CN113772881A - 一种酚氰废水的氧化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种酚氰废水的氧化处理方法，所述氧化处理方法包括如下步骤：将酚氰废水经过预处理后得到预处理废水，所述预处理的方法包括气浮池中气浮处理、调节池内酸化处理以及微电池中微电解处理和酸碱度调节；所述预处理废水经过生化氧化处理得到生化处理废水，所述生化氧化处理的方法包括将所述预处理废水依次经过厌氧处理以及好氧处理；将所述生化处理废水经过膜处理，所述膜处理的方法包括：依次经过超滤膜、反渗透膜处理。本发明的氧化处理方法处理效果好，能够达到对酚氰废水的深度处理效果，满足回用标准。

Description

一种酚氰废水的氧化处理方法
技术领域
本发明涉及酚氰废水处理领域，具体而言，涉及一种酚氰废水的氧化处理方法。
背景技术
目前，全世界都面临严重的水问题，大量污水被排放到环境中，对水体造成了非常严重的影响，对日常生活产生了巨大危害。水污染、水资源短缺成为影响人们生产生活的重要因素，水问题急需解决。那么找到一种安全高效的解决方法，就成为现如今发展的一个很重要的问题。
煤焦化过程中产生的含有酚、氰、油和氨氮等有毒有害的废水称为酚氰废水，由于该部分废水含有高浓度、多组分的各类污染物，如果直接排放，对环境的污染及危害相当大，因此必须对该部分废水进行达标处理后才能排放或循环利用。
现有技术中对酚氰废水的处理方法主要是通过简单的生化处理，但是COD、色度、氰化物等往往还不能达标，达不到回用的标准。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酚氰废水的氧化处理方法，该氧化处理方法能够通过多种手段进行结合达到提高废水处理质量的效果，保证了经过氧化处理后的COD在20mg/L以下，氨氮含量在10mg/L以下，色度在15°以下，且该氧化方法操作简单，操作条件温和，安全环保。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种酚氰废水的氧化处理方法，主要包括如下步骤：
将酚氰废水经过预处理后得到预处理废水，所述预处理的方法包括气浮池中气浮处理、调节池内酸化处理以及微电池中微电解处理和酸碱度调节；
所述预处理废水经过生化氧化处理得到生化处理废水，所述生化氧化处理的方法包括将所述预处理废水依次经过厌氧处理以及好氧处理；
将所述生化处理废水经过膜处理，所述膜处理的方法包括：依次经过超滤膜、反渗透膜处理。
本发明的酚氰废水的氧化处理方法摒弃了以往单一的处理方法很难一次性满足回用水的缺陷，本发明通过将各个废水处理方法进行组合应用，能够实现对酚氰废水进行深度处理的效果，值得广泛推广进行应用。
优选地，作为进一步可实施的方案，经过超滤膜处理过程中，所采用的超滤膜包括以下原料：PVDF膜原料15-25份，DMAC溶剂50-70份，活性炭0.8-1份，以及沸石0.2-0.5份。
本发明在制备超滤膜的过程中，通过添加活性炭能够提高膜本身的多孔的稳定性，从而提高膜的制孔效率，另外添加活性炭能够提高超滤膜的亲水性，将其添加在膜材料中还可显著增加PVDF超滤膜的强度，添加沸石可以增强孔的吸附效果，对超滤膜进行良好的改性。
在上述原料中，PVDF是指聚偏氟乙烯，DMAC是指N,N-二甲基乙酰胺，需要注意的是在进行制备超滤膜的过程中，活性炭的添加量不宜过大，因为如果添加量过大会影响到膜本身的机械性能，不利于废水处理能够顺利的进行。同样的，沸石的加量也不宜过大，因为会影响到本身超滤膜的强度，沸石的具体类型并没有具体限定，只要是市面购买到的沸石均可以使用。
优选地，作为进一步可实施的方案，经过反渗透膜处理过程中，设计为多级处理系统，每一级处理系统包括RO进水箱、RO进料泵、RO膜以及套设在RO膜外部的膜壳。
在进行反渗透处理之后还可以包括再进行正渗透处理的步骤，正渗透设备可包括FO浓盐水箱、FO进料泵、汲取液进料泵、稀释汲取液存储箱、汲取液回收系统、浓盐水气提系统、FO膜以及套设在FO膜外部的膜壳。
