CN115818880A - 一种高盐高有机物高硬度废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高盐高有机物高硬度废水处理方法：S101.将废水经预热后输送至薄膜蒸发器，经蒸发得到蒸汽和浓缩液；S201.将蒸汽冷凝得到冷凝水，输送至精馏塔精馏得到塔釜液和含有机物的蒸汽；S202.将浓缩液排出并集中收集；S301.将含有机物的蒸汽冷凝得到有机溶液并输送回精馏塔继续精馏和/或排出收集；S401.将塔釜液输送至生化池除去部分有机物后，进行污泥沉降处理得到生化产水；S501.将生化产水输送至混凝沉淀池中，添加混凝剂并沉淀，得到污泥和沉淀产水，将污泥排出并脱水；S601.将沉淀产水输送至非均相氧化装置，氧化，完成后以浸没式超滤膜过滤得到超滤产水；S701.将超滤产水以反渗透膜过滤，反渗水产水回用，反渗透浓水则返回至S101与废水混合再次进行处理流程。

Description

一种高盐高有机物高硬度废水处理方法

技术领域

本发明主要涉及废水处理领域，特别是一种高盐高有机物高硬度废水处理方法。

背景技术

制药、印染、精细化工等行业在生产过程中排放的废水具有高盐、高有机物、高硬度的特点，通常含盐量100000mg/L以上，COD浓度15000mg/L以上，总硬度(以CaCO₃计)1500mg/L以上。若采用传统生化法处理，水中较高的含盐量会抑制微生物生长，导致微生物失去生物活性，无法达到处理废水的目的。若采用多效蒸发结晶或MVR蒸发结晶工艺处理，一方面水中较高的有机物浓度会导致蒸发器盐结晶受阻，同时会对晶浆固液分离造成较大影响；另一方面水中较高的硬度会导致蒸发器结垢严重、清洗频繁，工艺系统无法正常稳定运行。

目前对该类型废水常用处理方法是蒸发塘处理，蒸发塘处理的优点是依靠自然晾晒作用，蒸发废水水分，产生的结晶盐送干盐池填埋处理，具有项目投资省、操作简单、运行维护费用低等特点。但蒸发塘处理最大的缺点是占地面积大、对自然气候依赖性强，同时还会散发大量臭气，形成二次空气污染，威胁着人体健康。近些年随着国家环保政策的加强，蒸发塘处理浓盐水的技术已逐渐退出水处理行业舞台。因此，研究新型的高盐、高有机物、高硬度废水处理工艺技术，具有重要的应用价值和实际意义。

因鉴于此，特提出此发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高盐高有机物高硬度废水处理方法，以处理具有高盐、高有机物、高硬度特征的废水。

本发明为实现上述目的，采用的技术方案如下：

本发明提供了一种高盐高有机物高硬度废水处理方法，包括以下步骤：

S101.将废水经预热后输送至薄膜蒸发器，经薄膜蒸发器分布和强制成膜后蒸发得到蒸汽和浓缩液；

S201.将S101得到的蒸汽输送至冷凝器内冷凝得到冷凝水，并将冷凝水输送至精馏塔进行精馏，得到塔釜液和含有机物的蒸汽；

S202.将S101得到的浓缩液排出；

S301.将S201得到的含有机物的蒸汽冷凝得到有机溶液，将有机溶液输送回精馏塔继续精馏和/或排出收集；

S401.将S201得到的塔釜液输送至生化池进行生化处理，通过生化处理除去部分有机物后，进行污泥沉降处理，得到生化产水；

S501.将S401得到的生化产水输送至混凝沉淀池中，添加混凝剂并沉淀，得到污泥和沉淀产水，将污泥排出并脱水；

S601.将S501得到的沉淀产水输送至非均相氧化装置，沉淀产水在非均相氧化装置内被通入臭氧进行氧化，氧化完成后以超滤膜过滤，得到超滤产水；

S701.将S601得到的超滤产水以反渗透膜过滤，反渗水产水回用，反渗透浓水则输送至S101与废水混合再次进行处理流程。

其中，高盐高有机物高硬度废水在薄膜蒸发器内分布在薄膜蒸发器的加热面上，形成液膜，经加热后，水分蒸发，剩余的废水浓度变大同时有大量的结晶盐颗粒析出(即浓缩液)，在薄膜蒸发器的刮板搅动下，加热面不断更新，避免了有机物浓度升高，水中硬度增大影响影响蒸发器的蒸发效率；同时带有大量结晶盐颗粒的浓缩液则被排出至出料罐内收集以便后续的干化或其他处理。

