CN112174414B - 丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法。该装置包括生化处理前的预处理装置，所述生化处理前的预处理装置包括处理含丙酮类物质废水的树脂吸附系统和处理含有机卤代物废水的碱解装置。该方法在预处理阶段，一方面通过碱解将有机溴转化为溴化钠除盐去除，另一方面是通过树脂吸附控制酮类生物毒性物质的浓度控制。预处理出水调节后进入生化处理，生化出水可以达到园区要求。生化出水再进行混凝、砂滤、臭氧催化氧化后可以达到回用要求。本发明的废水处理装置和方法，不仅适用于3,5‑二甲基苯酚生产过程产生的废水，还适用于其他丙酮类废水与有机卤代物废水。

Description

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法。

背景技术

3,5-二甲基苯酚是重要的工业中间体，主要用于制备杀菌剂、抗氧化剂、抗生素、树脂粘合剂和维生素E等的生产，还广泛应用于各种抗菌、防霉处理过程，如皮革、纸张、纺织品等的抗菌防霉处理。当今世界对3,5-二甲基苯酚的需求逐年增加，而现有的生产工艺是是采用丙酮缩合制异佛尔酮，异佛尔酮催化芳构化合成3,5-二甲基苯酚。在丙酮缩合工艺过程中产生碱洗丙酮废水，其主要成分为丙酮、异丙叉丙酮、异佛尔酮、二丙酮醇及高聚物中间产物等。3,5-二甲基苯酚的工艺废水主要为裂解结束产生的分相水及碳酸钠碱洗水，水质中主要污染物为碘甲烷、溴乙烷、异佛尔酮、3,5-二甲基苯酚及中间产物等。目前丙酮废水目前采用的是气脱/汽提法，降低含酮废水中的丙酮含量，达到生物接受浓度后进入生化处理，但是空气吹脱工艺脱除率低、产生气体造成二次污染、处理成本高等缺点，因此该处理工艺有待改进。卤代有机废水主要采用物理化学方法(如气提、萃取、土埋、活性碳吸附、焚烧等)治理。这些方法都只是污染物的转移，不能从根本上治理.且容易造成二次污染，成本也较高，排入环境后生物降解困难且毒性较强，健康和生态风险较大。

针对以上丙酮类废水及有机卤代物废水难以处理，必须经过预处理降低有毒物质含量，才能进入生化系统。经检索中国发明专利公开号为CN101219818A，公开了一种用沸石分子筛吸附分离和回收废水中丙酮的方法。该方法将丙酮废水通过吸附柱，吸附柱吸附水中的丙酮，出水丙酮含量降低到二级生化处理要求，被吸附的丙酮在气体脱附条件下脱附，吸附剂得到再生。但该技术存在吸附效果低，再生能耗大，分子筛强度低易破碎等缺点。而卤代有机废水目前多数还停留在实验室阶段，还没有便捷的工业化处理方法。

因此，开发一种高效，环保，低成本的丙酮类废水及有机卤代物废水，特别是二甲基苯酚工艺废水，的净化处理技术极为必要。

发明内容

综合废水在现有电解、芬顿、吹脱、絮凝等处理后，生物处理系统无法正常运行，生物毒性常常引起污泥膨胀现象水质无法处理至园区接管标准。

为了解决上述生化毒性问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种杀菌剂废水毒性控制与处理系统，更具体地说，是一种丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理方法。该方法在预处理阶段将丙酮废水进行树脂吸附，将卤代有机废水进行碱解、蒸馏，出水合并进行还原、芬顿和中和。预处理出水调节后进入生化处理，生化出水可以达到园区要求。生化出水再进行混凝、砂滤、臭氧催化氧化后可以达到回用要求。

本发明的第一方面在于提出了一种丙酮类废水与有机卤代物废水的处理装置，包括生化处理前的预处理装置，所述生化处理前的预处理装置包括处理含丙酮类物质废水的树脂吸附系统和处理含有机卤代物废水的碱解装置。

在本发明的一些实施方式中，包括生化处理前的预处理装置，所述生化处理前的预处理装置还包括第一收集池、第一pH调节池、蒸发除盐装置、冷凝水收集罐、第二收集池、第二pH调节池、除油过滤系统、预处理收集池、还原釜、芬顿氧化池、中和沉淀池；