优选地，反渗透膜处理后的浓缩液进入正渗透膜浓缩进一步提浓处理。正渗透浓缩处理后的浓缩液的浓度是反渗透浓缩液的4-5倍，此时正渗透浓缩液含盐量可达到200000-250000mg/L，正渗透产水回流至反渗透预浓缩进行精制，正渗透浓缩液则可直接进行结晶处理，不用额外寻找其他处理方法，不但节约了人力物力，还降低了废水处理成本，这种优势是现如今任何一种废水处理方法所不能比拟的。这样将正渗透与反渗透处理结合，即保证了产水的水质可直接回用，又提高了浓缩液的浓度，一举两得，非常环保。
所谓正渗透是在半透膜两侧产生的渗透压差为驱动力下，水分子自发的从高盐水向汲取液渗透的过程，而主要产生动力源的物质为汲取液，该浓缩处理方法的优点是不需要高压泵便可运行，并且在能耗小于热法的情况下，能够有选择性的去除水中溶解的物质。这些特点保证正渗透浓缩技术具有更高的抗污染性能，并且相对与已有的脱盐工艺而言，这种技术的能耗和化学药剂的消耗更低。能保证正渗透膜与反渗透膜具有相似的脱盐率。同样的，正渗透浓缩也可设计为单级或多级处理。
优选地，作为进一步可实施的方案，在进行气浮处理过程中，通过向气浮池中通入空气进行气浮处理，酚氰废水在气浮池中停留时间为2-3h。
优选地，作为进一步可实施的方案，酚氰废水在微电解池中的停留时间为5-6h。
优选地，作为进一步可实施的方案，微电解处理过程中，向所述微电解池内投加废酸调节pH值为3～4，然后进行铁碳微电解，同时在所述铁碳微电解池底部进行穿孔曝气。
本发明在进行预处理过程中通过气浮池与微电解池进行结合应用，尤其是将气浮池设置在最前端对水中悬浮物进行去除，同时根据废水特点进行铁炭微电解反应，对废水中难生物降解的污染物进行开环、断链，从而提高废水的可生化性，有效强化预处理的效果，为后续的生化氧化处理创造了有利条件。
优选地，作为进一步可实施的方案，厌氧处理过程中采用的是多级厌氧处理，每个厌氧处理池互相串联。
优选地，作为进一步可实施的方案，好氧处理过程中，好氧池内的底部添加有多孔陶瓷介质、竹纤维生物填料以及复合型棉麻纤维。
优选地，作为进一步可实施的方案，多孔陶瓷介质由直径为10nm～20nm，长为15μm～20μm的碳纤维组成。
优选地，作为进一步可实施的方案，所述复合型棉麻纤维的长度为0.2mm-0.36mm，所述复合型棉麻纤维的制备方法包括：
将竹粉粉碎，加入羧酸进行水热反应，水热反应的温度为200-210℃，水热反应的时间为2-3.5h，冷却过滤，洗涤至呈中性加入棉麻纤维、乙烯基三氧基硅烷、水搅拌20-40min，干燥粉碎，加入质量百分比浓度为30wt％以下的1,3-二羟乙基-5，5-二甲基海因水溶液搅拌90min以上，干燥1-3h，升温至135-145℃固化1-1.5min。
优选地，作为进一步可实施的方案，所述竹纤维生物填料是以改性粗竹纤维为载体，Fe3O4磁化颗粒为内核的改性竹纤维磁性悬浮填料。
本发明通过在好氧池内添加有多孔陶瓷介质、竹纤维生物填料以及复合型棉麻纤维，能够增加微生物的附着生长，增强微生物与污水的接触机会，有效去除污染物，提高氧气利用率，从而减少曝气量，节约能耗。
尤其是所添加的复合型棉麻纤维，其并不是普通的棉麻纤维，而是对棉麻纤维进行了一定的改性，使得棉麻纤维本身的附着力更好，也更有利于对污水的生化吸附处理。
上述酚氰废水的处理过程中，处理步骤的顺序是进行了大量实践后才最终确定的，只有按照本发明的操作顺序进行按部就班的对废水进行处理才能达到良好的处理效果，缺少某个程序或者步骤会影响到后续氧化处理后回水的各项指标。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的酚氰废水的氧化处理过程，通过多种手段进行结合达到提高废水处理质量的效果，保证了经过氧化处理后的COD在20mg/L以下，氨氮含量在10mg/L以下，色度在15°以下。
(2)本发明的酚氰废水的氧化处理过程方法简单、易实现、流程短，能够显著提升废水的处理效果。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
