CN116874145A - 一种顺酐生产综合废水的处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种顺酐生产综合废水的处理方法及系统，包括：顺酐生产综合废水在酸性条件下依次经隔油、混凝沉淀和气浮处理，得到含DBP的预处理废水；预处理废水进入光芬顿催化氧化反应器，加入硫酸亚铁溶液搅拌均匀后，开启紫外灯管，随后加入双氧水溶液进行光芬顿催化氧化反应；光照反应结束后，调节溶液pH至碱性，加PAM絮凝得到预氧化后的上清液；预氧化后的上清液进入IC厌氧反应器，厌氧反应器出水进入精确曝气低氧AO反应器，进行低氧AO生化反应，出水达到排放要求。本发明通过光芬顿催化氧化处理，实现DBP的高效降解，降低废水毒性；采用厌氧+精确曝气低氧AO工艺，逐级对污染物进行降解，保证生化系统稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种顺酐生产综合废水的处理方法及系统，具体涉及一种含DBP（邻苯二甲酸二丁酯）的有毒顺酐生产综合废水的氧化解毒、生化处理方法及系统。
背景技术
顺酐即顺丁烯二酸酐，是一种重要的有机化工原料，是生产1,4-丁二醇(BDO)的主要化工原料，其开发应用前景十分广阔。目前国内外在以正丁烷为原料的顺酐生产工艺中，多采用有机溶剂为吸收剂，有机溶剂大多为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)；有机溶剂吸收顺酐后通过气提工段提纯顺酐，吸收剂经分离机处理之后循环使用。以正丁烷为原料生产顺酐产生的废水中含有有机酸如丙烯酸，马来酸，富马酸，邻苯二甲酸，且吸收剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)含量高，废水pH=0.5-2，COD超过10000mg/L，属于高浓度化工废水。
DBP的分子为苯环结构，属生物不易降解高浓度有机废水成分，对微生物生长具有抑制作用，生物毒性大也导致顺酐生产废水无法直接通过生化法进行处理，必须先进行解毒处理，才能降低生物毒性。但，目前大多顺酐企业废水采用铁碳解毒工艺和好氧生化处理工艺，运行效果并不佳；随着运行时间延长，铁碳催化剂板结失活，解毒效率降低，对后端生化系统造成强烈冲击，无法保证生化系统长期稳定运行，造成出水不达标的情况。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种顺酐生产综合废水的处理方法及系统，其采用“光芬顿催化氧化+厌氧+精确曝气低氧生化”工艺，实现对顺酐生产综合废水的高效解毒和达标处理；一方面利用顺酐生产综合废水酸性特征，先进行紫外光强化芬顿反应，对含DPB顺酐综合废水进行预氧化解毒处理，替代常规铁碳工艺，能够实现对DBP的高效解毒；通过高级氧化解毒后的废水其可生化性得到提高，有助于生化反应的进行，生化采用厌氧和精确曝气低氧生化工艺，通过大回流和低氧曝气，降低生化处理负荷，提高生化处理效果，保证生化系统稳定运行。
本发明公开了一种顺酐生产综合废水的处理方法，包括：
顺酐生产综合废水在酸性条件下依次经隔油、混凝沉淀和气浮处理，得到含DBP的预处理废水；
预处理废水进入光芬顿催化氧化反应器，加入硫酸亚铁溶液搅拌均匀后，开启紫外灯管，随后加入双氧水溶液进行光芬顿催化氧化反应，持续光照，反应至双氧水消耗完全；
光照反应结束后，用碱液调节溶液pH至碱性，加PAM絮凝得到预氧化后的上清液；
预氧化后的上清液进入IC厌氧反应器，进行厌氧反应；
厌氧反应器出水进入精确曝气低氧AO反应器，进行低氧AO生化反应，反应后的出水达到排放要求。
作为本发明的进一步改进，所述顺酐生产综合废水的pH在2-3之间，COD在10000-15000mg/L；预处理废水中DBP的含量为350-500mg/L。
