成；优选地，所述活性炭过滤板的厚度及高度均可以与阻隔板的厚度及高度相同。优选地，所述的活性炭为椰壳活性炭，活性炭过滤板中活性炭的用量优选为 1kg/m³。

水处理装置的混凝池、石英砂过滤池及活性炭过滤池可以为敞口也可以在池上方对应加盖，混凝池可以通过盖体伸入搅拌器，搅拌器由电动机带动进行搅拌。可以在其第一个区域内加入搅拌器，也可以在其每个区域均加入搅拌器。

进一步的，废水产生装置与过滤装置之间，过滤装置与水处理装置之间，水处理装置与混合槽之间以及混合槽与精馏装置之间设有水泵。

该废水处理系统通首先对废水进行过滤，然后经过絮凝剂的高效处理及过滤之后，在经过乙醇混合溶剂及蒸馏较为彻底的除去其中的苯酚之类的，该系统操作简单，在使用过程中没有有毒试剂的加入、几乎没有废弃物的产生，加入的乙醇还可以进行回收再利用，在废水处理中具有很好的工业应用前景。

本发明还提供了一种采用上述的处理系统处理含苯酚的废水的处理方法，该方法包括以下步骤：

将含苯酚的废水过滤后采用水处理装置进行处理，具体如下：将产生的废水首先经过过滤装置进行过滤，然后输送至水处理装置处，通过混凝池池壁上端的开口进入到混凝池的第一个区域中、同时向混凝池第一个区域中加入混凝剂进行充分混合，在混凝池的第二个区域中及第三个区域中均加入混凝剂，混合溶液继续向前流动，经过混凝池与石英砂过滤池的之间的开口进入到石英砂过滤池的第一个区域中，通过石英砂过滤池设置的石英砂进行过滤、过滤后的水溶液继续向前流动，依次经过石英砂过滤池的第二个区域及第三个区域，当石英砂过滤池第三个区域的水装满时、水溶液由石英砂过滤池与活性炭过滤池之间的连通开口进行到进入到活性炭过滤池的第一个区域中，并通过活性炭过滤板依次进入到活性炭过滤池的第二个区域及第三个区域中，通过活性炭过滤池后，水溶液由水处理装置排出泵送至混合槽中；

优选的，混凝池中加入的混凝剂为聚合生物型硫酸亚铁聚硅酸钴锰混凝剂，该混凝剂由以下原料制备而成：硫酸亚铁 15％～21％、次氯酸钠 8％～9％、锰盐 2％～19％、硅藻土 28％～ 38％、钴盐 16％～28％。所述的锰盐可以为硫酸锰、硝酸锰等，所述的钴盐可以为硝酸钴、 硫酸钴、氯化钴等。

该混凝剂制备方法为：将硫酸亚铁、硅藻土、钴盐、锰盐原料按照要求的重量比溶于硫酸中，并调节硫酸摩尔浓度为 0.5~0.9M（硫酸亚铁与硫酸的质量比为 2:1），获得稳定混合溶液；再添加表面活性剂（所述的表面活性剂为高分子表面活性剂，如聚乙烯醇等。）混合得到混凝剂。表面活性剂的加入量占总混凝剂的质量百分比为 1%。该混凝剂能够增加絮凝颗粒的 稳定性，不会被再次破坏，也能增加絮凝时间，提高絮凝效果。

优选地，混凝池中加入的混凝剂总量与待处理废水的用量比为（0.4~0.8）g/l 其中，混凝池的第一个区域中加入的混凝剂为混凝池中加入的混凝剂总量的 80%、混凝池的第二个区域中加入的混凝剂为混凝池中加入的混凝剂总量的 15%、混凝池的第三个区域中加入的混凝剂为混凝池中加入的混凝剂总量的 5%，达到充分的混合絮凝。

在泵送至混合槽中的水中加入乙醇进行充分混合，水中未被充分过滤的酚类物质在乙醇的加入下得到充分搅拌、溶解。通过乙醇混合后的溶液泵送至精馏塔中进行精馏分离，分别对其中的乙醇、酚类物质进行回收，剩余水溶液完全达到达标排放，也可以进行回收再利用。

