一種高鹽水零排放工藝中有效去除有機物的方法與流程
2024-03-09 06:51:15 2
本發明的實施例涉及一種高鹽水零排放工藝中有效去除有機物的方法。
背景技術：
近年來，煤化工產業發展迅速。但是，由於煤化工產業需要消耗大量用水，隨之帶來的水資源再利用與環境保護問題日益突出，多旱少雨的西北內陸地區尤為突出。然而，無論採用膜法、熱法還是離子交換法來製備脫鹽水，副產含鹽廢水都將是不可避免的。
煤化工高鹽水中的鹽分主要來自循環水、除鹽水製備過程中帶入和濃縮、以及工業廢水處理與再利用過程中的各種藥劑添加產生的濃鹽水。煤化工高鹽水總體呈現排放量大、水質變化小、含鹽量穩定且普遍較高，尤其是氯離子含量較高，其組成形式主要以有機物和無機類形式存為主，其中氨氮含量較低，化學需氧量(COD)一般在200-600mg/L，溶解性固體總量(TDS)在10000-80000mg/L，鈣鎂含量高，且含有硫酸根等易結垢離子。高鹽廢水的直接外排不僅會導致排放區域的土壤板結、鹽鹼化、農作物受損、生態環境惡化，而且也間接地浪費了脫鹽水生產過程中取水和預處理等的相關前期投入，從而增大了制水成本。因此，實現煤化工含鹽廢水的資源化是當前所亟待解決的問題之一。
「零排放」是含鹽廢水資源化的有效途徑。膜濃縮和蒸髮結晶是「零排放」工藝的重要環節。有機物的存在會造成膜的汙堵、清洗的增加、影響膜的通量、水的回收率。此外，有機物還會影響鹽的結晶成型及結晶鹽的品質。所以，高鹽水中有機物的有效去除是必須考慮的。
高鹽水中有機物的去除方法有混凝、吸附、高級氧化方法。混凝/絮凝是傳統的去除方法，對大分子有機物的去除效果較好，去除率通常在30％左右。高級氧化技術可以使廢水中的有機物部分礦化或分解，能夠有效去除反滲透濃液中的有機物。其中芬頓技術和臭氧催化氧化技術的效果顯著，去除率可以達到60％，但是藥劑消耗大，成本較高。活性炭吸附是水處理工藝中常見的工藝，尤其粉末性炭對有機物的去除較好，有機物去除率可以達到70％。但是，活性炭主要吸附小分子有機物，且粉末性炭的分離與再生，成本較高。
降解納濾濃鹽水中COD的方法(CN201510055332.4)中公開了一種降解納濾濃鹽水中COD的方法，納濾濃鹽水通過零價鐵反應、電解反應、間接芬頓反應、催化氧化反應、混凝沉澱、光催化反應降解和分解納濾濃鹽水中的有機物，COD可以從273降到100以內。該技術方案工藝複雜。
一種反滲透濃鹽水的生物處理方法(CN105645599A)公開了一種反滲透濃鹽水的生物處理方法，反滲透濃鹽水的鹽含量為1％～6％，COD Cr濃度為100-1000mg/L，氨氮濃度為1-10mg/L，(生化需氧量/化學需氧量)B/C比值低於0.2，加入固定化高耐鹽COD降解菌，同時進行連續曝氣，處理5-20h，再加入複合增效組分，繼續曝氣處理20-60h後收集出水；或在加入固定化高耐鹽COD降解菌的同時加入複合增效組分，進行連續曝氣，處理5-80h後收集出水。生物方法處理時間長，佔地多。
技術實現要素：
針對高鹽廢水零排放工藝中有機物的去除技術效率有限，處理成本高的問題，本發明提供一種針對煤化工行業高鹽廢水零排放工藝中降低COD的方法，通過該技術方案能夠使高鹽廢水中的有機物得到有效降低，COD去除率可以達到80％左右，成本降低1/4。
本發明提供了一種廢水處理的方法，包括：在氧化池中對均質後的廢水進行氧化；將氧化處理後的廢水通入混凝池進行混凝；將混凝處理後的廢水通入吸附池，投入吸附劑進行吸附；以及對吸附處理後的廢水進行固液分離。
在上述方法中，其中，通過加入高錳酸鉀對均質後的廢水進行氧化。
在上述方法中，其中，高錳酸鉀的濃度為40-80mg/L，氧化反應時間為30-60min。
在上述方法中，其中，混凝處理所用的混凝劑為鐵系混凝劑。
在上述方法中，其中，所述鐵系混凝劑為聚合硫酸鐵。
在上述方法中，其中，混凝劑的投加量為200-600mg/L，混凝反應時間3-5min。
在上述方法中，其中，所述吸附劑為活性焦。
在上述方法中，其中，所述吸附劑的投加量為0.5-1.5g/L，吸附時間為60-90min。
在上述方法中，其中，在所述固液分離中，廢水的停留時間為1-2h。
在上述方法中，其中，通過斜板沉澱、微濾膜過濾或旋流分離實現所述固液分離。
通過高錳酸鉀使阻垢劑、分散劑等物質的結構發生變化，使得水體中膠體、顆粒脫穩，有機物容易聚合，從而提高有機物的去除。反應產物新生態水合二氧化錳除催化氧化有機物，還可吸附有機物，形成密實的絮體，絮體尺寸明顯增大，利於固液分離。