作为本发明的进一步改进，光催化芬顿氧化反应器的pH范围为2-3，无需调节pH值；反应结束后pH下降，维持在2-2.5之间。
作为本发明的进一步改进，在光芬顿催化氧化反应器中，双氧水的投加浓度在500-2000mg/L，双氧水：亚铁的摩尔比控制在(2.5-5):1之间。
作为本发明的进一步改进，在光催化芬顿氧化反应器中，紫外光照时间为0.5-2h。
作为本发明的进一步改进，光照反应结束后，用碱液调节溶液pH至7.5-8；其中，碱液为石灰溶液或氢氧化钠。
作为本发明的进一步改进，经过预氧化解毒后的上清液，DBP浓度降低至6mg/L以下，COD降低至8000-11000mg/L。
作为本发明的进一步改进，精确曝气低氧AO反应器通过精准调控风机，稳定控制O池溶解氧控制在0.4-0.6mg/L，通过气提使消化液回流比控制在(10-15):1，反应器活性污泥浓度控制在5-8g/L。
作为本发明的进一步改进，低氧AO反应器出水的COD降低至200mg/L以下，DPB浓度低于0.2mg/L。
本发明还公开了一种顺酐生产综合废水的处理系统，用于实现上述的顺酐生产综合废水的处理方法，包括：沿顺酐生产综合废水的处理流向依次设置的隔油池、混凝沉淀气浮池、光芬顿催化氧化反应器、IC厌氧反应器和精确曝气低氧AO反应器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明包含DBP预氧化解毒工艺方法和生化污染物去除方法，通过光芬顿催化氧化处理，可在不回调废水pH情况下，对废水进行高级氧化处理，通过紫外光强化芬顿反应处理效果，实现DBP的高效降解，降低废水毒性，同时提高废水的可生化性，保证后续生化工艺的高效稳定运行；
本发明生化采用厌氧+精确曝气低氧AO工艺，逐级对污染物进行降解，低氧AO工艺采用大回流和低氧曝气，进一步降低生化系统DBP浓度和污染物负荷，降低生化系统处理难度，保证生化系统稳定运行。
附图说明
图1为本发明公开的顺酐生产综合废水的处理方法的流程图；
图2为本发明公开的顺酐生产综合废水的处理系统的框架图。
图中：
1、隔油池；2、混凝沉淀气浮池；3、光芬顿催化氧化反应器；4、IC厌氧反应器；5、精确曝气低氧AO反应器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种顺酐生产综合废水的处理方法，用于实现顺酐生产废水中毒性污染物邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和其他污染物的去除；其具体包括：
步骤1、顺酐生产综合废水在酸性条件下依次经隔油、混凝沉淀和气浮处理，得到含DBP的预处理废水；其中，
顺酐生产综合废水的pH在2-3之间，COD在10000-15000mg/L，含油及悬浮物；气浮处理，一方面对溶解于水中的油污进行破乳，一方面继续降低水中悬浮物浓度，通过气浮预处理得到预处理后清澈水样；通过隔油、混凝沉淀及气浮预处理后，废水中含可溶解性DBP含量为350-500mg/L，COD在10000-14000mg/L之间。
步骤2、预处理废水进入光芬顿催化氧化反应器，加入硫酸亚铁溶液搅拌均匀后，开启紫外灯管，随后加入双氧水溶液进行光芬顿催化氧化反应，持续光照，反应至双氧水消耗完全；其中，
光催化芬顿氧化反应器的pH范围为2-3，无需调节pH值；反应结束后pH下降，维持在2-2.5之间；在光芬顿催化氧化反应器中，双氧水的投加浓度在500-2000mg/L，双氧水：亚铁的摩尔比控制在(2.5-5):1之间；紫外灯选用254mm低压汞灯，紫外光照时间为0.5-2h，根据双氧水和硫酸亚铁投加浓度和比例调节，反应终点为双氧水消耗完全。
