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一种兰炭资源综合利用及处理再生循环利用方法

阅读:155发布:2024-01-04

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1.一种兰炭资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)粗过滤:将COD为10000~75000mg/L、氮为500~5000mg/L、总酚为1000~
6000mg/L、色度为1000~3000倍、pH值为8~10的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物;
(2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH值至2~6破乳,使焦油析出;
(3)焦油的回收:将步骤(2)破乳后的废水经过重沉降分离或离心分离,回收得10~
3
40kg/m焦油和脱焦油兰炭废水,兰炭废水COD的去除率达30~55%;
(4)酚回收:步骤(3)煤焦油的回收所得的脱焦油兰炭废水加入萃取剂萃取分离得1~
3
6kg/m的粗酚和脱酚兰炭废水,COD去除率达35~70%;
(5)氨回收:步骤(4)脱酚兰炭废水加入溶液调节其pH值至10~12,加热蒸发除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷液化得液氨和脱氨兰炭废水,氨的去除达99%以上,兰炭废水的COD下降到2000~4500mg/L,氨氮下降到80mg/L以下;
(6)化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对后续处理工艺中的生物产生毒害;
(7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入溶液调节其pH至6~9,经过提升进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性;
(8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜
在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在
2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性;
(9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱除色度、臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~320mA/
2
cm;
(10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性;
(11)MBR膜处理或曝气生物滤池生化:步骤(10)二次厌氧处理后的兰炭废水进入MBR膜处理装置或曝气生物滤池,通过MBR膜处理装置或曝气生物滤池的过滤分离和生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水;
(12)脱盐:步骤(11)MBR膜处理或曝气生物滤池生化后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
2.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(2)破乳所述的酸是硫酸、硝酸盐酸磷酸的一种。
3.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(3)煤焦油的回收所述的重力沉降分离是将经过步骤(2)破乳的兰炭废水泵入重力沉降池中,经过重力沉降分离为煤焦油和脱焦兰炭废水,煤焦油经回收管回收。
4.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(3)煤焦油的回收所述的离心分离是将经过步骤(2)破乳的兰炭废水泵入离心机中,经过离心分离为煤焦油和脱焦废水,煤焦油经回收管回收;离心分离的离心力
2200~4000;分离的最佳pH为3~5,可以大幅度减少酸的用量。
5.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(4)酚回收所述的萃取剂为煤油、甲基异丁、N,N,-二甲基庚基乙酰胺(N,N,-503)、磷酸三丁酯、异丙基醚、醋酸丁酯或粗苯的一种或其混合物;最佳萃取剂为N,N,-二甲基庚基乙酰胺(N,N,-503)和煤油的混合物或磷酸三丁酯和煤油的混合物的一种。
6.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(5)氨回收所述的碱溶液是氢氧化钠、氢氧化或碳酸钠的一种。
7.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(9)电解所述的电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、锌、、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
8.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(11)所述MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种,膜孔径为0.10~
0.2μm,工作压力为-1~-50kPa,工作温度为5~45℃。
9.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:所述脱盐装置为反渗透系统、纳滤系统、电渗析或电容吸附去离子系统的一种。
