CN111704316B - 精细化工废水资源化及零排放处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种精细化工废水资源化及零排放处理方法，属于污水处理及固废或危废资源化处置领域。所述吸附精细化工废水资源化处理方法主要包括SBR/PACT生化系统、耐盐菌生化处理系统、MBR好氧装置、MVR预浓缩与盐硝联产系统；本发明公开的一种精细化工废水资源化及零排放处理方法，工艺废水经过处理后实现中水回用，工艺废水中无机盐可回用于烧碱用盐、融雪剂等，有效解决了精细化工废水的资源化处理问题，最大程度的回收了有机物化工废水中的水资源和盐，具有重要的环境效益。

Description

精细化工废水资源化及零排放处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理及固废或危废资源化处置领域，具体涉及一种精细化工废水资源化处理方法。
背景技术
近年来，环境和能源问题已经成为影响国家和企业长期稳定发展最突出的问题。随着工业的迅速发展，废水种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。化工行业的生产过程中多使用盐酸、硫酸、氢氧化钠、硝酸等酸碱以及相关的硫酸钠、氯化钠、硝酸钠等盐，因此，精细化工废水的主要特征是：高盐(质量分数为1％～30％)、高有机物(COD>10000mg/L)。如何将工业废水达标或减少排放，并尽可能地实现水资源循环利用，成为困扰着工业企业一大难题，在我国大力提倡水资源节约利用和环境保护大环境下，工业废水零排放应运而生。
现有的废水处理首先需要经过生物降解系统，在系统中添加一些化学药剂或者活性污泥，进行厌氧和好氧，使得去除废水中的大部分有机物COD和总氮。针对一些化工企业，在前端生化系统处理效果不理想的情况下，高浓盐水中的有机物含量较高，分离出氯化钠和硫酸钠已无法最终实现高浓盐水的零排放，以及无法很好地保证氯化钠和硫酸钠纯度。因此，寻找一种将高浓盐水中的氯化钠、硫酸钠分别结晶出来并达到工业级产品，利用合适的工艺及设备对精细化工废水实现盐和水的资源化，对一个企业来说具有深远的影响和社会效益。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了种应用于精细化工废水资源化处理方法，对精细化工废水资源化设计，采用SBR/PACT生化系统、耐盐菌生化处理系统、MBR好氧系统、MVR预浓缩与盐硝联产系统，解决了现有技术中的不足。
本发明是这样实现的：
一种精细化工废水资源化及零排放处理方法，其特征在于，所述的方法的步骤为：
步骤一、精细化工废水控制pH＝7～8泵入SBR/PACT生化系统，进水盐分控制15000～50000mg/L，停留时间控制24h，其中曝气12h沉淀12h；
步骤二、SBR出水串联接入厌氧系统，投加复合耐盐厌氧菌种进行厌氧反应24～48h；
步骤三、厌氧出水进行好氧反应，投加复合耐盐好氧菌种进行一级好氧反应24～48h，控制溶解氧为2～4mg/L；
步骤四、好氧出水继续通入MBR好氧反应池，加入复合耐盐好氧菌种，进行二级好氧反应24～48h，控制溶解氧为2～4mg/L；
步骤五、MBR好氧出水通入MVR一段预浓缩，冷凝液实现中水回用；
步骤六、预浓缩出水通入热法盐硝联产工序，分别得到氯化钠、硫酸钠、热法盐硝联产母液、热法盐硝联产冷凝液，母液回流至前端SBR系统，冷凝液实现中水回用。本发明通过盐硝联产将预浓缩高盐水中的盐进行分离纯化，经过生化处理后废水中大分子有机物不能被降解，经过蒸发后大分子高沸点有机物留在母液，蒸发出水达到一级排放标准可直接回用，蒸馏母液回流至生化系统前端；通过盐硝联产技术对将废水中的硫酸钠和氯化钠进行分类纯化，得到较为洁净的盐，实现化工废水处理中盐和水的资源化，实现零排放；其中的无机盐可回用于工业生产，有效解决了精细化工废水的资源化处理问题，最大程度的回收了精细化工废水中的水资源和盐，具有重要的环境效益。
进一步，所述的调节pH使用的酸性试剂为盐酸或硫酸，碱性试剂为氢氧化钠。