步骤3、光照反应结束后，用碱液调节溶液pH至碱性，加PAM絮凝得到预氧化后的上清液，DBP经光催化芬顿氧化反应后通过预氧化被大部分去除，大大降低DBP对后续微生物的毒害作用，保证生化反应的有效进行，提高生化系统抗冲击能力和处理效率；其中，
用碱液调节溶液pH至7.5-8，碱液优选石灰溶液，其次选用氢氧化钠等，采用石灰溶液调碱可促进亚铁离子的析出，避免铁离子等被有机酸等螯合，进而降低出水色度；经过预氧化解毒后的上清液，DBP浓度降低至6mg/L以下，COD降低至8000-11000mg/L。
步骤4、预氧化后的上清液进入IC厌氧反应器，进行厌氧发酵反应，将可降解COD转化为沼气，降低出水COD；其中，
厌氧反应器温度控制在35℃左右，通过驯化后的颗粒污泥进行厌氧水解等反应，厌氧反应停留时间2天左右。
步骤5、厌氧反应器出水进入精确曝气低氧AO反应器，进行低氧AO生化反应，通过活性污泥的作用继续降低污水中COD的含量，反应后的出水达到排放要求；其中，
精确曝气低氧AO反应器通过精准调控风机，稳定控制O池溶解氧控制在0.4-0.6mg/L，通过气提使消化液回流比控制在(10-15):1，反应器活性污泥浓度控制在5-8g/L；通过低负荷低氧曝气对污染物进一步降解，实现COD和DBP的达标处理，低氧AO反应器出水的COD降低至200mg/L以下，DPB浓度低于0.2mg/L，出水达到《GB/T31962-2015污水排入城镇下水道水质标准》标准中C等级标准要求。
如图2所示，本发明提供一种顺酐生产综合废水的处理系统，用于实现上述的顺酐生产综合废水的处理方法，包括：沿顺酐生产综合废水的处理流向依次设置的隔油池1、混凝沉淀气浮池2、光芬顿催化氧化反应器3、IC厌氧反应器4和精确曝气低氧AO反应器5。
实施例1
本实施例为山东某企业顺酐生产综合废水，pH2.5，COD14950mg/L；具体处理方法如下：
S11、顺酐生产综合废水依次经隔油，混凝沉淀气浮处理后，DBP浓度在454mg/L，COD在13420mg/L。
S12、取3L预处理后的废水，放入光芬顿催化反应器中，首先加入10%的硫酸亚铁溶液147mL，搅拌均匀后开启紫外灯预热3分钟，随后慢慢加入15mL 27.5%的双氧水溶液，双氧水：亚铁摩尔比为2.5:1。继续光照1.0h，双氧水消耗完全，溶液pH降低至2.19。
S13、光照反应后，加入20-30mL石灰溶液调节pH至7.5，加PAM絮凝得到上清液；经过预氧化处理得到的上清液，COD降低至8560mg/L，DBP浓度降低至2.8mg/L。
S14、光芬顿催化氧化反应后上清液收集后加入IC厌氧反应器中，控制厌氧反应器中温度为35℃，通过驯化后的颗粒污泥进行厌氧水解等反应，厌氧反应停留时间2天；出水COD降低至3595mg/L。
S15、厌氧出水进入精确曝气低氧AO反应器，污泥浓度为6600mg/L，溶解氧控制在0.52mg/L，回流比控制在10:1，精确曝气低氧AO反应器停留时间36h；经生化沉淀后出水，COD降低至170mg/L，DBP浓度降低至0.11mg/L。
实施例2
本实施例为某企业顺酐生产综合废水，pH3.0，COD13620mg/L；具体处理方法如下：
S21、顺酐生产综合废水依次经隔油，混凝沉淀气浮处理后，DBP浓度在404mg/L，COD在12840mg/L。
S22、取3L预处理后的废水，放入光芬顿催化反应器中，首先加入10%的硫酸亚铁溶液82mL，搅拌均匀后开启紫外灯预热3分钟，随后慢慢加入11mL 27.5%的双氧水溶液，双氧水：亚铁摩尔比为3:1。继续光照1.6h，双氧水消耗完全，溶液pH降低至2.5。
S23、光照反应后，加入20-30mL石灰溶液调节pH至7.5，加PAM絮凝得到上清液；经过预氧化处理得到的上清液，COD降低至9886mg/L，DBP浓度降低至3.5mg/L.
