CN116395919A - 一种含硝基咪唑废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含硝基咪唑废水处理工艺，属于废水处理领域，包括预处理、第一RO工艺、电催化工艺、循环工艺、第三RO工艺、蒸发结晶工艺及生化处理工艺对含硝基咪唑废水进行处理，所述电催化工艺中的电催化阳极池中设置载铁填料，载铁填料具有吸附性能高，铁离子在有机框架作用下固定在稻壳炭上，这样可以在阳极作用下，促进铁离子与污染物的接触，快速将有机物氧化降解，大分子有机物或具有环结构的有机物断链，提高可生化性。
Description
技术领域
本发明是关于废水处理领域，特别是关于一种含硝基咪唑废水处理工艺。
背景技术
含硝基咪唑的废水中含有抑制微生物生长甚至杀灭微生物的有毒物质，还含有甲酸钠和硫酸钠等盐类，成分复杂、有机物浓度和盐浓度都高、生物毒性大，其可生化性极差。其中甲硝唑生产废水是一种常见的含硝基咪唑废水，现有的甲硝唑生产废水处理方法主要有催化氧化法、内电解法和加水稀释微生物处理。催化氧化法是在催化剂作用下，废水中的有机物被强氧化剂氧 化分解，有机物结构中的双键断裂，由大分子氧化成小分子，小分子进一步氧化成二氧化碳和水，消除废水的生物毒性，使CODCr大幅度下降，BOD5/CODCr值提高，提高废水的可生化性。但此法设备投资大、处理成本高。内电解法是利用铁屑中铁与炭组分构成微电解池，以充入的污水为电解质溶液，在偏酸性环境中，对有机污染物实施还原反应，以去除废水中部分色度、部分有机物，提高废水的可生化性能。此法处理成本低，但是适用范围有限，而且存在铁炭板结、发生沟流、设备运行不畅、操作困难等工程缺陷。加水稀释微生物处理只能降低污染物浓度而不能改变污染物的性质，还浪费水资源。
因此，提出一种能够降低含硝基咪唑废水毒性的生化处理系统成为目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低含硝基咪唑废水毒性的生化处理工艺。
为此，本发明的实施例提供了一种含硝基咪唑废水处理工艺，包括：
（1）预处理，利用格栅和/或保安过滤装置对含硝基咪唑废水进行除杂处理；
（2）第一RO工艺，对经过预处理的含硝基咪唑废水进行反渗透处理；
（3）电催化工艺，将所述第一RO工艺产出的浓水输送至电催化工艺进行处理，所述电催化工艺在电催化装置中进行，所述电催化装置包括外壳，所述外壳通过离子交换膜分割为电催化阳极池1和电催化阴极池2，所述电催化阳极池1中设置阳极池进水口11、阳极12、载铁填料13，所述电催化阴极池2设置阴极出水口21、阴极22、还原填料23、出水堰24，所述阳极12和所述阴极22通过电源1-2电连接；所述电催化阳极池1和电催化阴极池2之间设置溢流口，所述电催化阳极池1中的废水经所述溢流口进入所述电催化阴极池2中，所述电催化阳极池1设置双氧水加入口；
（4）循环工艺：所述循环工艺包括超滤工艺和第二RO工艺，所述出水堰24连接所述超滤工艺进水口，所述超滤工艺浓水输送至RO工艺，所述RO工艺浓水输送至阳极进水口11；
（5）第三RO工艺：所述出水堰24出水输送至所述第三RO工艺；
（6）蒸发结晶工艺：所述第三RO工艺产出的浓水依次输送至蒸发工艺、饱和结晶工艺进行处理；
（7）生化处理工艺：所述生化处理工艺依次包括兼氧处理工艺、MBR工艺和二沉处理，所述第一RO工艺、第二RO工艺、第三RO工艺淡水均输送至所述兼氧处理工艺；所述饱和结晶工艺出水输送至混合工艺与生活污水混合后输送至所述兼氧处理工艺进行处理；
进一步地，所述出水堰24处设检测装置，所述检测装置对所述出水堰24出水B/C值进行检测。
进一步地，所述载铁填料13的制备方法为：将铁盐和吡啶-2,5-二羧酸加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌均匀后进行超声处理，超声频率20KHz，超声时间为20分钟，所述铁盐、吡啶-2,5-二羧酸和N,N-二甲基乙酰胺的质量比:7-10：2-5:100，然后加入稻壳碳，在150-200℃下反应2-3天后冷却至常温，然后取出稻壳并用N,N-二甲基乙酰胺洗涤后干燥。
进一步地，所述还原填料23，所述还原填料23为活性炭和纳米铁混合物，所述活性炭和纳米铁质量比为3:5。
进一步地，所述B/C值小于0.25时，所述超滤工艺接收所述阴极出水口21出水。所述B/C值大于等于0.25时，将所述出水堰24出水输送至所述第三RO池。