优选地，乙醇的加入量为待混合废水总质量的 8~12%，所用乙醇的质量分数优选为 70%。该方法处理后所得水中苯酚的去除率达到 97% 以上，几乎达到 100%，去除率很高，且操作简单、处理过程中试剂消耗少、没有有毒试剂的使用，无废弃物的产生。

下面通过具体实施例对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明技术方案的理解。

实施例 1

一种含苯酚的废水的处理系统，该系统包括依次相连通的废水产生装置、过滤装置、水处理装置、混合槽、精馏装置；

其中的水处理装置包括依次相邻的混凝池、石英砂过滤池和活性炭过滤池；混凝池、石英砂过滤池及活性炭过滤池内均竖直设有至少三块阻隔板将池体隔为多个相邻的区域（阻隔板底 端与池底部固定），阻隔板的第一侧端均与池壁固定连接，第二侧端均与池壁侧壁具有一定间隔使各个相邻区域相连通；混凝池与石英砂过滤池通过池壁上端的开口相连通，石英砂过滤池与活性炭过滤池通过池壁上端的开口相连通。

其中石英砂过滤池底部设有石英砂层，石英砂层上方设有一层固定网。石英砂层的厚度为石英砂过滤池高度的 2/3，所用石英砂的粒径优选为 100 目~120 目。

活性炭过滤池内阻隔板第二侧端与池壁之间的间隔内设有活性炭过滤板；活性炭过滤板由尼龙网包裹活性炭形成；所述活性炭过滤板的厚度及高度均与阻隔板的厚度及高度相同。 其中所用的活性炭为椰壳活性炭，活性炭过滤板中活性炭的用量为 1 g/L。

进一步的，废水产生装置与过滤装置之间，过滤装置与水处理装置之间，水处理装置与混合槽之间以及混合槽与精馏装置之间设有水泵。

实施例 2

一种采用上述的处理系统处理含苯酚的废水的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）将含苯酚的废水（主要为有机溶液，有机杂质的浓度为 9.3~12.5mg/L）过滤后采用水处理装置进行处理，具体如下：将产生的废水首先经过过滤装置进行过滤，然后泵送至水处理装置处，通过混凝池池壁上端的开口（即水处理装置的入口）进入到混凝池的第一个区域中（同时会通过阻隔板与池壁之间的间隔进入到第二个及第三个区域中）、同时向混凝池第一个区域中加入混凝剂进行充分混合，在混凝池的第二个区域中及第三个区域中均加入混 凝剂，经过混凝池的混合溶液继续向前流动，经过混凝池与石英砂过滤池的之间的池壁上的开口进入到石英砂过滤池的第一个区域中，通过石英砂过滤池设置的石英砂进行过滤、过滤后的水溶液继续向前流动，依次经过石英砂过滤池的第二个区域及第三个区域，当石英砂过滤池第三个区域的水装满时、水溶液由石英砂过滤池与活性炭过滤池之间的池壁上的连通开口进入到活性炭过滤池的第一个区域中，并通过活性炭过滤板依次进入到活性炭过滤池的第二个区域及第三个区域中，通过活性炭过滤池后，水溶液由水处理装置排出泵送至混合槽中；

其中，混凝池中加入的混凝剂为聚合生物型硫酸亚铁聚硅酸钴锰混凝剂，该混凝剂由以下原料制备而成：硫酸亚铁 15％、次氯酸钠 9％、锰盐 19％、硅藻土 29％、钴盐28％。

该混凝剂制备方法为：将硫酸亚铁、硅藻土、钴盐、锰盐原料按照要求的重量比溶于硫酸中，并调节硫酸摩尔浓度为 0.5M（硫酸亚铁与硫酸的质量比为 2：1），获得稳定混合溶液； 再添加表面活性剂（聚乙烯醇）混合得到混凝剂。表面活性剂的加入量占总混凝剂的质量百分比为 1%。该混凝剂能够增加絮凝颗粒的稳定性，不会被再次破坏，也能增加絮凝时间，提高絮凝效果。