酚氰废水的氧化处理方法按照如下步骤操作：
1)将企业排出的酚氰废水收集后，经泵送至气浮池，同时向气浮池内通入空气，对废水进行气浮处理去除水中悬浮物，废水在气浮池中停留时间为5h。
2)气浮池出水用泵提升至调节池，废水预酸化，调节池内进行穿孔曝气，将废水搅拌均质，废水在调节池内停留时间为36h，调节池出水至铁碳微电解池；
3)微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量废酸调节PH值为3～4，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行穿孔曝气，废水在铁碳微电解池停留时间为2.5h。
4)出水随后进入到厌氧池以及好氧池内进行生化处理，以实现对废水依次在厌氧池以及好氧池内进行厌氧、好氧处理，厌氧池内促进所述废水水解酸化，并使所述废水中的大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，好氧池内进行曝气好氧处理。
5)出水随后经过超滤膜处理后，超滤膜为普通的聚偏氟乙烯膜，超滤膜出水进入反渗透膜，经反渗透膜处理后，所得的产水进入上游企业预设的回用水系统管线中，反渗透产生的浓水通入二沉池除硅后再进入高效反应澄清池继续加药除硬之后进入高压反渗透进行处理。
6)随后进入浓水超滤进一步去除水中的大颗粒杂志及悬浮物，使进水浊度达到进入后续工段的工艺要求；超滤产水进入到二级反渗透加压至1.2MPa，二级产水进入产水箱排至回用水系统，二级浓水进一步进入三级反渗透加压至4.0MPa，最后去除含盐量，使厂区出水(回用水)合格达标。
7)高压反渗透浓水进入蒸发结晶设备间进行出盐。
回水经检测COD在12mg/L以下，氨氮含量在13mg/L以下，色度在15°以下。
实施例2
酚氰废水的氧化处理方法按照如下步骤操作：
1)将企业排出的酚氰废水收集后，经泵送至气浮池，同时向气浮池内通入空气，对废水进行气浮处理去除水中悬浮物，废水在气浮池中停留时间为6h。
2)气浮池出水用泵提升至调节池，废水预酸化，调节池内进行穿孔曝气，将废水搅拌均质，废水在调节池内停留时间为36h，调节池出水至铁碳微电解池；
3)微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量废酸调节PH值为3～4，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行穿孔曝气，废水在铁碳微电解池停留时间为2h。
4)出水随后进入到厌氧池以及好氧池内进行生化处理，以实现对废水依次在厌氧池以及好氧池内进行厌氧、好氧处理，厌氧池内促进所述废水水解酸化，并使所述废水中的大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，好氧池内进行曝气好氧处理；
在好氧池内的底部填充有多孔陶瓷介质、竹纤维生物填料以及长度为0.2mm的复合型棉麻纤维，多孔陶瓷纤维的组成：若干碳纤维，每个碳纤维的直径为10nm，长为20μm，竹纤维生物填料是以改性粗竹纤维为载体，Fe3O4磁化颗粒为内核的改性竹纤维磁性悬浮填料改性竹纤维磁性悬浮填料；
复合型棉麻纤维的制备方法包括：
将竹粉粉碎，加入羧酸进行水热反应，水热反应的温度为210℃，水热反应的时间为2h，冷却过滤，洗涤至呈中性加入棉麻纤维、乙烯基三氧基硅烷、水搅拌40min，干燥粉碎，加入质量百分比浓度为30wt％的1,3-二羟乙基-5，5-二甲基海因水溶液搅拌90min，干燥3h，升温至135℃固化1.5min；
5)出水随后经过超滤膜处理后，超滤膜出水进入反渗透膜，经反渗透膜处理后，所得的产水进入上游企业预设的回用水系统管线中，反渗透产生的浓水通入二沉池除硅后再进入高效反应澄清池继续加药除硬之后进入高压反渗透进行处理；
超滤膜由以下原料制得：PVDF膜原料15质量份，DMAC溶剂70质量份，活性炭0.8质量份，沸石0.5质量份；