进一步，所述的步骤一中SBR/PACT生化系统的具体工艺为采用生物炭法；所述的PACT中活性炭采用200目粉末活性炭，根据废水有机物浓度和出水指标投加和补充活性炭，活性炭容量饱和后使用活性炭离线再生技术，实现活性炭重复循环利用。在SBR组合PACT工艺中，生物炭法选用200粉末活性炭，可以有效提高难以降解有机物去除效果与系统抵抗毒物冲击能力，提高系统脱色效果和改善污泥沉降效果；生物活性炭容量饱和后使用活性炭离线再生技术，将活性炭吸附的绝大部分有机物裂解脱附改性和无机化，实现活性炭重复循环利用。
进一步，所述的步骤二中厌氧反应的厌氧装置为接种厌氧耐盐菌的ABR厌氧折流反应器，所述的耐盐菌固载在粒径为1～6目的生物活性炭上。
进一步，所述的步骤三好氧反应中好氧装置为在生物活性炭反应器中接种好氧耐盐菌，所述的耐盐菌固载在粒径为30～120目的生物活性炭上。
上述本发明的耐盐菌生化系统中，控制温度为25～35℃，反应时间为24～48小时，好氧反应溶解氧为2～4mg/L；工艺废水经过污水进入厌氧后，在潜水搅拌机的搅拌下多种混合菌与废水充分混合，在大量水解细菌作用下将大分子难溶性转化为易于生物降解小分子、溶解性物质；另外在产酸细菌作用下，将大分子有机物降解为小分子脂肪酸、有机酸，在通过氨化细菌作用下将小分子有机物分解成CO2、H2O和H2等；工艺废水经过厌氧处理后通入一级好氧处理，在适宜碳氮比、含水率和氧气等条件下，利用微生物的新陈代谢作用，大大降低废水中的有机物，通过生化系统处理的废水经过连续输送至MBR二级好氧系统。
进一步，所述的耐盐菌好氧出水自流进入MBR二级好氧池，在MBR装置作用下对废水进行过滤；MBR好氧能够有效截留生化阶段的微生物，保持生化池中的微生物量，增加生化池中污泥浓度和污泥停留时间，强化对难降解有机物的去除，并保证出水中SS含量浓度较低，COD浓度小于100mg/L，以保证后续蒸发浓缩处理及出盐品质；
进一步，所述的MVR预浓缩系统将盐分初步浓缩至140000～160000mg/L，工艺废水初步浓缩温升小，能耗低，蒸发水量大，降低后续工艺成本；氧化剂选用NaClO或者H2O2中的一种，使用氧化剂对工艺废水进一步的脱色和去除有机物；
本发明与现有技术的有益效果在于：
1.本发明首次采用SBR/PACT+耐盐菌厌氧+耐盐菌好氧+MBR好氧+MVR一段预浓缩盐硝联产耦合技术处理精细化工废水；
2.本发明采用SBR组合PACT工艺在实际应用中，可以根据出水水质的需求改变活性炭的投加量，具有较大的灵活性，并且采用活性炭再生技术，实现活性炭的循环利用与零排放；
3.本发明的处理方法操作简单，容易操作；耐盐菌生化处理过程与普通生化处理相比减小了稀释倍数，降低了稀释水用量，减少了运行成本；
4.本发明使用MVR预浓缩将工艺废水浓缩至一定倍数，区别于常规工艺DTRO、电渗析和正渗透等，具有运行成本低，运行效果稳定，使用寿命长；
5.本发明对精细化工废水进行资源化处理，最大程度的回收了精细化工废水中的水资源和盐；实现了企业生产过程中废水的零排放，具有重要的环境效益；
6.综上，本发明通过对精细化工废水资源化设计，采用SBR/PACT生化系统、耐盐菌生化处理系统、MBR好氧系统、MVR预浓缩与盐硝联产系统。经过技术处理后，实现精细化工废水的资源化处理；同时该方法可以获得可用于工业生产用水要求的水资源，和纯度较高的硫酸钠和氯化钠，实现最大化的资源利用。
附图说明
图1是本发明一种精细化工废水资源化及零排放处理方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明处理办法中将精细化工废水依次经过SBR/PACT生化系统、耐盐菌生化处理系统、MBR好氧装置、MVR预浓缩与盐硝联产系统。本发明的技术方案步骤为：1)工艺废水调节pH泵入SBR/PACT生化系统，进水盐分控制15000～50000mg/L；2)SBR出水自从进入耐盐菌厌氧、好氧系统；3)经过AO处理后自从进入MBR二级好氧；4)MBR二级好氧出水泵入MVR预浓缩和盐硝联产工艺系统。
下面以某企业生产废水为研究对象，通过具体实施方式对本发明作进一步详细的描述，并验证本发明方法的可行性和准确性。
该企业主体经营农药类废水系列，废水中含有大量杀虫单、杀螟单、烟嘧磺隆、吡虫啉等含氮杂环有机物，日处理量600m3/d，主要特征为：pH＝2，CODcr＝11500mg/L，Cl-＝15500mg/L，盐分为31500mg/L。