在混凝池中加入的混凝剂总量与待处理废水的用量比为 0.4g/l。

（2）在泵送至混合槽中的水中加入乙醇进行充分混合，水中未被充分过滤的酚类物质在乙醇的加入下得到充分搅拌、溶解。乙醇的加入量为待混合废水总质量的 8%，所用乙醇的质 量分数优选为 70%。

（3）通过乙醇混合后的溶液泵送至精馏塔中进行精馏分离，分别对其中的乙醇、酚类物质进行回收，剩余水溶液完全达到达标排放，也可以进行回收再利用。

实施例 3

一种采用上述的处理系统处理含苯酚的废水的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）将含苯酚的废水（主要为有机溶液，有机杂质的浓度为 9.3~12.5mg/L）过滤后采用水处理装置进行处理，具体如下：将产生的废水首先经过过滤装置进行过滤，然后泵送至水处理装置处，通过混凝池池壁上端的开口（即水处理装置的入口）进入到混凝池的第一个区域中（同时会通过阻隔板与池壁之间的间隔进入到第二个及第三个区域中）、同时向混凝池第一个区域中加入混凝剂进行充分混合，在混凝池的第二个区域中及第三个区域中均加入混 凝剂，经过混凝池的混合溶液继续向前流动，经过混凝池与石英砂过滤池的之间的池壁上的开口进入到石英砂过滤池的第一个区域中，通过石英砂过滤池设置的石英砂进行过滤、过滤后的水溶液继续向前流动，依次经过石英砂过滤池的第二个区域及第三个区域，当石英砂过滤池第三个区域的水装满时、水溶液由石英砂过滤池与活性炭过滤池之间的池壁上的连通开口进入到活性炭过滤池的第一个区域中，并通过活性炭过滤板依次进入到活性炭过滤池的第二个区域及第三个区域中，通过活性炭过滤池后，水溶液由水处理装置排出泵送至混合槽中；

其中，混凝池中加入的混凝剂为聚合生物型硫酸亚铁聚硅酸钴锰混凝剂，该混凝剂由以下原料制备而成：硫酸亚铁 21％、次氯酸钠 8％、锰盐 5％、硅藻土 38％、钴盐28％。

该混凝剂制备方法为：将硫酸亚铁、硅藻土、钴盐、锰盐原料按照要求的重量比溶于硫酸中，并调节硫酸摩尔浓度为 0.9M（硫酸亚铁与硫酸的质量比为 2：1），获得稳定混合溶液； 再添加表面活性剂（聚乙烯醇）混合得到混凝剂。表面活性剂的加入量占总混凝剂的质量百分比为 1%。该混凝剂能够增加絮凝颗粒的稳定性，不会被再次破坏，也能增加絮凝时间，提高絮凝效果。

在混凝池中加入的混凝剂总量与待处理废水的用量比为 0.8g/l。

（2）在泵送至混合槽中的水中加入乙醇进行充分混合，水中未被充分过滤的酚类物质在乙醇的加入下得到充分搅拌、溶解。乙醇的加入量为待混合废水总质量的 12%，所用乙醇的质量分数优选为 70%。

（3）通过乙醇混合后的溶液泵送至精馏塔中进行精馏分离，分别对其中的乙醇、酚类物质进行回收，剩余水溶液完全达到达标排放，也可以进行回收再利用。

实施例 4

一种采用上述的处理系统处理含苯酚的废水的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）将含苯酚的废水（主要为有机溶液，有机杂质的浓度为 9.3~12.5mg/L）过滤后采用水处理装置进行处理，具体如下：将产生的废水首先经过过滤装置进行过滤，然后泵送至水处理装置处，通过混凝池池壁上端的开口（即水处理装置的入口）进入到混凝池的第一个区域中（同时会通过阻隔板与池壁之间的间隔进入到第二个及第三个区域中）、同时向混凝池第一个区域中加入混凝剂进行充分混合，在混凝池的第二个区域中及第三个区域中均加入混 凝剂，经过混凝池的混合溶液继续向前流动，经过混凝池与石英砂过滤池的之间的池壁上的开口进入到石英砂过滤池的第一个区域中，通过石英砂过滤池设置的石英砂进行过滤、过滤后的水溶液继续向前流动，依次经过石英砂过滤池的第二个区域及第三个区域，当石英砂过滤池第三个区域的水装满时、水溶液由石英砂过滤池与活性炭过滤池之间的池壁上的连通开口进入到活性炭过滤池的第一个区域中，并通过活性炭过滤板依次进入到活性炭过滤池的第二个区域及第三个区域中，通过活性炭过滤池后，水溶液由水处理装置排出泵送至混合槽中；