经薄膜蒸发器、冷凝器和精馏塔处理后，可将高盐高有机物高硬度废水转化为低盐低有机物低硬度废水，以便后续的生化处理。

优选的或可选地，步骤S101中废水预热的温度为60-65℃。

优选的或可选地，步骤S201中，冷凝水在精馏塔内精馏的温度为60-100℃，精馏塔的操作压力为-85.0-0.0KPa，精馏塔的分离效率≥90％。

采用上述的精馏工艺可以进一步的去除冷凝水中的有机物，降低后续生化处理的处理负荷，减少建设投资，降低运行成本。

优选的或可选地，步骤S401中，所述生化池为厌氧-缺氧-好氧池。

优选的或可选地，塔釜液在生化池中停留时间为11-18h。

优选的或可选地，步骤S501中，混凝沉淀池为高密沉淀池或机械澄清池。

优选的或可选地，步骤S501中，混凝沉淀池的沉淀产水的浊度≤5NTU。

优选的或可选地，步骤S601中，氧化时间为40-60min。

沉淀产水在非均相氧化装置内，在非均相催化剂的作用下，经臭氧氧化，将水中绝大部分有机物氧化为水和二氧化碳去除。

优选的或可选地，步骤S601中，所述超滤膜为浸没式超滤膜，超滤膜的孔径为20-100nm。

因反渗透膜对水质有一定要求，因此在本方法中，在反渗透膜处理前先进行采用超滤膜进行过滤，以进一步的降低水的浊度，满足反渗透膜的水质要求。

优选的或可选地，步骤S701中，反渗透膜的产水回收率≥75％。

经反渗透膜作用后，产水的水质已经达到了回用水的水质要求，可以直接回用于企业的生产流程，而反渗透浓水因盐分较高，因此可以直接返回与高盐高有机物高硬度废水在此进行上述的处理方法流程。

有益效果

本发明提供的高盐高有机物高硬度废水处理方法，解决了高盐高有机物高硬度废水对传统生化污泥微生物的毒害作用进而导致废水处理难的问题，实现了高盐高有机物高硬度废水的处理与回收利用，克服了传统多效蒸发结晶或MVR蒸发结晶处理高盐高有机物高硬度废水遇到的盐结晶受阻、晶浆固液分离难、蒸发器结垢、系统无法稳定运行等一系列问题；本方法不受废水含盐量、总硬度高低、有机物浓度大小等条件限制，应用范围广，且可长期稳定实施。

附图说明

图1为实施例二中使用的废水处理系统示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合说明书附图和较佳实验例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种高盐高有机物高硬度废水处理方法。

所述废水处理方法按下述步骤进行：

将高盐高有机物高硬度的废水经预热后输送至薄膜蒸发器，经分布和强制成膜后蒸发，得到蒸汽和浓缩液，其中，废水中的大部分盐分均留存于浓缩液中，而有机物则随蒸汽一起被分离，高盐的浓缩液排出后收集以便后续处理。作为一种可行的处理方式，浓缩液在进一步的浓缩后进行离心固液分离处理，分离出的杂盐固体包装后进行无害化处理，离心母液则进行干化，干化后的杂盐固体也在包装后进行无害化处理。

将蒸汽经冷凝装置冷凝得到冷凝水，并将冷凝水输送至精馏塔中进行精馏，得到塔釜液和含有机物的蒸汽。其中，含有机物的蒸汽中含有大量的易挥发有机物，因此将含有机物的蒸汽再次冷凝后，选择将冷凝得到的有机溶液回流再次精馏或排出收集并集中处理。

而精馏后产生的塔釜液中则含有少量难挥发的有机组分，因此将塔釜液输送至厌氧-缺氧-好氧池组成的生化池中通过反硝化作用和硝化作用除去部分有机物，并在进行污泥沉降处理后得到生化产水。

将生化产水输送至混凝沉淀池中并添加混凝剂，使其中的固体悬浮物凝絮沉淀，以进一步的降低浊度，同时也进一步的除去少量的有机物，沉淀后将污泥和沉淀产水分离，污泥排出并进行脱水干化处理。

将沉淀产水输送至非均相氧化装置内并通入臭氧，以氧化方式除去剩余的有机物，氧化完成后以超滤膜过滤，进一步的降低水的浊度，使超滤产水的水质达到反渗透工艺的进水需求。

将超滤产水以反渗透膜过滤，反渗透产水因满足回用水水质需求则可回用至工艺中，而反渗透浓水则返回至本工艺的开始阶段，与废水混合后再次进行本处理方法。

实施例二

本实施例结合具体设备和系统对实施例一种所述的处理方法进行进一步的说明。本发明实施例提供了一种废水处理系统及方法，如图1所示，该废水处理系统接于界区废水排污口，由依次设置的预处理单元、生化单元和深度处理单元组成。