所述第一收集池、第一pH调节池、碱解装置、蒸发除盐装置和冷凝水收集罐依次连接，所述第二收集池、第二pH调节池、除油过滤系统和树脂吸附系统依次连接，所述预处理收集池分别连接所述冷凝水收集罐和树脂吸附系统；所述预处理收集池依次连接所述还原釜、芬顿氧化池和中和沉淀池。

本发明中，所述的收集池、pH调节池、碱解装置、蒸发除盐装置、冷凝水收集罐、除油过滤系统、树脂吸附系统、预处理收集池、还原釜、芬顿氧化池、中和沉淀池均为市售的设备或现有技术，使用中根据需要调节参数和填充物质。

在本发明的一些实施方式中，还包括生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池、混沉池、砂滤罐和臭氧催化氧化塔；

所述中和沉淀池连接所述生化调节池，所述生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池、混沉池、砂滤罐和臭氧催化氧化塔依次连接。

在本发明的一些实施方式中，还包括生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池和排放池；

所述中和沉淀池连接所述生化调节池，所述生化调节池依次连接UBF、活性污泥池、二沉池和和排放池。

本发明第二方面在于提出了一种丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理方法，包括生化处理前的预处理，所述预处理包括以下步骤：

S10，对有机卤代物废水的碱解处理；

S20，对含丙酮类物质废水的树脂吸附；

其中S10和S20步骤无先后顺序。

在本发明的一些实施方式中，包括生化处理前的预处理，所述S10，对有机卤代物废水的碱解处理，包括：

S1，收集分相废水和碱洗水，调节pH为碱性，进行碱解反应，碱解结束后蒸发除盐，收集得到的冷凝水；

所述S20，对含丙酮类物质废水的树脂吸附，包括：

S2，收集丙酮废水，调节pH为酸性，过滤去油类物质，出水进行树脂吸附，收集得到的吸附出水；

所述预处理还包括以下步骤：

S3，混合得到的冷凝水和吸附出水，进行还原处理，进行芬顿氧化处理，加碱性物质中和沉淀，得到预处理生化废水。

在本发明的一些实施方式中，S1中，调节pH至10.5-12.0，优选为11.1-11.5。

在本发明的一些实施方式中，S1中，在50-70℃下碱解反应2-4h。

在本发明的一些实施方式中，S2中，调节pH值至2.5-4.5，优选为3.1-3.9。

在本发明的一些实施方式中，S3中，所述碱性物质为石灰乳；

在本发明的一些实施方式中，S3中，加入碱性物质和至pH 7.5-9.0，优选为8.1-8.6。

在本发明的一些实施方式中，还包括以下步骤：

S411，预处理生化废水与低浓废水混合，依次经厌氧菌和处理活性污泥处理，出水进入二沉池；

S412，二沉池出水进入进行混凝沉淀，出水进入砂滤罐进一步去除SS，砂滤罐出水进入臭氧催化氧化塔进一步有机物降解。

在本发明的一些实施方式中，所述低浓废水为生活污水或初期雨水。

在本发明的一些实施方式中，还包括以下步骤：

S421，预处理生化废水与低浓废水混合，依次经厌氧菌和处理活性污泥处理，出水进入二沉池；

S422，二沉池出水进入排放池，排放。

本发明的有益技术效果是：

本发明的废水处理装置和方法，不仅适用于3,5-二甲基苯酚生产过程产生的废水，还适用于其他丙酮类废水与有机卤代物废水。

本发明的方法在预处理阶段，一方面通过碱解将有机溴转化为溴化钠除盐去除，另一方面是通过树脂吸附控制酮类生物毒性物质的浓度控制。预处理出水调节后进入生化处理，生化出水可以达到园区要求。生化出水再进行混凝、砂滤、臭氧催化氧化后可以达到回用要求。

(1)本发明采用树脂吸附、还原、芬顿氧化以及中和沉淀对丙酮废水进行预处理，可以降低其生物毒性，达到生化进水要求。该方法涉及的树脂脱附简单，循环利用率高、经济效益显着。与其他吸附技术相比，本发明涉及树脂吸附系统可充分发挥树脂的吸附容量，COD去除率可达80％，便于工业化应用。