10.如权利要求9所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:所述反渗透系统的反渗透膜组件为卷式膜组件,膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜,膜材料的截留分子量为50~200MWCO,进压为6.0~45.0bar,出压为4.5~33.5 bar。
11.如权利要求9所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:所述纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种,工作压力为6~45bar,工作温度为20~45℃。
12.如权利要求9所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特
2
征在于:所述电渗析系统的工作条件是操作电压压力0.5~3.0 kg/cm,操作电压50~
250V,电流强度1~3A。
13.如权利要求9所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特
6
征在于:所述电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V~2×10V。
14.如权利要求1所述的一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其特征在于:步骤(5)氨回收之后还有一个脱硫步骤,将氨回收后的兰炭废水中加入硫酸亚铁,使废水中的负二价硫离子与铁离子生成沉淀去除,防止硫化物对生化的毒害,提高其生化效果,脱硫后兰炭废水的COD下降10~20%。

说明书全文

一种兰炭资源综合利用及处理再生循环利用方法

技术领域

[0001] 本发明属于环境工程的水污染治理领域,更为具体地说是指一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法。

背景技术

[0002] 兰炭废水是一种处理难度较大的工业废水,通常具有成分复杂、污染物浓度高、性质稳定等特点。兰炭废水中的无机污染物主要有硫化物、氰化物、氮和硫氰化物等;有机污染物以焦油类物质为主,酚类化合物的含量很高,此外,还含有多环的芳香族化合物及含氮、硫、的杂环化合物等。
[0003] 兰炭废水的水质特点决定了其复杂的危害性。例如,其中所含氨氮、酚类化合物和芳香族化合物对生态环境存在巨大威胁。此外,兰炭废水中的煤焦油、氨、酚等工业副产品还具有回收利用的价值。

发明内容

[0004] 本发明提供一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,其主要目的在于克服现有兰炭废水处理深度不够的技术不足,以及兰炭废水中同时回收焦油、氨和酚的技术空缺等缺点。
[0005] 本发明采用如下技术方案:一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法包括以下步骤:
(1)粗过滤:将COD为10000~75000mg/L、氨氮为500~5000mg/L、总酚为1000~
10000mg/L、色度为1000~3000倍、pH值为8~10的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物;
(2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH值至2~6,破坏煤焦油与水的乳浊液,使煤焦油析出;
(3)煤焦油的回收:将步骤(2)破乳后的废水经过重沉降分离或离心分离,得回收的
3
得10~40kg/m煤焦油和脱焦油兰炭废水,兰炭废水COD的去除率达30~55%;
(4)酚的回收:步骤(3)煤焦油的回收所得的脱焦油废水加入萃取剂萃取分离得1~
3
6kg/m的粗酚和脱酚兰炭废水,COD去除率达10~35%;
(5)氨回收:步骤(4)脱酚兰炭废水加入溶液调节其pH至10~12,加热蒸发除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷液化得液氨和脱氨兰炭废水,氨的去除达99%以上,兰炭废水的COD下降到2000~4500mg/L,氨氮下降到80mg/L以下;
(6)氧化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对后续处理工艺生物产生毒害;
(7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入溶液调节其pH值至6~9,经过提升进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性;
(8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性;
(9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱色和除臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~320mA/
2
cm;
(10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性;
(11)MBR膜处理或曝气生物滤池生化(BAF生化):步骤(10)二次厌氧处理后的兰炭废水进入MBR膜处理装置或曝气生物滤池,通过MBR膜处理装置或曝气生物滤池的过滤分离和生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水;
(12)脱盐:步骤(11)MBR膜处理或曝气生物滤池生化(BAF生化)后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理;所述脱盐装置可以是反渗透系统、纳滤系统、电渗析或电容吸附去离子系统的一种。