所述预处理单元包括薄膜蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器和精馏装置。

由界区产生的高盐高有机物高硬度废水由泵输送，经流量计计量后输送到精馏装置的精馏塔塔釜的换热器内进行预热，预热完成后输送到薄膜蒸发器中。

废水在薄膜蒸发器中经分布、强制成膜后蒸发产生的蒸汽经第一冷凝器冷凝为冷凝水，输送至精馏塔内进行精馏脱去有机物，薄膜蒸发器中剩余的浓缩液则输送至出料罐内进行后续处理。

作为一种可行的后续处理方案，可将浓缩液进一步浓缩后进行离心固液分离处理，分离出的杂盐固体包装后进行无害化处理，离心母液则进行干化，干化后的杂盐固体也在包装后进行无害化处理。

冷凝水在精馏塔中部通过塔板的传热进行气液交换，将易挥发有机物和水分离，易挥发有机物在精馏塔内向上运动，在塔顶汇集，并通过第二冷凝器冷凝转化为富集有大量易挥发有机物组分的有机溶液，有机溶液由泵回送至精馏塔内与冷凝水混合后再次精馏，或将少量有机溶液降温后输送至储存罐内集中处理。

精馏塔内剩余的水和难挥发有机物则向下，在精馏塔底部聚集，经精馏塔塔釜的换热器(同步预热废水)冷却后，输送到生化单元内。

生化单元包括依次设置的生化池、二沉池和混凝沉淀池。

本实施例中，所述的生化池为厌氧-缺氧-好氧池。废水先进入厌氧池内，后进入缺氧池内进行反硝化作用，在进入到好氧池内进行硝化作用，以降低有机物的含量，处理完成后输送到二沉池内进行污泥沉降，产水输送到混凝沉淀池中。

在混凝沉淀池中投加混凝剂，使固体悬浮絮凝沉降，降低浊度，同时也会除去少量有机物。经沉淀后，混凝沉淀池产水输送至深度处理单元，污泥则排出收集并集中脱水处理。

深度处理单元包括依次设置的非均相氧化装置、浸没式超滤膜池和反渗透装置。

混凝沉淀池产水在非均相氧化装置内，经臭氧氧化，将有机物分解为水和二氧化碳除去，进一步的降低水中的有机物浓度，非均相氧化装置产水输送至浸没式超滤膜池，经浸没式超滤膜过滤，降低水中浊度，以满足反渗透装置的进水条件。

浸没式超滤膜池产水输送到反渗透装置，经反渗透膜过滤，使反渗透产水水质达到标准，并可回用于企业的生产，而反渗透浓水则通回界区废水入口，再次进行处理。

实施例三

下面结合具体的工艺参数对实施例二进行进一步的详细的说明。

本实施例中，界区产生的废水为含盐量≥100000mg/L，COD浓度≥15000mg/L，总硬度(以CaCO₃计)≥1500mg/L，pH为6-9的高盐高有机物高硬度废水。

由界区来的废水由泵输送，经流量计计量后通入到精馏装置的精馏塔塔釜的换热器内进行预热，预热至60-65℃后通入到薄膜蒸发器中。

废水在薄膜蒸发器中经分布、强制成膜后蒸发产生的蒸汽经第一冷凝器冷凝为冷凝水，输送到精馏塔内进行精馏脱去易挥发有机物。蒸发后剩余的浓缩液则排出收集，并在进一步浓缩后进行离心固液分离处理，分离出的杂盐固体包装后进行无害化处理，离心母液则进行干化，干化后的杂盐固体也在包装后进行无害化处理。

在本实施例中，精馏塔操作温度为60-100℃，操作压力(表压)为-85.0-0.0kPa，精馏塔分离效率≥90％。

冷凝水在精馏塔中部通过塔板进行气液交换，将易挥发有机物和水分离，易挥发有机物在精馏塔内向上运动，形成含有机物的蒸汽并在塔顶汇集，并通过第二冷凝器冷凝转化为富集有大量易挥发有机物组分的有机溶液，有机溶液由泵回送至精馏塔内再次精馏，或将少量有机溶液降温后排出收集并集中无害化处理。