(2)本发明提出的碱解预处理卤代物废水的方法成功解决了生物处理系统进水浓度高、生物毒性强的问题，对卤代有机废水的处理具有良好的应用前景。

(3)本发明提出的一种杀菌剂废水毒性控制与处理方法，将工艺涉及的三股废水预处理后进行综合处理，工艺简单，易操作，处理量大，运行成本低，具有大规模应用的条件。

附图说明

图1为本发明废水处理的一种实施方式的工艺流程图；

图2为本发明实施例中一种抽检机器人的示意图；

图3为本发明实施例中一种抽检机器人的本体的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

如图1所示，对杀菌剂废水进行处理的步骤如下：

(1)分相/碱洗水进入收集池1，在pH调节池(罐)调节pH＝11.5，进行恒温60℃碱解反应3h，碱解结束后进行蒸发除盐处置，冷凝水进入车间收集罐，泵入污水站预处理收集池；

(2)丙酮废水进入收集池2，在pH调节池(罐)调节pH＝3.5，经过过滤系统去除浊状废水中的油类物质，出水进入树脂吸附系统，吸附出水收集后经管道输送至污水站预处理收集池；

(3)经过车间预处理的分相/碱洗水与丙酮废水在污水预处理收集池配水后至还原釜处理，还原处理出水自流至芬顿氧化池，氧化反应结束投加石灰乳中和至pH＝8.6后进行混凝沉淀，出水自流至生化调节池；

(4)生化调节池内将处理后的工艺废水与低浓废水(生活污水及初期雨水)在池内经过均质均量后进入UBF，经厌氧菌处理后出水自流进入活性污泥池进行好氧生物降解，出水自流至二沉池；

(5)二沉池出水自流至排放池，可进入纳管排放；

(6)二沉池出水自流至混沉池进行混凝沉淀，出水泵入砂滤装置进一步去除SS【suspended solids，悬浮物】，砂滤出水进入臭氧催化氧化塔进一步有机物降解。

出水水质如表1所示。

表1废水处理水质指标

实施例2

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

如图1所示，本实施例中，对杀菌剂废水进行处理的步骤如下：

(1)分相/碱洗水进入收集池1，在pH调节池(罐)调节pH＝11.1，进行恒温60℃碱解反应3h，碱解结束后进行蒸发除盐处置，冷凝水进入车间收集罐，泵入污水站预处理收集池；

(2)丙酮废水进入收集池2，在pH调节池(罐)调节pH＝3.9，经过过滤系统去除浊状废水中的油类物质，出水进入树脂吸附系统，吸附出水收集后经管道输送至污水站预处理收集池；

(3)经过车间预处理的分相/碱洗水与丙酮废水在污水预处理收集池配水后至还原釜处理，还原处理出水自流至芬顿氧化池，氧化反应结束投加石灰乳中和至pH＝8.1后进行混凝沉淀，出水自流至生化调节池；

(4)生化调节池内将处理后的工艺废水与低浓废水(生活污水及初期雨水)在池内经过均质均量后进入UBF，经厌氧菌处理后出水自流进入活性污泥池进行好氧生物降解，出水自流至二沉池；

(5)二沉池出水自流至排放池，可进入纳管排放；

(6)二沉池出水自流至混沉池进行混凝沉淀，出水泵入砂滤装置进一步去除SS，砂滤出水进入臭氧催化氧化塔进一步有机物降解。

出水水质如表2所示

表2废水处理水质指标

实施例3

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

如图1所示，本实施例中，对杀菌剂废水进行处理的步骤如下：

(1)分相/碱洗水进入收集池1，在pH调节池(罐)调节pH＝11.2，进行恒温60℃碱解反应3h，碱解结束后进行蒸发除盐处置，冷凝水进入车间收集罐，泵入污水站预处理收集池；

(2)丙酮废水进入收集池2，在pH调节池(罐)调节pH＝3.1，经过过滤系统去除浊状废水中的油类物质，出水进入树脂吸附系统，吸附出水收集后经管道输送至污水站预处理收集池；

(3)经过车间预处理的分相/碱洗水与丙酮废水在污水预处理收集池配水后至还原釜处理，还原处理出水自流至芬顿氧化池，氧化反应结束投加石灰乳中和至pH＝8.4后进行混凝沉淀，出水自流至生化调节池；

(4)生化调节池内将处理后的工艺废水与低浓废水(生活污水及初期雨水)在池内经过均质均量后进入UBF，经厌氧菌处理后出水自流进入活性污泥池进行好氧生物降解，出水自流至二沉池；