S24、光芬顿催化氧化反应后上清液收集后加入IC厌氧反应器中，控制厌氧反应器中温度为35℃，通过驯化后的颗粒污泥进行厌氧水解等反应，厌氧反应停留时间2天；出水COD降低至4943mg/L。
S25、厌氧出水进入精确曝气低氧AO反应器，污泥浓度为5800mg/L，溶解氧控制在0.46mg/L，回流比控制在12:1，精确曝气低氧AO反应器停留时间36h；经生化沉淀后出水，COD降低至186mg/L，DBP浓度降低至0.14mg/L。
实施例3
本实施例为某企业顺酐生产综合废水，pH2.2，COD11540mg/L；具体处理方法如下：
S31、顺酐生产综合废水依次经隔油，混凝沉淀气浮处理后，DBP浓度在395mg/L，COD在10700mg/L。
S32、取3L预处理后的废水，放入光芬顿催化反应器中，首先加入10%的硫酸亚铁溶液61mL，搅拌均匀后开启紫外灯预热3分钟，随后慢慢加入5mL 27.5%的双氧水溶液，双氧水：亚铁摩尔比为2:1。继续光照0.8h，双氧水消耗完全，溶液pH降低至2.0。
S33、光照反应后，加入10-15mL石灰溶液调节pH至7.5，加PAM絮凝得到上清液；经过预氧化处理得到的上清液，COD降低至8774mg/L，DBP浓度降低至4.09mg/L；
S34、光芬顿催化氧化反应后上清液收集后加入IC厌氧反应器中，控制厌氧反应器中温度为35℃，通过驯化后的颗粒污泥进行厌氧水解等反应，厌氧反应停留时间2天；出水COD降低至4824mg/L.
S35、厌氧出水进入精确曝气低氧AO反应器，污泥浓度为7200mg/L，溶解氧控制在0.45mg/L，回流比控制在15:1，精确曝气低氧AO反应器停留时间36h；经生化沉淀后出水，COD降低至198mg/L，DBP浓度降低至0.2mg/L。
本发明的优点为：
本发明包含DBP预氧化解毒工艺方法和生化污染物去除方法，通过光芬顿催化氧化处理，可在不回调废水pH情况下，对废水进行高级氧化处理，通过紫外光强化芬顿反应处理效果，实现DBP的高效降解，降低废水毒性，同时提高废水的可生化性，保证后续生化工艺的高效稳定运行；
本发明生化采用厌氧+精确曝气低氧AO工艺，逐级对污染物进行降解，低氧AO工艺采用大回流和低氧曝气，进一步降低生化系统DBP浓度和污染物负荷，降低生化系统处理难度，保证生化系统稳定运行。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，包括：
顺酐生产综合废水在酸性条件下依次经隔油、混凝沉淀和气浮处理，得到含DBP的预处理废水；
预处理废水进入光芬顿催化氧化反应器，加入硫酸亚铁溶液搅拌均匀后，开启紫外灯管，随后加入双氧水溶液进行光芬顿催化氧化反应，持续光照，反应至双氧水消耗完全；
光照反应结束后，用碱液调节溶液pH至碱性，加PAM絮凝得到预氧化后的上清液；
预氧化后的上清液进入IC厌氧反应器，进行厌氧反应；
厌氧反应器出水进入精确曝气低氧AO反应器，进行低氧AO生化反应，反应后的出水达到排放要求。
2.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，所述顺酐生产综合废水的pH在2-3之间，COD在10000-15000mg/L；预处理废水中DBP的含量为350-500mg/L。
3.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，光催化芬顿氧化反应器的pH范围为2-3，无需调节pH值；反应结束后pH下降，维持在2-2.5之间。
4.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，在光芬顿催化氧化反应器中，双氧水的投加浓度在500-2000mg/L，双氧水：亚铁的摩尔比控制在(2.5-5):1之间。
5.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，在光催化芬顿氧化反应器中，紫外光照时间为0.5-2h。
6.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，光照反应结束后，用碱液调节溶液pH至7.5-8；其中，碱液为石灰溶液或氢氧化钠。
7.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，经过预氧化解毒后的上清液，DBP浓度降低至6mg/L以下，COD降低至8000-11000mg/L。
8.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，精确曝气低氧AO反应器通过精准调控风机，稳定控制O池溶解氧控制在0.4-0.6mg/L，通过气提使消化液回流比控制在(10-15):1，反应器活性污泥浓度控制在5-8g/L。
9.如权利要求1所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，低氧AO反应器出水的COD降低至200mg/L以下，DPB浓度低于0.2mg/L。
10.一种顺酐生产综合废水的处理系统，用于实现如权利要求1~9中任一项所述的顺酐生产综合废水的处理方法，其特征在于，包括：沿顺酐生产综合废水的处理流向依次设置的隔油池、混凝沉淀气浮池、光芬顿催化氧化反应器、IC厌氧反应器和精确曝气低氧AO反应器。
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