将工艺废水使用氢氧化钠溶液调节pH＝6～8左右泵入SBR/PACT生化池，处理能力一般100t/d，采用连续进水、连续出水方式，循环泵材质选择ETFE/PVDF，控制曝气时间12h，沉降时间12h；SBR出水泵入耐盐菌厌氧池进行厌氧生化反应，耐盐菌厌氧装置为接种厌氧耐盐菌的ABR厌氧折流反应器，耐盐菌固载在粒径为1～6目的生物活性炭上；耐盐菌厌氧出水自流进入耐盐菌好氧池内进行好氧生化反应，生物活性炭反应其中接种好氧耐盐菌，耐盐菌固载在粒径为30～120目的生物活性炭上；耐盐菌好氧出水自流进入MBR好氧池，采用的MBR膜的孔径为0.1～0.2μm，MBR好氧池内的MBR装置对废水进行过滤，将废水中的悬浮物和大分子有机物截留在MBR好氧池内，控制出水COD小于100mg/L；MBR出水泵入MVR一段预浓缩系统，对生化出水进一步浓缩，提高工业废水浓度150000mg/L左右，降低后续蒸发水量和能耗成本；预浓缩出水泵入盐硝联产系统，对预浓缩高盐废水直接进行盐硝联产处理，分离得到纯度较高的氯化钠与硫酸钠，同时还有馏出液和母液产生。母液回流至前端生化配水池中，馏出液COD小于20mg/L、Cl-小于30mg/L，产水水质优于四类水，可实现中水回用，具体数据详见表1；氯化钠纯度为大于99％，硫酸钠纯度为大于99％，可以用于企业生产或出售或用于离子膜烧碱等。
表1
Figure GDA0003926636180000051
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种精细化工废水资源化及零排放处理方法，其特征在于，所述的方法中包括SBR/PACT生化系统、耐盐菌生化处理系统、MBR好氧装置、MVR预浓缩与盐硝联产系统，其处理方法的具体步骤为：
步骤一、将精细化工废水调节pH后泵入SBR/PACT生化系统，进水盐分控制15000~50000mg/L，停留时间控制24h，其中曝气12h沉淀12h，所述的步骤一中SBR/PACT生化系统的具体工艺为采用生物炭法，所述的PACT中活性炭采用200 目粉末活性炭，根据废水有机物浓度和出水指标投加和补充活性炭，活性炭容量饱和后使用活性炭离线再生技术，实现活性炭重复循环利用；
步骤二、将SBR出水串联接入厌氧系统，投加复合耐盐厌氧菌种进行厌氧反应24~48h，所述的步骤二中厌氧反应的厌氧装置为接种厌氧耐盐菌的ABR厌氧折流反应器，所述的耐盐菌固载在粒径为1～6 目的生物活性炭上；
步骤三、厌氧出水进行好氧反应，投加复合耐盐好氧菌种进行一级好氧反应24~48h，控制溶解氧为2~4 mg/L，所述的步骤三好氧反应中好氧装置为在生物活性炭反应器中接种好氧耐盐菌，所述的耐盐菌固载在粒径为30～120目的生物活性炭上；
步骤四、将步骤三处理后的好氧出水继续通入MBR好氧装置中，加入复合耐盐好氧菌种，进行二级好氧反应24~48h，控制溶解氧为2~4 mg/L；
步骤五、将MBR好氧出水通入MVR一段预浓缩，冷凝液实现中水回用，所述的步骤四中MBR好氧装置中采用的MBR膜的孔径为0.1～0.2μm，所述的膜材料为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯，所述MBR膜的形式为平板膜或中空纤维膜；所述MBR好氧出水COD控制100 mg/L以内；
步骤六、将步骤五中的预浓缩出水通入热法盐硝联产工序，分别得到氯化钠、硫酸钠、热法盐硝联产母液、热法盐硝联产冷凝液；所述的热法盐硝联产母液回流至前端SBR系统，热法盐硝联产冷凝液实现中水回用，所述的步骤五中的MVR一段预浓缩使用NaClO或者H2O2进行预氧化，一段浓缩出水盐分控制在140000~160000 mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种精细化工废水资源化及零排放处理方法，其特征在于，所述的步骤一中将精细化工废水控制pH=7~8；调节pH使用的酸性试剂为盐酸或硫酸，碱性试剂为氢氧化钠。
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