(5)二沉池出水自流至排放池，可进入纳管排放；

(6)二沉池出水自流至混沉池进行混凝沉淀，出水泵入砂滤装置进一步去除SS，砂滤出水进入臭氧催化氧化塔进一步有机物降解。

出水水质如表3所示。

表3废水处理水质指标

对比例1

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

本对比例与实施例1相比，区别仅在于车间预处理阶段，对分相水和碱洗水分别进行树脂吸附+微电解-芬顿处理后参与混合配水，其他与实施例1相同。

经本对比例处理方法进行处理后，出水水质情况见表4。

表4废水处理水质指标

树脂吸附对分相水具有较好的吸附效果，达到了88％的COD去除率，但是对碱洗水的吸附效率较低，仅为29％。微电解-芬顿氧化处理对各股废水COD的去除率效果较差，后续生化效果甚微，甚至发生污泥膨胀，说明废水中的有毒卤代物并没有得到有效的去除。

对比例2

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

本对比例与实施例1相比，区别仅在于丙酮废水不经树脂吸附，直接与碱解蒸馏出水配水进行还原-芬顿-生化-臭氧催化氧化，其他与实施例1相同。

经本对比例处理方法进行处理后，具体各步骤工段处理后水质变化情况见表5。

表5废水处理水质指标

将丙酮废水直接进行配水，虽然进水浓度较低，但是废水生化实验显示水质难以生化降解，水质的急性生物毒性得到解除，未发生明显的污泥膨胀。因此，水质处理虽然解决了中毒膨胀的问题，但是还未解决其难降解处理达标的问题，而其处理重点为丙酮废水。

对比例3

丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置与处理方法

本对比例与实施例1相比，区别仅在于综合预处理阶段，混合配水还原后不经芬顿氧化，直接中和沉淀后进入生化处理，其他与实施例1相同。

经本对比例处理方法进行处理后，具体各步骤工段处理后水质变化情况见表6。

表6废水处理水质指标

未经芬顿氧化的混合配水中不可降解的有机物浓度较高，呈不可降解状态；而经过芬顿氧化处理的混合配水水质可得到有效的生物降解，可以明显提高生化处理系统对水质COD的去除率。

如图2和图3所示，在一个实施例中，综合处理装置还包括：抽检系统；所述抽检系统包括：设置在导轨1上的抽检机器人和控制服务器；抽检机器人与控制服务器通讯连接；导轨1依次经过所述第一收集池、第二收集池、第二pH调节池、第一pH调节池、预处理收集池、芬顿氧化池、中和沉淀池、生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池、混沉池；控制服务器控制抽检机器人在导轨1上移动依次经过所述第一收集池、第二收集池、第二pH调节池、第一pH调节池、预处理收集池、芬顿氧化池、中和沉淀池、生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池、混沉池进行取样操作；免除人工取样的繁琐步骤，以及降低取样时存在人员不慎滑落处理池的危险。

导轨1的截面为工字型。

抽检机器人包括：

本体3，设置在本体3下端面的行走机构2；所述行走机构2包括：座体21和两个对称设置的滚轮22，所述座体21下端设置有T型凹槽，所述工字型导轨上部设置在所述T型凹槽内；所述滚轮22设置在所述T型凹槽内侧壁靠近所述工字型导轨的腰部的位置；