6)随后进入浓水超滤进一步去除水中的大颗粒杂志及悬浮物，使进水浊度达到进入后续工段的工艺要求；超滤产水进入到二级反渗透加压至1.2MPa，二级产水进入产水箱排至回用水系统，二级浓水进一步进入三级反渗透加压至4.0MPa，最后去除含盐量，使厂区出水(回用水)合格达标；
反渗透膜处理为三级，每一级处理系统包括RO进水箱、RO进料泵、RO膜以及套设在RO膜外部的膜壳；
7)高压反渗透浓水进入蒸发结晶设备间进行出盐。
回水经检测COD在8mg/L以下，氨氮含量在8mg/L以下，色度在10°以下。
实施例3
酚氰废水的氧化处理方法按照如下步骤操作：
1)将企业排出的酚氰废水收集后，经泵送至气浮池，同时向气浮池内通入空气，对废水进行气浮处理去除水中悬浮物，废水在气浮池中停留时间为6h。
2)气浮池出水用泵提升至调节池，废水预酸化，调节池内进行穿孔曝气，将废水搅拌均质，废水在调节池内停留时间为36h，调节池出水至铁碳微电解池；
3)微电解处理：向铁碳微电解池内投加少量废酸调节PH值为3～4，进行铁碳微电解，同时铁碳微电解池底部进行穿孔曝气，废水在铁碳微电解池停留时间为3h。
4)出水随后进入到厌氧池以及好氧池内进行生化处理，以实现对废水依次在厌氧池以及好氧池内进行厌氧、好氧处理，厌氧处理池为多级互相串联，在厌氧池内促进所述废水水解酸化，并使所述废水中的大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，好氧池内进行曝气好氧处理；
在好氧池内的底部填充有多孔陶瓷介质、竹纤维生物填料以及长度为0.36mm的复合型棉麻纤维，多孔陶瓷纤维的组成：若干碳纤维，每个碳纤维的直径为20nm，长为15μm，竹纤维生物填料是以改性粗竹纤维为载体，Fe3O4磁化颗粒为内核的改性竹纤维磁性悬浮填料改性竹纤维磁性悬浮填料；
复合型棉麻纤维的制备方法包括：
将竹粉粉碎，加入羧酸进行水热反应，水热反应的温度为200℃，水热反应的时间为3.5h，冷却过滤，洗涤至呈中性加入棉麻纤维、乙烯基三氧基硅烷、水搅拌20min，干燥粉碎，加入质量百分比浓度为20wt％的1,3-二羟乙基-5，5-二甲基海因水溶液搅拌100min，干燥1h，升温至145℃固化1min；
5)出水随后经过超滤膜处理后，超滤膜出水进入反渗透膜，经反渗透膜处理后，所得的产水进入上游企业预设的回用水系统管线中，反渗透产生的浓水通入二沉池除硅后再进入高效反应澄清池继续加药除硬之后进入高压反渗透进行处理；
超滤膜由以下原料制得：PVDF膜原料25质量份，DMAC溶剂50质量份，活性炭1质量份，沸石0.2质量份；
6)随后进入浓水超滤进一步去除水中的大颗粒杂志及悬浮物，使进水浊度达到进入后续工段的工艺要求；超滤产水进入到二级反渗透加压至1.2MPa，二级产水进入产水箱排至回用水系统，二级浓水进一步进入三级反渗透加压至4.0MPa，最后去除含盐量，使厂区出水(回用水)合格达标；
反渗透膜处理为三级，每一级处理系统包括RO进水箱、RO进料泵、RO膜以及套设在RO膜外部的膜壳；
7)高压反渗透浓水进入蒸发结晶设备间进行出盐。
回水经检测COD在7mg/L以下，氨氮含量在7mg/L以下，色度在9°以下。
实施例4
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：超滤膜由以下原料制得：PVDF膜原料20质量份，DMAC溶剂60质量份，活性炭0.9质量份，沸石0.4份，通过对回水检测，检测结果：COD在5mg/L以下，氨氮含量在5mg/L以下，色度在9°以下。
实施例5
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：好氧池内的底部填充有多孔陶瓷介质、竹纤维生物填料以及复合型棉麻纤维，多孔陶瓷纤维的组成：若干碳纤维，每个碳纤维的直径为15nm，长为18μm，通过对回水进行检测，检测结果：COD在7mg/L以下，氨氮含量在6mg/L以下，色度在8°以下。
实施例6
