一種黑索金生產廢水處理的系統及方法與流程
2023-10-17 16:44:44
本發明涉及一種黑索金生產廢水處理的系統及方法，屬於廢水處理領域。
背景技術：
黑索今(RDX)學名為1,3,4-三硝基-1,3,5-三氮雜環己烷，也稱環三亞甲基三硝胺，是一種爆炸力極強的烈性炸藥。常用的黑索今生產工藝有直接硝解法和醋酐法。醋酐法生產黑索今產生的廢水中含有醋酐、醋酸、烏洛託品、硝銨及黑索今等汙染物，其中部分汙染物對微生物有抑制作用，可生化性差。
目前，對於黑索今生產廢水的處理，已有實際工程應用的技術主要是活性炭吸附法。該法採用活性炭吸附去除廢水中的汙染物。活性炭吸附可有效去除廢水中的汙染物，出水各項指標均可達到排放標準要求。但是，活性炭吸附飽和後不易再生，需要頻繁更換新炭，一次性投資與運行成本都非常高。而且，吸附飽和後的活性炭由於含有黑索今等物質，不能作為一般固體廢物進行處理，進一步增加了處理成本。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種高效處理黑索今生產廢水的工藝及其裝置，使處理後出水後達到排放標準，並降低裝置的一次性投資及處理成本。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
本發明的一種黑索今生產廢水的處理系統，包括：pH調節池、缺氧池、厭氧反應器、接觸氧化池、沉澱池、生物活性炭池和砂濾池。
pH調節池內壁採用玻璃鋼防腐，池內設置pH實時監測裝置、攪拌裝置和鹼投加裝置。其中pH實時監測裝置根據預定的pH範圍自動控制鹼投加裝置的投加量，將待處理廢水的pH調整至預定範圍。
缺氧池內部設置缺氧填料、電化學設備和氧化還原電位實時監測裝置；缺氧填料為反硝化菌和/或兼氧菌；電化學設備中陽極採用高析氧電位型鈦基二氧化錫電極(Ti/SnO2)，陰極採用不鏽鋼板，在兩個極板間填充按體積比1:1混合的鐵屑和表面負載有Ag的陶瓷粒子；氧化還原電位實時監測裝置預定的氧化還原電位範圍自動控制電化學設備的工作時間；
缺氧池的進水口設置大阻力配水系統，多點布水，保證布水均勻。缺氧池的出水口設置鋸齒堰，均勻收集，防止短流。
厭氧反應器為封閉池體，外部設置保溫層，池內設加熱盤管和溫度實時監控裝置，加熱裝置根據溫度實時監控裝置的反饋信號自動對厭氧池廢水進行溫度調節；池頂設沼氣放空管。
接觸氧化池內部設置好氧填料和曝氣裝置，其中曝氣裝置採用管式微孔曝氣器。
沉澱池的進水口設置在池體底部中心，出水口設置池體的側面，沉澱池的底部還設置有排泥通道和汙泥回流通道，且在池內設置刮泥機；沉澱池為輻流式沉澱池，池內刮泥機採用周邊傳動刮泥機。
生物活性炭池為上進水下出水形式。池內採用粒徑2-5mm的柱狀活性炭加工的填料和曝氣裝置，曝氣裝置採用單孔膜曝氣器。
砂濾池為雙層濾料，上層為厚0.4-0.5m，粒徑0.8-1.8mm的無煙煤；下層為厚0.4-0.5m，粒徑0.5-1.2mm的石英砂；進水口設置在砂濾池雙層濾料的上端，出水口設置在砂濾池雙層濾料的下端。
pH調節池、缺氧池、厭氧反應器、接觸氧化池、沉澱池、生物活性炭池和砂濾池依次通過管路連接，沉澱池的排泥通道通過排泥泵管路連接汙泥處理設備沉澱池的汙泥回流通道通過回流泵與接觸氧化池的進水口相連。
本發明的一種黑索今生產廢水的處理方法，具體處理步驟如下：
1)將黑索今生產廢水排入pH調節池，通過設定池內的pH實時監測裝置的pH調節範圍為4～5，控制鹼投加裝置投加鹼液，將廢水pH調整至4～5，加入鹼液的同時進行攪拌；
2)將經第1)步pH值調節處理後的廢水經泵打入缺氧池，在缺氧池內進行缺氧反應和電化學反應，並通過氧化還原電位實時監測裝置控制缺氧池內的氧化還原電位維持在-300mV以下，反應時間為3h以上；出水pH可升至6.0～6.5，COD降至4200～4600mg/L。