[0006] 步骤(2)破乳所述的酸是硫酸、硝酸盐酸磷酸中的一种,最优为硫酸,使用时将其配制成10~20%的溶液。
[0007] 步骤(3)煤焦油的回收所述的重力沉降分离是将经过步骤(2)破乳所得兰炭废水泵入重力沉降池中,经过重力沉降分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收。
[0008] 步骤(3)煤焦油的回收可以从每立方米兰废水中回收10~40kg的焦油(含沥青),使兰炭废水的COD下降50%以上。
[0009] 步骤(3)煤焦油的回收所述的离心分离是将经过步骤(2)破乳所得兰炭废水泵入离心机中,经过离心分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收;离心分离的离心力为2200~4000;
分离的最佳pH为3~5,可以大幅度减少酸的用量。
[0010] 分离的最佳离心力为3200~3600;,
步骤(4)酚回收所述的萃取所用的萃取剂为煤油、甲基异丁、N,N-二甲基庚基乙酰,
胺(N,N-503)、磷酸三丁酯、异丙基醚、醋酸丁酯或粗苯的一种或其混合物;
, ,
最佳萃取剂为N,N-二甲基庚基乙酰胺(N,N-503)和煤油的混合物;
最佳萃取剂为磷酸三丁酯和煤油的混合物。
[0011] 步骤(4)酚回收可以从每立方米兰废水中回收1~6kg的粗酚,可以使兰炭废水的COD下降10~35%以上。
[0012] 步骤(5)的氨回收是在步骤(4)酚的回收后的兰炭废水加入碱溶液调节其pH至10~12,加热蒸发6~12分钟除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷却液化得液氨和脱氨兰炭废水,氨的去除达99%以上。
[0013] 步骤(5)氨回收所述的碱溶液是10~20%氢氧化钠、氢氧化或碳酸钠溶液的一种。
[0014] 经过步骤(5)氨回收后的兰炭废水的主要污染物指标:COD为2000~4500 mg/L,氨氮小于80 mg/L,酚小于400 mg/L,色度小于500倍。
[0015] 步骤(5)氨回收之后还有一个脱硫步骤,将氨回收后的兰炭废水中加入硫酸亚,使废水中的负二价硫离子与铁离子生成沉淀去除,防止硫化物对生化的毒害,提高其生化效果,脱硫后兰炭废水的COD下降10~20%。
[0016] 步骤(9)电解所述的电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、铁、、锌、、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
[0017] 步骤(11)所述MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种,膜孔径为0.10~0.2μm,工作压力为-1~-50kPa,工作温度为5~45℃。
[0018] 步骤(12)脱盐所述的反渗透系统的反渗透膜组件为卷式膜组件,膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜,膜材料的截留分子量为50~200MWCO,进压可为6.0~45.0bar,出压可为4.5~33.5 bar。
[0019] 步骤(12)脱盐所述的纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种,工作压力为6~45bar,工作温度为20~45℃,最佳温度为35~40℃。
[0020] 步骤(12)脱盐所述的电渗析系统的工作条件是操作电压压力0.5~3.0 kg/cm2,操作电压50~250V,电流强度1~3A。
[0021] 步骤(12)脱盐所述的电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V~6
2×10V。
[0022] 步骤(12)脱盐后所得再生水水质满足如表1的再生水水质指标。
[0023] 表1 再生水水质指标序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 10 4 色度 倍 4
2 SS mg/L 不得检出 5 Ca mg/L ≤1
3 电导率 µS/cm 120 6 硬度 mmol/L 0.1
本发明和现有技术相比,具有如下优点:
一、废水中资源回收综合利用程度高,兰炭废水的主要有用资源焦油、酚和氨都全部实现了回收利用。
[0024] (1)通过经过调节pH破乳和煤焦油的回收步骤,不仅脱除了废水中的焦油,将废3
水的COD降低50%以上,有利于下一步的处理,而且可以回收焦油10~40kg/m,实现了焦油资源的回收利用,创造了新的价值,同时还可以大幅度减少后续氨回收时碱的用量。
[0025] (2)焦油回收所得兰炭废水通过萃取分离,不仅进一步除去了废水中15~35%的3
COD,而且可以从废水中回收1~6 kg/m的酚,实现了兰炭废水中酚的处理和回收利用。
[0026] (3)经过调节pH、加热蒸发脱除氨气,不仅实现兰炭废水中氨气的处理和回收利用,而且使兰炭废水的COD下降到2000~4500 mg/L。
[0027] 二、不仅实现废水的全部处理,消除了废水污染,而且将废水再生实现了水资源的循环利用。
[0028] 通过煤焦油回收、脱酚、脱氨、脱硫、氧化、好氧处理、厌氧处理、电解等过程的组合处理工艺,进行兰炭废水的深度处理,最终经过脱盐生成再生水,实现消除污染和水资源的循环利用。附图说明
[0029] 图1为本发明的工艺流程图

具体实施方式

[0030] 下面参照图1说明本发明的具体实施方式。
[0031] 本发明基于兰炭废水的成份、性质和现有处理方案,设计了一种兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用方法,它涉及破乳、煤焦油回收、脱酚、脱氨、氧化、厌氧处理、好氧处理、电解等过程的组合处理工艺,从而形成一种可有效实现兰炭废水深度处理和资源化利用的方法。