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于在好氧池内的底部不填充有多孔陶瓷介质、竹纤维生物填料以及复合型棉麻纤维，通过对回水进行检测，检测结果：回水经检测COD在10mg/L以下，氨氮含量在10mg/L以下，色度在12°以下。
实施例7
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：超滤膜由以下原料制得：PVDF膜原料10质量份，DMAC溶剂60质量份，活性炭0.2质量份，沸石0.1质量份，通过对回水检测，检测结果：COD在9mg/L以下，氨氮含量在9mg/L以下，色度在11°以下。
实施例8
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：添加的棉麻纤维为普通的棉麻纤维，并没有任何改性，通过回水检测，检测结果：COD在9.5mg/L以下，氨氮含量在9.5mg/L以下，色度在11°以下。
实施例9
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：不添加活性炭，通过对回水检测，检测结果：COD在8.5mg/L以下，氨氮含量在9mg/L以下，色度在11°以下。
实施例10
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：不添加沸石，通过对回水检测，检测结果：COD在9mg/L以下，氨氮含量在8.5mg/L以下，色度在11°以下。
实施例11
具体操作步骤与实施例3一致，只是不同的在于：每个碳纤维的直径为30nm，长为10μm，通过对回水检测，检测结果：COD在8.5mg/L以下，氨氮含量在8.5mg/L以下，色度在11°以下。
上述实施例中最后的检测数据“以下”均为前面值的大约值的意思。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种酚氰废水的氧化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
将酚氰废水经过预处理后得到预处理废水，所述预处理的方法包括气浮池中气浮处理、调节池内酸化处理以及微电池中微电解处理和酸碱度调节；
所述预处理废水经过生化氧化处理得到生化处理废水，所述生化氧化处理的方法包括将所述预处理废水依次经过厌氧处理以及好氧处理；
将所述生化处理废水经过膜处理，所述膜处理的方法包括：依次经过超滤膜、反渗透膜处理。
2.根据权利要求1所述的氧化处理方法，其特征在于，经过超滤膜处理过程中，所采用的超滤膜包括以下原料：PVDF膜原料15-25份，DMAC溶剂50-70份。
3.根据权利要求1所述的氧化处理方法，其特征在于，经过反渗透膜处理过程中，设计为多级处理系统，每一级处理系统包括RO进水箱、RO进料泵、RO膜以及套设在RO膜外部的膜壳。
4.根据权利要求1所述的氧化处理方法，其特征在于，在进行气浮处理过程中，通过向气浮池中通入空气进行气浮处理，酚氰废水在气浮池中停留时间为5-6h。
5.根据权利要求1所述的氧化处理方法，其特征在于，酚氰废水在微电解池中的停留时间为2-3h。
6.根据权利要求5所述的氧化处理方法，其特征在于，微电解处理过程中，向所述微电解池内投加废酸调节pH值为3～4，然后进行铁碳微电解，同时在所述铁碳微电解池底部进行穿孔曝气。
7.根据权利要求1-6任一项所述的氧化处理方法，其特征在于，厌氧处理过程中采用的是多级厌氧处理。
8.根据权利要求1-6任一项所述的氧化处理方法，其特征在于，好氧处理过程中，好氧池内的底部添加有多孔陶瓷介质。
9.根据权利要求8所述的氧化处理方法，其特征在于，好氧处理过程中，好氧池内的底部还添加有竹纤维生物填料。
10.根据权利要求8所述的氧化处理方法，其特征在于，好氧处理过程中，好氧池内的底部还添加有复合型棉麻纤维。
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