適用於高濃度化工汙水的處理方法與流程
2023-09-17 19:37:40
本發明涉及工業汙水無害化處理
技術領域：
，特別涉及到適用於高濃度化工汙水的處理方法。
背景技術：
：化工汙水是指化工廠生產產品過程中所生產的汙水，如生產乙烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區、空分空壓站等裝置的含油汙水。化工汙水的水質成分複雜，水質成分複雜，副產物多，反應原料常為溶劑類物質或環狀結構的化合物，增加了汙水的處理難度。化工汙水汙染通常有以下特點：1、有毒性和刺激性。化工汙水中有些含有如氰、酚、砷、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質，在一定的濃度下，對生物和微生物產生毒性影響。另外也可能含有無機酸、鹼類等刺激性、腐蝕性的物質。2、有機物濃度高。特別是石油化工汙水中各種有機酸、醇、醛、酮、醚和環氧化物等有機物的濃度較高，在水中會進一步氧化分解，消耗水中大量的溶解氧，直接影響水生生物的生存。3、pH不穩定。化工排放的汙水時而強酸性，時而強鹼性的現象是常有的，對生物、建築物及農作物都有極大的危害。4、營養化物質較多。含磷、氮量較高的汙水會造成水體富營養化，使水中藻類和微生物大量繁殖，嚴重時會造成「赤潮」，影響魚類生長。5、恢復比較困難。受到有害物質汙染的水域要恢復到水域的原始狀態是相當困難的。尤其被微生物所濃集的重金屬物質，停止排放仍難以消除。目前應用較廣的化工汙水的處理方法主要分為物理法和化學法。物理法包括過濾法、重力沉澱法和氣浮法等。過濾法是以具有孔粒狀粒料層截留水中雜質，主要是降低水中的懸浮物，在化工汙水的過濾處理中，常用扳框過濾機和微孔過濾機，微孔管由聚乙烯製成，孔徑大小可以進行調節，調換較方便；重力沉澱法是利用水中懸浮顆粒的可沉澱性能，在重力場的作用下自然沉降作用，以達到固液分離的一種過程；氣浮法是通過生成吸附微小氣泡附裹攜帶懸浮顆粒而帶出水面的方法。這三種物理方法工藝簡單，管理方便，但不能適用於可溶性汙水成分的去除，具有很大的局限性。化學方法是利用化學反應的作用以去除水中的有機物、無機物雜質。主要有化學混凝法、化學氧化法、電化學氧化法等。化學混凝法作用對象主要是水中微小懸浮物和膠體物質，通過投加化學藥劑產生的凝聚和絮凝作用，使膠體脫穩形成沉澱而去除。混凝法不但可以去除汙水中的粒徑為1～10mm的細小懸浮顆粒，而且還能去除色度，微生物以及有機物等。該方法受pH值、水溫、水質、水量等變化影響大，對某些可溶性好的有機、無機物質去除率低；化學氧化法通常是以氧化劑對化工汙水中的有機汙染物進行氧化去除的方法。汙水經過化學氧化還原，可使汙水中所含的有機和無機的有毒物質轉變成無毒或毒性較小的物質，從而達到汙水淨化的目的。常用的有空氣氧化，氯氧化和臭氧化法。空氣氧化因其氧化能力弱，主要用於含還原性較強物質的汙水處理，Cl是普通使用的氧化劑，主要用在含酚、含氰等有機汙水的處理上，用臭氧處理汙水，氧化能力強，無二次汙染。臭氧氧化法、氯氧化法，其水處理效果好，但是能耗大，成本高，不適合處理水量大和濃度相對低的化工汙水；電化學氧化法是在電解槽中，汙水中的有機汙染物在電極上由於發生氧化還原反應而去除，汙水中汙染物在電解槽的陽極失去電子被氧化外，水中的Cl-，OH-等也可在陽極放電而生成Cl2和氧而間接地氧化破壞汙染物。實際上，為了強化陽極的氧化作用，減少電解槽的內阻，往往在汙水電解槽中加一些氯化鈉，進行所謂的電氯化，NaCl投加後在陽極可生成氯和次氯酸根，對水中的無機物和有機物也有較強的氧化作用。近年來在電氧化和電還原方面發現了一些新型電極材料，取得了一定成效，但仍存在能耗大、成本高，及存在副反應等問題。因此，開發一種適用於高濃度化工汙水的處理方法，使得能夠有效去除汙水中的有機物、氮、磷，並降低酸度，就顯得尤為重要。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供適用於高濃度化工汙水的處理方法，以工業硫酸鋁、石膏、鈉基膨潤土、氧化錫粉末、活性炭、水鎂石、聚合三氯化鐵、改性沸石、硼酸鈉、聚二甲基二烯丙基氯化銨、異丁香酚甲醚、4-二偶氮苯磺酸、單寧酸、助凝劑配製成複合處理劑，配合相應的吸附、處理劑處理、厭氧處理、光催化氧化、次氯酸鈉氧化、曝氣、電絮凝和電氣浮等水處理工藝，使得經處理後的高濃度化工汙水中有機物、氮、磷含量顯著降低，同時酸度得到有效改善，能夠滿足環保達標的要求，具有較好的應用前景。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：適用於高濃度化工汙水的處理方法，包括以下步驟：（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照20～30mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁35-45份、石膏35-45份、鈉基膨潤土30-40份、氧化錫粉末25-35份、活性炭20-30份、水鎂石15-25份、聚合三氯化鐵15-25份、改性沸石10-20份、硼酸鈉8-12份、聚二甲基二烯丙基氯化銨6-10份、異丁香酚甲醚5-9份、4-二偶氮苯磺酸3-5份、單寧酸1-3份、助凝劑12-18份，反應時間為30～50min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在7～8，投入次氯酸鈉，反應時間為0.5～2h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在5～8；工作壓力為0.3～0.5Mpa；工作水溫35～45℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。優選地，所述複合處理劑中的助凝劑選自聚丙烯醯胺、矽酸鈉、硅藻土中的任意一種。優選地，所述步驟（1）中煤渣的粒徑為1.5～2.5mm。優選地，所述步驟（3）中光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，反應時間為30～50min。