第一转动机构4，所述第一转动机构4的固定端与本体3固定连接；

第一伸缩机构5，一端与第一转动机构4的转动端固定连接；

第二转动机构6，固定端与所述第一伸缩机5构的远离所述第一转动机构4的一端固定连接；

第二伸缩机构7，一端与所述第二转动机构6的转动端固定连接；

取样平台8，固定设置在所述第二伸缩机构7的远离所述第二转动机构6的一端；

取液体10，固定设置在所述取样平台8上；

摄像头9，固定设置在所述取样平台8上；

取样泵31，设置在所述本体3内，通过管路11与所述取液体10连接；

试管架34，设置在所述本体3内，用于放置取样试管33；

储水箱37，设置在所述本体3内，用于存放清洗用水；

多通电控阀组32，分别与取样泵31、储水箱37连接，还连通多个出液管路，所述出液管路一一对应分别套设在多个取样试管33内；

控制器35，设置在本体3内，分别与多通电控阀组32、取样泵31、第一转动机构4、第一伸缩机构5、第二转动机构6、第二伸缩机构7和摄像头9电连接；

无线通信模块36，与控制器35电连接，用于与控制服务器通讯连接；

当抽检机器人移动到预设位置时，控制器35控制第一转动机构4、第一伸缩机构5、第二转动机构6、第二伸缩机构7动作将取样平台8上的取液体10伸入到目标池的液体中进行取样；取样动作为取样泵31吸取池内液体，液体流入其中一个取样试管33，获得一个试管的样品；当一个池子的样品取好后，控制第一转动机构4、第一伸缩机构5、第二转动机构6、第二伸缩机构7动作将取样平台上的取液体从目标池的液体中取出，悬空在距离液面的预设距离，多痛电控阀组32将储水箱37与取样泵31导通，取样泵31吸取储水箱37内液体对管路11进行冲刷；方便直接进行下一个池子的取样；当抽检机器人沿着导轨1依次经过综合处理装置的处理池后，试管架上的取样试管33中就有各个处理池的液体样品；员工只需取下进行针对性的检测即可获得检测数据；对各个处理池的处理状态进行抽样管控。

以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理装置，其特征在于，包括生化处理前的预处理装置，所述生化处理前的预处理装置包括处理含丙酮类物质废水的树脂吸附系统和处理含有机卤代物废水的碱解装置；

所述生化处理前的预处理装置还包括第一收集池、第一pH调节池、蒸发除盐装置、冷凝水收集罐、第二收集池、第二pH调节池、除油过滤系统、预处理收集池、还原釜、芬顿氧化池、中和沉淀池；

所述第一收集池、所述第一pH调节池、所述碱解装置、所述蒸发除盐装置和所述冷凝水收集罐依次连接；所述第二收集池、所述第二pH调节池、所述除油过滤系统和所述树脂吸附系统依次连接；所述预处理收集池分别连接所述冷凝水收集罐和所述树脂吸附系统；所述预处理收集池、所述还原釜、芬顿氧化池和中和沉淀池依次连接。

2.根据权利要求1所述的综合处理装置，其特征在于，还包括生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池、混沉池、砂滤罐和臭氧催化氧化塔；

所述中和沉淀池连接所述生化调节池，所述生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池、混沉池、砂滤罐和臭氧催化氧化塔依次连接。

3.根据权利要求1所述的综合处理装置，其特征在于，还包括生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池和排放池；

所述中和沉淀池连接所述生化调节池，所述生化调节池、UBF、活性污泥池、二沉池和排放池依次连接。

4.利用权利要求1-3任一所述的装置的丙酮类废水与有机卤代物废水的综合处理方法，包括生化处理前的预处理，所述预处理包括以下步骤：

S10，对有机卤代物废水的碱解处理；

S20，对含丙酮类物质废水的树脂吸附；

其中S10和S20步骤无先后顺序；

所述S10，对有机卤代物废水的碱解处理，包括：

S1，收集分相废水和碱洗水，调节pH为碱性，进行碱解反应，碱解结束后蒸发除盐，收集得到冷凝水；

所述S20，对含丙酮类物质废水的树脂吸附，包括：

S2，收集丙酮废水，调节pH为酸性，过滤去油类物质，出水进行树脂吸附，收集得到吸附出水；

所述预处理还包括以下步骤：

S3，混合得到的冷凝水和吸附出水，进行还原处理，进行芬顿氧化处理，加碱性物质中和沉淀，得到预处理生化废水。

5.根据权利要求4所述的综合处理方法，其特征在于，S1中，调节pH至10.5-12.0；

和/或，S1中，在50-70℃下碱解反应2-4h；

和/或，S2中，调节pH值至2.5-4.5；

和/或，S3中，所述碱性物质为石灰乳；

和/或，S3中，加入碱性物质中和至pH 7.5-9.0。

6.根据权利要求4所述的综合处理方法，其特征在于，S1中，调节pH至11.1 -11.5。

7.根据权利要求4所述的综合处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S411，预处理生化废水与低浓废水混合，依次经厌氧菌处理和活性污泥处理，出水进入二沉池；

S412，二沉池出水进行混凝沉淀，出水进入砂滤罐进一步去除SS，砂滤罐出水进入臭氧催化氧化塔进一步有机物降解。

8.根据权利要求7所述的综合处理方法，其特征在于，所述低浓废水为生活污水或初期雨水。

9.根据权利要求4所述的综合处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S421，预处理生化废水与低浓废水混合，依次经厌氧菌处理和活性污泥处理，出水进入二沉池；

S422，二沉池出水进入排放池，排放。

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