精馏塔内剩余的水和少量难挥发有机物则向下，在精馏塔底部聚集，形成塔釜液，经精馏塔塔釜的换热器(同步预热废水)冷却后，输送到生化单元内。

此时，通入到生化单元内的水质为含盐量≤1000mg/L，COD浓度≤1500mg/L，总硬度(以CaCO₃计)≤50mg/L，pH为6-9。

即通过前述处理，以将高盐高有机物高硬度的界区废水处理为低盐低有机物低硬度的废水。

本实施例中，生化单元的生化池为厌氧-缺氧-好氧池。废水先进入厌氧池内，后进入缺氧池内进行反硝化作用，在进入到好氧池内进行硝化作用，以除去部分的有机物，废水总的生化池水力停留时间为11-18h。处理完成后通入到二沉池内进行污泥沉降，产水进入混凝沉淀池中。

本实施例中，混凝沉淀池为高密沉淀池或机械澄清池，且经混凝沉淀池处理后的产水的浊度≤5NTU。

在混凝沉淀池中投加混凝剂，使固体悬浮絮凝沉降，同时也会除去少量有机物。

混凝沉淀池产水输送至深度处理单元，沉淀产生的污泥则排出收集并集中脱水处理。

混凝沉淀池产水在非均相氧化装置内，经臭氧氧化，将有机物分解为水和二氧化碳除去，进一步的降低水中的有机物浓度，停留氧化时间为40-60min，非均相氧化装置产水输送至浸没式超滤膜池。

实施例中浸没式超滤膜池膜组件为帘式膜或平板膜，膜过滤孔径大小为20-100nm，本实施例通过超滤工艺以降低水中浊度，使水质满足后续反渗透工艺的要求。

浸没式超滤膜池产水通入到反渗透装置，经反渗透装置中的反渗透膜过滤，使反渗透产水水质达到标准，并可回用于企业的生产，而反渗透浓水则通回界区废水入口，再次进行处理。

本实施例中，反渗透装置产水回收率大于等于75％。经处理后，反渗透装置产水的含盐量≤300mg/L，COD浓度≤50mg/L，总硬度(以CaCO₃计)≤50mg/L，pH为6-9，已可满足企业的用水标准。

本发明提供的工业废水处理方法，解决了高盐高有机物高硬度废水对传统生化污泥微生物的毒害作用进而导致废水处理难的问题，实现了高盐高有机物高硬度废水的处理与回收利用，克服了传统多效蒸发结晶或MVR蒸发结晶处理高盐高有机物高硬度废水遇到的盐结晶受阻、晶浆固液分离难、蒸发器结垢、系统无法稳定运行等一系列问题；本方法不受废水含盐量、总硬度高低、有机物浓度大小等条件限制，应用范围广，且可长期稳定实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高盐高有机物高硬度废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101.将废水经预热后输送至薄膜蒸发器，经薄膜蒸发器分布和强制成膜后蒸发得到蒸汽和浓缩液；

S201.将S101得到的蒸汽冷凝得到冷凝水，并将冷凝水输送至精馏塔进行精馏，得到塔釜液和含有机物的蒸汽；

S202.将S101得到的浓缩液排出并集中收集；

S301.将S201得到的含有机物的蒸汽冷凝得到有机溶液，将有机溶液输送回精馏塔继续精馏和/或排出收集；

S401.将S201得到的塔釜液输送至生化池进行生化处理，通过生化处理除去部分有机物后，进行污泥沉降处理，得到生化产水；

S501.将S401得到的生化产水输送至混凝沉淀池中，添加混凝剂并沉淀，得到污泥和沉淀产水，将污泥排出并脱水；

S601.将S501得到的沉淀产水输送至非均相氧化装置，沉淀产水在非均相氧化装置内被通入臭氧进行氧化，氧化完成后以超滤膜过滤，得到超滤产水；

S701.将S601得到的超滤产水以反渗透膜过滤，反渗水产水回用，反渗透浓水则返回至S101与废水混合再次进行处理流程。

2.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S101中废水预热的温度为60-65℃。

3.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S201中，冷凝水在精馏塔内精馏的温度为60-100℃，精馏塔的操作压力为-85.0-0.0KPa，精馏塔的分离效率≥90％。

4.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S401中，所述生化池为厌氧-缺氧-好氧池。

5.根据权利要求4所述的废水处理方法，其特征在于，塔釜液在生化池中停留时间为11-18h。

6.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S501中，混凝沉淀池为高密沉淀池或机械澄清池。

7.根据权利要求6所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S501中，混凝沉淀池的沉淀产水的浊度≤5NTU。

8.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S601中，氧化时间为40-60min。

9.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S601中，所述超滤膜为浸没式超滤膜，超滤膜的孔径为20-100nm。

10.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤S701中，反渗透膜的产水回收率≥75％。

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