其中，混凝池中加入的混凝剂为聚合生物型硫酸亚铁聚硅酸钴锰混凝剂，该混凝剂由以下原料制备而成：硫酸亚铁 21％、次氯酸钠 9％、锰盐 15％、硅藻土 35％、钴盐20％。

该混凝剂制备方法为：将硫酸亚铁、硅藻土、钴盐、锰盐原料按照要求的重量比溶于硫酸中，并调节硫酸摩尔浓度为 0.7M（硫酸亚铁与硫酸的质量比为 2：1），获得稳定混合溶液； 再添加表面活性剂（聚乙烯醇）混合得到混凝剂。表面活性剂的加入量占总混凝剂的质量百分比为 1%。该混凝剂能够增加絮凝颗粒的稳定性，不会被再次破坏，也能增加絮凝时间，提高絮凝效果。

在混凝池中加入的混凝剂总量与待处理废水的用量比为 0.6g/l。

（2）在泵送至混合槽中的水中加入乙醇进行充分混合，水中未被充分过滤的酚类物质在乙醇的加入下得到充分搅拌、溶解。乙醇的加入量为待混合废水总质量的 10%，所用乙醇的质量分数优选为 70%。

（3）通过乙醇混合后的溶液泵送至精馏塔中进行精馏分离，分别对其中的乙醇、酚类物质进行回收，剩余水溶液完全达到达标排放，也可以进行回收再利用。

Claims (7)

1.一种含苯酚的废水的处理方法，其特征在于，该方法采用包括依次相连通的废水产生装置、过滤装置、水处理装置、混合槽、精馏装置的系统进行处理；

所述的水处理装置包括依次相邻的混凝池、石英砂过滤池和活性炭过滤池；混凝池、石英砂过滤池及活性炭过滤池内均竖直设有至少三块阻隔板将池体隔为多个相邻的区域，阻隔板的第一侧端均与池壁固定连接，第二侧端均与池壁侧壁具有一定间隔使各个相邻区域相连通； 混凝池与石英砂过滤池通过池壁上端的开口相连通，石英砂过滤池与活性炭过滤池通过池壁上端的开口相连通；

该方法包括将含苯酚的废水过滤后采用水处理装置进行处理；然后与乙醇混合，经过精馏塔精馏，即可完成该废水的处理；水处理装置进行处理具体为：将过滤后的废水置于混凝池中与加入的混凝剂进行充分混合，然后置于石英砂过滤池中进行过滤，再置于活性炭过滤池中进行过滤；

所述的混凝剂为聚合生物型硫酸亚铁聚硅酸钴锰混凝剂，该混凝剂由以下原料制备而成：硫酸亚铁15％～21％、次氯酸钠8％～9％、锰盐2％～19％、硅藻土28％～38％、钴盐16％～28％。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述石英砂过滤池底部设有石英砂层，石英砂层上方设有一层固定网。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述石英砂层的厚度至少为石英砂过滤池高度的1/2，石英砂的粒径为100目~120目。

4.根据权利要求1~3任一项所述的处理方法，其特征在于，所述活性炭过滤池内阻隔板第二侧端与池壁之间的间隔内设有活性炭过滤板；活性炭过滤板由尼龙网包裹活性炭形成；所述活性炭过滤板的厚度及高度均与阻隔板的厚度及高度相同。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述的活性炭为椰壳活性炭，所述活性炭过滤板中活性炭的用量为1g/L。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，该混凝剂与待处理废水的用量比为（0.4~0.8）g：1l。

7. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，乙醇的加入量为待混合废水总质量的8~12%， 所述乙醇的质量分数为70%。

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