[0032] 实施例1某兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用实施例。
[0033] (1)粗过滤:将COD为10000mg/L、氨氮为500mg/L、总酚为1000mg/L、色度为10000倍、pH值为8的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物。
[0034] (2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH至2~5,破坏煤焦油与水的乳浊液,使煤焦油析出。
[0035] 所用的酸是硫酸、硝酸、盐酸中的一种,最优为硫酸。
[0036] (3)煤焦油的回收:将步骤(2)破乳后的废水经过重力沉降分离得回收的得煤焦油和脱焦油废水。
[0037] 所述的重力沉降分离是将经过步骤(2)破乳的兰炭废水放入重力沉降池中,经过重力沉降分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收。
[0038] 经过破乳和重力分离,可以从每立方米兰炭废水中回收10kg的焦油(含沥青)。
[0039] 所述焦油回收后废水的COD为8415mg/L,氨氮为539mg/L、总酚为1096mg/L、色度为500倍。
[0040] (4)酚回收:将步骤(3)焦油回收后的脱焦油兰炭废水加入萃取剂萃取分离得粗酚和脱酚兰炭废水。
[0041] 所述萃取剂为煤油和N,N,-二甲基庚基乙酰胺(N,N,-503)的混合物。
[0042] 所述的酚回收还包括从煤油和N,N,-二甲基庚基乙酰胺(N,N,-503)的混合物中用10%氢氧化钠溶液反萃取回收粗酚,从每立方米兰炭废水中回收1kg的粗酚。
[0043] 所述脱酚兰炭废水的COD为6011mg/L,氨氮为596mg/L、总酚为99mg/L、色度为500倍。
[0044] (5)氨回收:将步骤(4)酚回收所得的脱酚兰炭废水加入10%的氢氧化钠溶液调节其pH至10~11,加热蒸发9~10分钟,除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷却液化得液氨和脱氨兰炭废水。
[0045] 所述脱氨后兰炭废水的污染物指标:COD为3665mg/L,氨氮为60.1mg/L、总酚为200.5mg/L、色度为500倍。
[0046] (6)氧化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对后续处理工艺微生物产生毒害。
[0047] (7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入碱溶液调节其pH值至6~9,经过提升泵进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0048] 所述经过厌氧处理的兰炭废水的污染物指标为:COD为830mg/L,氨氮为49mg/L、总酚为10mg/L、色度为150倍。
[0049] (8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性。
[0050] 所述经过好氧处理的兰炭废水的污染物指标:COD为352mg/L,氨氮为26mg/L、总酚为1mg/L、色度为150倍。
[0051] (9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱色和除臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~2
320mA/cm。
[0052] 所述电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
[0053] (10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0054] (11)曝气生物滤池生化(BAF生化)步骤(10)二次厌氧处理后的兰炭废水进入曝气生物滤池,通过生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水,其COD为53 mg/L、SS为10 mg/L、氨氮为5 mg/L、色度为8倍。
[0055] (12)脱盐:步骤曝气生物滤池生化(BAF生化)后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
[0056] 所述脱盐装置可以是反渗透系统。
[0057] 所述反渗透系统的反渗透膜组件为卷式膜组件,膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜,膜材料的截留分子量为50~200MWCO,进压可为6.0~45.0bar,出压可为4.5~33.5 bar。
[0058] 经过反渗透系统处理后的再生水满足表2的再生水水质指标。
[0059] 表2 再生水水质指标序号 项目 单位 测定值 序号 项目 单位 测定值
1 CODCr mg/L 10 4 色度 倍 4
2 SS mg/L 不得检出 5 Ca mg/L ≤1
3 电导率 µS/cm 120 6 硬度 mmol/L 0.1
实施例2
某兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用实施例。
[0060] (1)粗过滤:将COD为20000~75000mg/L、氨氮为500~5000mg/L、总酚为1000~6000mg/L、色度为10000~30000倍、pH值为10的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物。