进一步地，所述电源1-2为直流电源，所述直流电源电压为15-30V，所述阳极12为SnO2/石墨电极，所述阴极为不锈钢电极。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的方案，设置了电催化工艺，其中，电催化阳极池中设置载铁填料，载铁填料具有吸附性能高，铁离子在有机框架作用下固定在稻壳炭上，这样可以在阳极作用下，促进铁离子与污染物的接触，快速将有机物氧化降解，大分子有机物或具有环结构的有机物断链，提高可生化性。
电催化装置的电催化阴极池内设置还原填料，硝基咪唑类的硝基在纳米铁及银电极作用下还原为氨基，大分子有机物在还原作用下进一步加氢，通过超滤工艺和第二RO工艺浓缩处理后返回电催化阳极池中进行进一步氧化降解，经溢流堰在此进入电催化阴极池进行还原处理。
经过电催化装置的处理后，硝基咪唑类物质及大分子物质均进行了初步降解，大大降低了废水中污染物的毒性，同时对废水污染物进行了浓缩处理。
对出水堰出水水质进行检测，B/C值达到适合值时，将出水输送至第三RO池进行处理，进一步浓缩后进行蒸发、结晶处理，将废水中的盐分去除后，输送至混合池与生活污水进行混合完全后进行常规兼氧、MBR及沉淀处理即可出水。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的一种含硝基咪唑废水处理工艺示意图；
图2是根据本发明一实施方式的电催化装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：含硝基咪唑废水： COD为27650mg/L，BOD5为2830 mg/L，甲硝唑21.32mg/L，氯离子浓度450 mg/L；
（1）预处理，利用格栅对含硝基咪唑废水进行除杂处理，所述格栅分别设置粗格栅和细格栅，粗格栅5mm，细格栅2mm；
（2）第一RO工艺，对经过预处理的含硝基咪唑废水进行反渗透处理，所述第一RO工艺的压力控制在1.4-1.6Mpa，脱盐率90%；
（3）电催化工艺，将所述第一RO工艺产出的浓水输送至电催化工艺进行处理，所述电催化工艺在电催化装置中进行，所述电催化装置包括外壳，所述外壳通过离子交换膜分割为电催化阳极池1和电催化阴极池2，所述电催化阳极池1中设置阳极池进水口11、阳极12、载铁填料13，所述电催化阴极池2设置阴极出水口21、阴极22、还原填料23、出水堰24，所述阳极12和所述阴极22通过电源1-2电连接；所述电催化阳极池1和电催化阴极池2之间设置溢流口，所述电催化阳极池1中的废水经所述溢流口进入所述电催化阴极池2中，所述电催化阳极池1设置双氧水加入口，所述双氧水的质量浓度为30%，双氧水投加量为0.3～0.35mL/L，所述出水堰24处设检测装置，所述检测装置对所述出水堰24出水B/C值进行检测；
（4）循环工艺：所述循环工艺包括超滤工艺和第二RO工艺，所述出水堰24连接所述超滤工艺进水口，所述超滤工艺浓水输送至RO工艺，所述RO工艺浓水输送至阳极进水口11；
（5）第三RO工艺：所述出水堰24出水输送至所述第三RO工艺，压力控制在1.4-1.6Mpa，脱盐率90%；
（6）蒸发结晶工艺：所述第三RO工艺产出的浓水依次输送至蒸发工艺、饱和结晶工艺进行处理，所述蒸发工艺控制废水脱水40-50%；
（7）生化处理工艺：所述生化处理工艺依次包括兼氧处理工艺、MBR工艺和二沉处理，所述兼氧处理工艺的溶解氧控制在0.18-0.22mg/L，MBR工艺中污泥浓度为8000-10000mg/L，DO控制为3-4mg/L，二沉处理沉淀时间为6-12h，所述第一RO工艺、第二RO工艺、第三RO工艺淡水均输送至所述兼氧处理工艺；所述饱和结晶工艺出水输送至混合工艺与生活污水混合后输送至所述兼氧处理工艺进行处理，结晶工艺出水进入混合工艺的废水与生活污水的体积比为1:3-5。
所述载铁填料13的制备方法为：将铁盐和吡啶-2,5-二羧酸加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌均匀后进行超声处理，超声频率20KHz，超声时间为20分钟，所述铁盐、吡啶-2,5-二羧酸和N,N-二甲基乙酰胺的质量比:7-10：2-5:100，然后加入稻壳碳，在150-200℃下反应2-3天后冷却至常温，然后取出稻壳并用N,N-二甲基乙酰胺洗涤后干燥。
所述还原填料23，所述还原填料23为活性炭和纳米铁混合物，所述活性炭和纳米铁质量比为3:5。