優選地，所述光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成。優選地，將經電絮凝和電氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，再送入二次沉澱池。優選地，所述殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間60～80min，加氯量為13～15mg/L。本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1）本發明的適用於高濃度化工汙水的處理方法，以工業硫酸鋁、石膏、鈉基膨潤土、氧化錫粉末、活性炭、水鎂石、聚合三氯化鐵、改性沸石、硼酸鈉、聚二甲基二烯丙基氯化銨、異丁香酚甲醚、4-二偶氮苯磺酸、單寧酸、助凝劑配製成複合處理劑，配合相應的吸附、處理劑處理、厭氧處理、光催化氧化、次氯酸鈉氧化、曝氣、電絮凝和電氣浮等水處理工藝，使得經處理後的高濃度化工汙水中有機物、氮、磷含量顯著降低，同時酸度得到有效改善，能夠滿足環保達標的要求，具有較好的應用前景。（2）本發明的適用於高濃度化工汙水的處理方法所用原料廉價、工藝具有普適性，適於大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，煤渣的粒徑為1.5mm，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照20mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁35份、石膏35份、鈉基膨潤土30份、氧化錫粉末25份、活性炭20份、水鎂石15份、聚合三氯化鐵15份、改性沸石10份、硼酸鈉8份、聚二甲基二烯丙基氯化銨6份、異丁香酚甲醚5份、4-二偶氮苯磺酸3份、單寧酸1份、聚丙烯醯胺12份，反應時間為30min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理，光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成，光催化氧化的反應時間為30min；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在7，投入次氯酸鈉，反應時間為0.5h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在5；工作壓力為0.3Mpa；工作水溫35℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間60min，加氯量為13mg/L，隨後送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。經該方法處理後所排放的上清液水質檢測結果如表1所示。實施例2（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，煤渣的粒徑為2mm，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照25mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁40份、石膏40份、鈉基膨潤土35份、氧化錫粉末30份、活性炭25份、水鎂石20份、聚合三氯化鐵20份、改性沸石15份、硼酸鈉10份、聚二甲基二烯丙基氯化銨8份、異丁香酚甲醚7份、4-二偶氮苯磺酸4份、單寧酸2份、矽酸鈉15份，反應時間為40min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理，光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成，光催化氧化的反應時間為40min；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在7.5，投入次氯酸鈉，反應時間為1.5h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在6；工作壓力為0.4Mpa；工作水溫40℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間70min，加氯量為14mg/L，隨後送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。經該方法處理後所排放的上清液水質檢測結果如表1所示。實施例3（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，煤渣的粒徑為2.5mm，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照30mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁45份、石膏45份、鈉基膨潤土40份、氧化錫粉末35份、活性炭30份、水鎂石25份、聚合三氯化鐵25份、改性沸石20份、硼酸鈉12份、聚二甲基二烯丙基氯化銨10份、異丁香酚甲醚9份、4-二偶氮苯磺酸5份、單寧酸3份、硅藻土18份，反應時間為50min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理，光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成，光催化氧化的反應時間為50min；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在8，投入次氯酸鈉，反應時間為2h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在8；工作壓力為0.5Mpa；工作水溫45℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間80min，加氯量為15mg/L，隨後送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。