[0061] (2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH值至2~6,破坏煤焦油与水的乳浊液,使煤焦油析出。
[0062] (3)煤焦油的回收:将步骤(2)破乳后的废水经过离心分离,得回收的得煤焦油和脱焦油废水。
[0063] 所述的离心分离是将经步骤(2)破乳的兰炭废水泵入离心机中,经过离心分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收;离心分离的离心力为2200~4000;分离的最佳pH为3~5,可以大幅度减少酸的用量。
[0064] 经过破乳和离心分离,可以从每立方米兰炭废水中回收40kg的焦油(含沥青)。
[0065] (4)酚回收:将步骤(3)煤焦油的回收所得脱焦油兰炭废水加入萃取剂萃取分离得粗酚和脱酚兰炭废水。
[0066] 所述萃取剂为煤油和磷酸三丁酯的混合物。
[0067] 经过酚回收,可以从每立方米兰炭废水中回收6kg的粗酚。
[0068] (5)氨回收:将步骤(4)酚回收所得的脱酚兰炭废水加入10~20%的氢氧化钾溶液调节其pH值至10~12,加热蒸发除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷却液化得液氨和脱氨兰炭废水。
[0069] 经过氨回收可以从每立方米兰炭废水中回收5kg的液氨。
[0070] 经过焦油回收、酚回收和氨回收后,兰炭废水的COD从75000 mg/L下降到4500 mg/L以下,酚小于400mg/L,氨氮小于80mg/L。
[0071] (6)氧化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对微生物的毒害。
[0072] (7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入碱溶液调节其pH值至6~9,经过提升泵进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0073] (8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性。
[0074] (9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱色和除臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~2
320mA/cm。
[0075] 所述电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
[0076] (10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0077] (11)曝气生物滤池生化(BAF生化)步骤(10)二次厌氧处理后的兰炭废水进入曝气生物滤池,通过生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水。
[0078] (12)脱盐:步骤(11)曝气生物滤池生化(BAF生化)后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
[0079] 所述脱盐装置可以是反渗透系统。
[0080] 所述反渗透系统的反渗透膜组件为卷式膜组件,膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜,膜材料的截留分子量为50~200MWCO,进压可为6.0~45.0bar,出压可为4.5~33.5 bar。
[0081] 实施例3某兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用实施例。
[0082] (1)粗过滤:将COD为35000mg/L、氨氮为2215mg/L、总酚为3500mg/L、色度为22000倍、pH值为8.6的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物。
[0083] (2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH值至3~4,破坏煤焦油与水的乳浊液,使煤焦油析出。
[0084] 所用的酸是硫酸、硝酸、盐酸或磷酸中的一种,最优为硫酸。
[0085] (3)煤焦油的回收:将步骤(2)破乳后的废水经过离心分离,得回收的得煤焦油和脱焦油废水。
[0086] 所述的离心分离是将经过步骤(2)破乳的兰炭废水泵入离心机中,经过离心分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收;离心分离的离心力为3200~3600。
[0087] 分离的最佳pH值为3~4,可以大幅度减少酸的用量。
[0088] 经过焦油回收可以从每立方米兰炭废水中回收21kg的焦油(含沥青),使兰炭废水的COD去除率达30~55%。
[0089] (4)酚回收:将步骤(3)煤焦油的回收所得的脱焦油兰炭废水加入萃取剂萃取分离得粗酚和脱酚兰炭废水,COD去除率达35~70%。
[0090] 所述萃取剂为煤油。
[0091] 经过酚回收步骤,可以从每立方米兰炭废水中回收3.5kg的粗酚。
[0092] (5)氨回收:将步骤(4)酚回收后的脱酚兰炭废水加入10~20%的碳酸钠溶液调节其pH至10-12,加热蒸发除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷却液化得液氨和脱氨兰炭废水。
[0093] 经过氨回收步骤,可以从每立方米兰炭废水中回收2.15kg的氨。
[0094] 经过焦油回收、酚回收和氨回收后,兰炭废水的COD从35000 mg/L下降到4000 mg/L以下,酚小于280mg/L,氨氮小于60mg/L。
[0095] (6)氧化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对后续处理工艺微生物产生毒害。