所述电源1-2为直流电源，所述直流电源电压为15-30V，所述阳极32为SnO2/石墨电极，所述阴极为不锈钢电极，所述电催化装置处理时间为15-30min；出水堰B/C值0.19，所述系统出水水质COD为263mg/L，BOD5为61mg/L。
实施例2：在实施例1的基础上，所述B/C值小于0.25时，将所述阴极出水口21出水输送至所述超滤工艺，所述B/C值大于等于0.25时，将所述出水堰24出水输送至所述第三RO池；所述系统出水水质COD为81mg/L，BOD5为26mg/L。
对比例1
实施例1的基础上，电催化装置中不添加载铁填料，出水堰B/C值0.16，所述系统出水水质COD为483mg/L。
对比例2
实施例1的基础上，电催化装置中不添加还原填料，出水堰B/C值0.16，所述系统出水水质COD为319mg/L。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，包括：
（1）预处理：利用格栅和/或保安过滤装置对含硝基咪唑废水进行除杂处理；
（2）第一RO工艺：对经过预处理的含硝基咪唑废水进行反渗透处理；
（3）电催化工艺：将所述第一RO工艺产出的浓水输送至电催化工艺进行处理，所述电催化工艺在电催化装置中进行，所述电催化装置包括外壳，所述外壳通过离子交换膜分割为电催化阳极池（1）和电催化阴极池（2），所述电催化阳极池（1）中设置阳极池进水口（11）、阳极（12）、载铁填料（13），所述电催化阴极池（2）设置阴极出水口（21）、阴极（22）、还原填料（23）、出水堰（24），所述阳极（12）和所述阴极（22）通过电源（1-2）电连接；所述电催化阳极池（1）和电催化阴极池（2）之间设置溢流口，所述电催化阳极池（1）中的废水经所述溢流口进入所述电催化阴极池（2）中，所述电催化阳极池（1）设置双氧水加入口；
（4）循环工艺：所述循环工艺包括超滤工艺和第二RO工艺，所述出水堰（24）连接所述超滤工艺进水口，所述超滤工艺浓水输送至RO工艺，所述RO工艺浓水输送至阳极进水口（11）；
（5）第三RO工艺：所述出水堰（24）出水输送至所述第三RO工艺；
（6）蒸发结晶工艺：所述第三RO工艺产出的浓水依次输送至蒸发工艺、饱和结晶工艺进行处理；
（7）生化处理工艺：所述生化处理工艺依次包括兼氧处理工艺、MBR工艺和二沉处理，所述第一RO工艺、第二RO工艺、第三RO工艺淡水均输送至所述兼氧处理工艺；所述饱和结晶工艺出水输送至混合工艺与生活污水混合后输送至所述兼氧处理工艺进行处理。
2.如权利要求1所述的含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，所述出水堰（24）处设检测装置，所述检测装置对所述出水堰（24）出水B/C值进行检测。
3.如权利要求1所述的含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，所述载铁填料（13）的制备方法为：将铁盐和吡啶-2,5-二羧酸加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌均匀后进行超声处理，超声频率20KHz，超声时间为20分钟，所述铁盐、吡啶-2,5-二羧酸和N,N-二甲基乙酰胺的质量比:7-10：2-5:100，然后加入稻壳碳，在150-200℃下反应2-3天后冷却至常温，然后取出稻壳并用N,N-二甲基乙酰胺洗涤后干燥。
4.如权利要求1所述的含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，所述还原填料（23），所述还原填料（23）为活性炭和纳米铁混合物，所述活性炭和纳米铁质量比为3:5。
5.如权利要求2所述的含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，所述B/C值小于0.25时，所述超滤工艺接收所述阴极出水口（21）出水。
6.如权利要求2所述的含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，所述B/C值大于等于0.25时，将所述出水堰（24）出水输送至所述第三RO工艺。
7.如权利要求1所述的含硝基咪唑废水处理工艺，其特征在于，所述电源（1-2）为直流电源，所述直流电源电压为15-30V，所述阳极（12）为SnO2/石墨电极，所述阴极为不锈钢电极。
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