3)將經第2)步缺氧池處理後的廢水經泵提升進入厭氧反應器中，在溫度為30～35℃的條件下厭氧處理10h以上，可去除大部分有機汙染物，出水COD可降至600～800mg/L，黑索今去除率並不明顯，濃度維持在28～52mg/L。
4)將經過第3)步厭氧處理後的廢水自流進入接觸氧化池，好氧處理8h以上。出水經沉澱後COD可降至80～130mg/L，黑索今可降至16～33mg/L，不能穩定達標。
5)經第4)步厭氧處理後的廢水進入沉澱池沉澱1h以上，將沉澱下層汙泥回流至接觸氧化池；剩餘汙泥排出後依次進行濃縮、脫水處理；
6)經第5)步沉澱處理的沉澱池上清液排入生物活性炭池內曝氣沉澱，沉澱3h以上，氣水比為10:1。
7)經步驟6)曝氣沉澱處理後的廢水通過砂濾池進行過濾，去除其中的懸浮物後可達標排放。
將沉澱池內的部分汙泥回流至接觸氧化池，使接觸氧化池中的汙泥濃度維持在3000mg/L～4500mg/L，可提高廢水處理效果，降低後續濃縮、脫水處理的難度。
有益效果
本發明充分利用廢水中的有機物和硝態氮提升廢水pH，大大降低了中和時鹼的投加量。通過厭氧反應器可去除大部分有機汙染物，並將部分難生化降解的汙染物轉化為易於被微生物利用的物質。對廢水進行兩級好氧處理，利用生物活性炭工藝對接觸氧化池出水進行深度處理，保證出水水質穩定達標。
本發明充分發揮了生化工藝成本低的優點，在保證處理效果的同時有效降低了運行費用。採用本發明的裝置及方法處理黑索今生產廢水後的各項指標，COD(化學需氧量)可降至50mg/L以下，黑索今小於0.5mg/L，符合《兵器工業水汙染物排放標準火炸藥》(GB14470.1—2002)的要求，其中COD指標可達到《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級排放標準。
本發明的研發和應用，有效地降低了黑索今生產廢水的處理成本，可有力地促進我國火炸藥企業的可持續發展，不僅具有良好的環境效益，而且具有突出的經濟效益和社會效益。
附圖說明
圖1為本發明黑索金生產廢水處理系統的處理過程示意圖；
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明的內容做進一步描述：
實施例
以某工廠排出的黑索今生產廢水為處理對象，其各項參數為：COD＝6000±700mg/L，黑索今＝30～60mg/L，BOD5＝2800～3200mg/L，pH＝2.2～3.1。
採用本發明裝置及方法對上述黑索今生產廢水進行複合處理，具體處理步驟如下：
本發明的一種黑索今生產廢水的處理方法，具體處理步驟如下：
1)將黑索今生產廢水排入pH調節池，通過設定池內的pH實時監測裝置的pH調節範圍為4～5，控制鹼投加裝置投加鹼液，將廢水pH調整至4～5，加入鹼液的同時進行攪拌；
2)將經第1)步pH值調節處理後的廢水經泵打入缺氧池，在缺氧池內進行缺氧反應和電化學反應，並通過氧化還原電位實時監測裝置控制缺氧池內的氧化還原電位維持在-300mV以下，反應時間為3h；出水pH可升至6.0～6.5，COD降至4200～4600mg/L。
3)將經第2)步缺氧池處理後的廢水經泵提升進入厭氧反應器中，在溫度為35℃的條件下厭氧處理10h，可去除大部分有機汙染物，出水COD可降至600～800mg/L，黑索今去除率並不明顯，濃度維持在28～52mg/L。
4)將經過第3)步厭氧處理後的廢水自流進入接觸氧化池，好氧處理8h。出水經沉澱後COD可降至80～130mg/L，黑索今可降至16～33mg/L，不能穩定達標。
5)經第4)步厭氧處理後的廢水進入沉澱池沉澱1h，將沉澱池汙泥排出後依次進行濃縮、脫水處理；
6)經第5)步沉澱處理的沉澱池上清液排入生物活性炭池內曝氣沉澱，沉澱3h，氣水比為10:1。
7)經步驟6)曝氣沉澱處理後的廢水通過砂濾池進行過濾，去除其中的懸浮物後可達標排放。