[0096] (7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入碱溶液调节其pH值至6~9,经过提升泵进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0097] (8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性。
[0098] (9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱色和除臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~2
320mA/cm。
[0099] 所述电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
[0100] (10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0101] (11)MBR膜处理步骤(10)二次厌氧处理后的兰炭废水进入MBR膜处理装置,通过MBR膜处理装置的过滤分离或生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水。
[0102] 所述MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种,膜孔径为0.10~0.2μm,工作压力为-1~-50kPa,工作温度为5~45℃。
[0103] (12)脱盐:步骤(11)MBR膜处理后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
[0104] 所述脱盐装置可以是纳滤系统。
[0105] 所述纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种,工作压力为6~45bar,工作温度为20~45℃,最佳温度为35~40℃。
[0106] 实施例4某兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用实施例。
[0107] (1)粗过滤:将COD为34967mg/L、氨氮为1911mg/L、总酚为2850mg/L、色度为23000倍、pH值为8.3的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物。
[0108] (2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH值至2~6,破坏煤焦油与水的乳浊液,使煤焦油析出。
[0109] 破乳调节pH所用的酸是硫酸、盐酸、硝酸或磷酸中的一种,最优为硫酸。
[0110] (3)煤焦油的回收:将步骤(2)破乳后的废水经过重力沉降分离得回收的得煤焦油和脱焦油废水。
[0111] 所述的重力沉降分离是将经过步骤(2)破乳所得兰炭废水放入重力沉降池中,经过重力沉降分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收。
[0112] 经过焦油回收可以从每立方米兰炭废水中回收20kg的焦油(含沥青),使兰炭废水的COD去除率达30~55%。
[0113] (4)酚回收:将步骤(3)焦油回收所得的脱焦油兰炭废水加入萃取剂萃取分离得粗酚和脱酚兰炭废水,COD去除率达35~70%。
[0114] 所述萃取剂为甲基异丁酮。
[0115] 经过酚回收步骤,可以从每立方米兰炭废水中回收2.8kg的粗酚。
[0116] (5)氨回收:将步骤(4)酚回收所得的脱酚兰炭废水加入10~20%的氢氧化钠溶液调节其pH值至10~11,加热蒸发除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷却液化得液氨和脱氨兰炭废水。
[0117] (6)氧化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对微生物的毒害。
[0118] (7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入碱溶液调节其pH值至6~9,经过提升泵进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0119] (8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性。
[0120] (9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱色和除臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~2
320mA/cm。
[0121] 所述电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
[0122] (10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0123] (11)MBR膜处理步骤(10)二次厌氧处理后的兰炭废水进入MBR膜处理装置,通过MBR膜处理装置的过滤分离或生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水。
[0124] 所述MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种,膜孔径为0.10~0.2μm,工作压力为-1~-50kPa,工作温度为5~45℃。
[0125] (12)脱盐:步骤(11)MBR膜处理后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