經該方法處理後所排放的上清液水質檢測結果如表1所示。實施例4（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，煤渣的粒徑為1.5mm，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照30mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁35份、石膏45份、鈉基膨潤土30份、氧化錫粉末35份、活性炭20份、水鎂石25份、聚合三氯化鐵15份、改性沸石20份、硼酸鈉8份、聚二甲基二烯丙基氯化銨10份、異丁香酚甲醚5份、4-二偶氮苯磺酸5份、單寧酸1份、矽酸鈉18份，反應時間為30min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理，光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成，光催化氧化的反應時間為50min；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在7，投入次氯酸鈉，反應時間為2h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在5；工作壓力為0.5Mpa；工作水溫35℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間80min，加氯量為13mg/L，隨後送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。經該方法處理後所排放的上清液水質檢測結果如表1所示。對比例1（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，煤渣的粒徑為2mm，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照25mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁40份、石膏40份、鈉基膨潤土35份、氧化錫粉末30份、活性炭25份、水鎂石20份、聚合三氯化鐵20份、改性沸石15份、硼酸鈉10份、聚二甲基二烯丙基氯化銨8份、4-二偶氮苯磺酸4份、矽酸鈉15份，反應時間為40min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理，光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成，光催化氧化的反應時間為40min；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在7.5，投入次氯酸鈉，反應時間為1.5h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在6；工作壓力為0.4Mpa；工作水溫40℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間70min，加氯量為14mg/L，隨後送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。經該方法處理後所排放的上清液水質檢測結果如表1所示。對比例2（1）將工業汙水排入吸附池，添加適量煤渣進行吸附處理，煤渣的粒徑為1.5mm，隨後將汙水通過格柵去除固體雜物，再送入沉澱池中進行沉澱處理；（2）收集沉澱處理後的上清液，按照30mg/L汙水的投加量加入複合處理劑，所述複合處理劑由以下各組分組成：工業硫酸鋁35份、石膏45份、鈉基膨潤土30份、氧化錫粉末35份、活性炭20份、聚合三氯化鐵15份、改性沸石20份、硼酸鈉8份、聚二甲基二烯丙基氯化銨10份、異丁香酚甲醚5份、單寧酸1份、矽酸鈉18份，反應時間為30min；（3）將經複合處理劑處理後的汙水排至厭氧池進行厭氧處理，隨後排至光催化氧化器中進行光催化氧化處理，光催化氧化的反應條件為：在紫外光照射下，向汙水中通入光催化劑進行反應，光催化劑由鈦酸丙酯、鉬酸銨、硫酸亞鐵混合後經煅燒並固定於矽膠表面而製成，光催化氧化的反應時間為50min；（4）將經光催化氧化處理後的汙水排入次氯酸鈉氧化池，調節汙水pH在7，投入次氯酸鈉，反應時間為2h，並對汙水處理體系進行曝氣攪拌；（5）經曝氣處理後的汙水輸送至電絮凝氣浮反應器，進行電絮凝和電氣浮，電絮凝電極為可溶性鋁電極，電氣浮電極為板式不溶性納米鈦電極，反應器運行時的pH控制在5；工作壓力為0.5Mpa；工作水溫35℃；（6）將經電絮凝氣浮處理後的汙水進行殺菌消毒處理，殺菌消毒處理的條件為：採用氯、二氧化氯或次氯酸鈉消毒，接觸時間80min，加氯量為13mg/L，隨後送入二次沉澱池，待沉澱完全後，將上清液排放，收集沉積物，完成汙水處理過程。經該方法處理後所排放的上清液水質檢測結果如表1所示。表1 BOD5（mg/L）氨氮（mg/L）元素磷（mg/L）PH實施例119.414.60.077.8實施例212.510.90.047.2實施例316.612.70.067.7實施例418.713.50.068.1對比例125.926.40.138.7對比例227.327.10.158.9本發明的適用於高濃度化工汙水的處理方法，以工業硫酸鋁、石膏、鈉基膨潤土、氧化錫粉末、活性炭、水鎂石、聚合三氯化鐵、改性沸石、硼酸鈉、聚二甲基二烯丙基氯化銨、異丁香酚甲醚、4-二偶氮苯磺酸、單寧酸、助凝劑配製成複合處理劑，配合相應的吸附、處理劑處理、厭氧處理、光催化氧化、次氯酸鈉氧化、曝氣、電絮凝和電氣浮等水處理工藝，使得經處理後的高濃度化工汙水中有機物、氮、磷含量顯著降低，同時酸度得到有效改善，能夠滿足環保達標的要求，具有較好的應用前景。同時，本發明的處理方法所用原料廉價、工藝具有普適性，適於大規模工業化運用，實用性強。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁1 2 3