投加混凝劑快速攪拌後再投加活性焦可取得較好的強化混凝效果。水中的膠體脫穩後形成了一定粒度的顆粒，難以參與在活性焦表面上的競爭吸附，同時也由於大分子有機物在快速攪拌時被去除，這兩種作用使得活性焦更有利於去除水中溶解性的有機成分。另一方面，在快速攪拌後投加活性焦，可減少其受絮體包裹的影響，使投入的活性焦大都附著於絮體表面，更好地發揮了其吸附有機物的作用，強化了固液分離。
通過幾種技術的集成，實現了有機物的有效去除，COD的去除率可以達到70-80％。通過技術集成，實現協同，處理成本降低了1/4。
附圖說明
圖1示出了處理高鹽廢水的裝置。在圖1中，1為氧化池，2為混凝池，3為吸附池，4為固液分離單元。
具體實施方式
下面的實施例可以使本領域技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。
本發明提供的技術方案集成了氧化、混凝、吸附三個主要過程去除高鹽水中的有機物，發揮三個過程的協同作用。針對高鹽水中含有分散劑、阻垢劑、天然有機物，採用氧化處理使得部分有機物結構發生變化，強化了混凝對這些物質的去除效果，經過前述方法的處理，出水中有機物的主要成分是小分子有機物。小分子有機物經活性焦吸附得到去除。
步驟如下：
氧化：均質後的高鹽廢水進入氧化池，加入氧化劑高錳酸鉀，高錳酸鉀濃度為40-80mg/L，反應時間30-60min；
混凝：經氧化處理後的廢水進入混凝池，所用混凝劑為鐵系混凝劑，混凝劑投加量為200-600mg/L，混凝反應時間3-5min；
吸附：混凝攪拌後的廢水進入吸附池，投加粉末性活性焦，投加量在0.5-1.5g/L，吸附時間為60-90min。
固液分離：通過斜板沉澱、微濾膜過濾或旋流分離實現固液分離，停留時間為1-2h。
下面結合具體的實施例進行說明。
實施例1.某煤化工園區含鹽水脫鹽工藝一級濃水，COD 350mg/L，TDS 10000mg/L
含有機物的高鹽廢水首先進入氧化池，高錳酸鉀投加量是40mg/L，反應時間是30min；然後進入到混凝池，聚合硫酸鐵的投加量為400mg/L，攪拌反應3min，出水進入到吸附池，活性焦的投量是0.5g/L，吸附時間60min；吸附處理後的水進入固液分離單元，停留時間為60min，分離後的水進入後續處理單元。經過上述步驟處理後，高鹽水的COD從350mg/L降低到60mg/L，噸水處理成本在2.5元左右。
實施例2.某煤化工園區含鹽水脫鹽工藝二級濃水，COD 500mg/L，TDS 18000mg/L
含有機物的高鹽廢水首先進入氧化池，高錳酸鉀投加量是80mg/L，反應時間是60min；然後進入到混凝池，聚合硫酸鐵的投加量為600mg/L，攪拌反應5min，出水進入到吸附池，活性焦的投量是1.5g/L，吸附時間90min；吸附處理後的水進入固液分離單元，停留時間為90min，分離後的水進入後續處理單元。經過上述步驟處理後，高鹽水的COD從500mg/L降低到96mg/L，噸水處理成本在3.5元左右。
實施例3.某煤化工園區含鹽水脫鹽工藝一級濃水，COD 450mg/L，TDS 15000mg/L
含有機物的高鹽廢水首先進入氧化池，高錳酸鉀投加量是60mg/L，反應時間是45min；然後進入到混凝池，聚合硫酸鐵的投加量為200mg/L，攪拌反應4min，出水進入到吸附池，活性焦的投量是1.0g/L，吸附時間75min；吸附處理後的水進入固液分離單元，停留時間為120min，分離後的水進入後續處理單元。經過上述步驟處理後，高鹽水的COD從450mg/L降低到71mg/L，噸水處理成本在3.0元左右。
通過高錳酸鉀使阻垢劑、分散劑等物質的結構發生變化，使得水體中膠體、顆粒脫穩，有機物容易聚合，從而提高有機物的去除。反應產物新生態水合二氧化錳除催化氧化有機物，還可吸附有機物，形成密實的絮體，絮體尺寸明顯增大，利於固液分離。
投加混凝劑快速攪拌後再投加活性焦可取得較好的強化混凝效果。水中的膠體脫穩後形成了一定粒度的顆粒，難以參與在活性焦表面上的競爭吸附，同時也由於大分子有機物在快速攪拌時被去除，這兩種作用使得活性焦更有利於去除水中溶解性的有機成分。另一方面，在快速攪拌後投加活性焦，可減少其受絮體包裹的影響，使投入的活性焦大都附著於絮體表面，更好地發揮了其吸附有機物的作用，強化了固液分離。
通過幾種技術的集成，實現了有機物的有效去除，COD的去除率可以達到70-80％。通過技術集成，實現協同，處理成本降低了1/4。
本領域技術人員應理解，以上實施例僅是示例性實施例，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。