[0126] 所述脱盐装置可以是电渗析。
[0127] 所述电渗析系统的工作条件是操作电压压力0.5~3.0 kg/cm2,操作电压50~250V,电流强度1~3A。
[0128] 实施例5某兰炭废水资源综合利用及处理再生循环利用实施例。
[0129] (1)粗过滤:将COD为65000mg/L、氨氮为4215mg/L、总酚为3100mg/L、色度为27000倍、pH值为9.2的兰炭废水经过格栅或筛网进行粗过滤,除去大颗粒杂物。
[0130] (2)破乳:将步骤(1)粗过滤得除去大颗粒物的兰炭废水加入酸调节其pH值至2~4,破坏煤焦油与水的乳浊液,使煤焦油析出。
[0131] 所述破乳所用的酸是硫酸、硝酸、磷酸或盐酸中的一种,最优为硫酸。
[0132] (3)煤焦油的回收:将步骤(2)破乳后的兰炭废水经离心分离,得回收的得煤焦油和脱焦油废水。
[0133] 所述的离心分离是将经过步骤(2)破乳所得兰炭废水泵入离心机中,经过离心分离为下层的煤焦油和上层的脱焦废水,下层的煤焦油经回收管回收;离心分离的离心力为2200~4000。
[0134] 通过焦油回收,可以从每立方米兰炭废水中回收32kg的焦油(含沥青),使兰炭废水的COD去除率达30~55%。
[0135] (4)酚回收:将步骤(3)焦油回收所得的脱焦油兰炭废水加入萃取剂萃取分离得粗酚和脱酚兰炭废水,COD去除率达35~70%。
[0136] 所述萃取剂为异丙基醚。
[0137] 通过酚回收,可以从每立方米兰炭废水中回收3.1kg的粗酚。
[0138] (5)氨回收:将步骤(4)酚回收所得的脱酚兰炭废水加入10~20%的氢氧化钠溶液调节其pH值至10~12,加热蒸发除去氨气,氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵或经过冷却液化得液氨和脱氨兰炭废水。
[0139] 通过氨回收,可以从每立方米兰炭废水中回收4.1kg的氨。
[0140] 经过焦油回收、酚回收和氨回收后,兰炭废水的COD从65000 mg/L下降到3800 mg/L以下,酚小于270mg/L,氨氮小于75mg/L。
[0141] (6)氧化:将步骤(5)氨回收所得的脱氨兰炭废水中鼓入空气,使残余的酚氧化成醌,减少酚对后续处理工艺微生物产生毒害。
[0142] (7)厌氧处理:将步骤(6)氧化所得的兰炭废水加入碱溶液调节其pH值至6~9,经过提升泵进入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0143] (8)好氧处理:将步骤(7)厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池,且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池,通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物,深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料,为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所,以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统,对污水进行充氧作用,使水中的溶解氧维持在2~4 mg/L,同时利用气体上升的作用,使池内的悬浮物与水更充分接触,另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用,可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷,促使生物膜的更新换代,使生物膜维持较高的活性;(9)电解:将步骤(8)好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解,以脱色和除臭,同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链,变成可生化的小分子,进一步提高B/C值,改善后续生化处理的条件;电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~320mA/
2
cm。
[0144] 所述电解机设有电源和电解槽,电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金或纳米催化惰性材料中的一种。
[0145] (10)二次厌氧处理:将步骤(9)电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳,通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD,改善废水的可生化性。
[0146] (11)曝气生物滤池生化(BAF生化)步骤(10)二次厌氧处理后进入曝气生物滤池,通过生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS和氨氮,得到净化废水。
[0147] (12)脱盐:步骤(11)曝气生物滤池生化(BAF生化)后的废水进入脱盐装置,分离得透析水和浓缩水,透析水进入再生水贮罐,浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
[0148] 所述脱盐装置可以是电容吸附去离子系统的一种。
[0149] 所述电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V~2×106V。
[0150] 上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
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