一種廢水的深度處理工藝的製作方法

2023-10-09 16:44:29 4

本發明屬於廢水處理技術領域，具體涉及一種廢水的新型深度處理工藝。

背景技術：

人類生產活動造成的水體汙染中，工業引起的水體汙染最嚴重。如工業廢水，它含汙染物多，成分複雜，不僅在水中不易淨化，而且處理也比較困難。工業廢水，是工業汙染引起水體汙染的最重要的原因。它佔工業排出的汙染物的大部分。工業廢水所含的汙染物因工廠種類不同而千差萬別，即使是同類工廠，生產過程不同，其所含汙染物的質和量也不一樣。工業除了排出的廢水直接注入水體引起汙染外，固體廢物和廢氣也會汙染水體。

在眾多種類的工業廢水中，製漿造紙工業廢水具有排放量大、CODCr濃度高、色度高、組分複雜、有毒有害物質多等特點，一直是我國水環境汙染控制的重點和難點。目前製漿造紙廢水處理一般採用「物化+生化」的處理工藝，生化出水中殘留大量木素及其降解碎片、衍生物等，導致CODCr、色度仍較高，無法滿足新排放標準的要求，因此還需對生化出水進行深度處理。

目前常用的深度處理方式主要有芬頓氧化、活性炭吸附、混凝沉澱、微濾等技術以及其組合，其中芬頓氧化加絮凝沉澱工藝最為常見。但普通的芬頓氧化工藝存在反應效率低、出水不穩定、藥劑使用量大，經濟成本高等問題。

技術實現要素：

為此，本發明的旨在針對現有技術存在的問題，提供一種新型深度處理工藝，用於廢水的深度處理，尤其是製漿造紙廢水的深度處理。

為實現上述目的，本發明的廢水的深度處理工藝包括如下步驟：

將已經經過生化處理的廢水送至第一調節池中調節pH至4-5，得到調節廢水；

將所述調節廢水送至加藥池中，其中所述加藥池由兩個尺寸相同且完全隔開的單元構成，過氧化氫和硫酸亞鐵溶液分別被加入到該兩個單元內與調節廢水混合，得到第一混合廢水和第二混合廢水；

將所述第一混合廢水和第二混合廢水送至反應池中進行反應，得到混合液；

將所述混合液送至第二調節池調節pH至6-7，得調節混合液；

將所述調節混合液送至絮凝沉澱池中進行絮凝沉澱。

可選地，根據本發明的處理工藝，所述混合液的一部分被送至加藥池前端。

可選地，根據本發明的處理工藝，已經經過生化處理的廢水的CODCr濃度為100-500mg/L，固體懸浮物濃度為10-50mg/L。

可選地，根據本發明的處理工藝，加藥池中投加的是濃度為27.5％的過氧化氫和濃度為15％硫酸亞鐵溶液。

可選地，根據本發明的處理工藝，硫酸亞鐵溶液由純FeSO4·7H2O配置而成，每1噸調節廢水中，過氧化氫的用量為0.5-1.5kg，純FeSO4·7H2O的用量為0.5-1.5kg。

可選地，根據本發明的處理工藝，所述第一混合廢水和第二混合廢水在反應池中的停留時間為0.5-1.5h。

可選地，根據本發明的處理工藝，所述混合液的100％-150％被送至加藥池前端。

可選地，根據本發明的處理工藝，在第一調節池中加入硫酸來調節pH，在第二調節池中加入鹼來調節pH。

可選地，根據本發明的處理工藝，在所述絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺作為絮凝劑。

可選地，根據本發明的處理工藝，每1噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺2-4g。

本發明的有益效果：

(1)將藥劑過氧化氫和硫酸亞鐵溶液先分別投加到兩個隔離的加藥單元中與廢水充分混合後，再進入反應池進行氧化反應，該方式可以有效降低反應池中由於局部藥劑濃度過高導致的副反應通量過高、主反應效率下降、藥劑浪費等問題。

(2)通過設置從反應池末端到加藥池前端的循環，改善了反應池內流態，增加了反應效率，降低了藥劑使用量，節省了經濟成本並且降低了出水色度。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本發明的限制。在附圖中：

圖1為本發明所述廢水的深度處理工藝的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步的描述。

本發明提出了一種用於處理廢水的新型芬頓工藝流程，其特點在於改變了傳統的藥劑投加位點及方式，提高廢水處理效率。

圖1示出了本發明廢水的新型深度處理工藝的流程示意圖。如圖1所示，該處理工藝包括如下步驟：

(1)將已經經過生化處理的廢水送至第一調節池中調節pH至4-5，得到調節廢水。一般地，經過生化處理後的廢水水質的主要特徵為：CODCr在100-500mg/L，固體懸浮物濃度在10-50mg/L。

(2)通過輸送泵將所述調節廢水送至加藥池中，其中所述加藥池由兩個尺寸相同且完全隔開的單元構成，過氧化氫和硫酸亞鐵溶液分別由輸送泵輸送到該兩個單元內，分別與其中的調節廢水混合，得到第一混合廢水和第二混合廢水。

(3)所述第一混合廢水和第二混合廢水通過高位溢流進入反應池。在反應池內的進水口可設置篩板分布器，第一混合廢水和第二混合廢水混合產生鏈式反應，通過氧化作用降解廢水中的COD。反應完成後得到混合液。

(4)將混合液的通過高位溢流進入第二調節池內，調節pH至6-7，得調節混合液。

(5)最後將所述調節混合液推流進入絮凝沉澱池中進行絮凝沉澱。

本發明的處理工藝中，還可以將混合液的一部分通過循環泵輸送至加藥池前端(即加藥池的進水口)，剩餘部分送至第二調節池。優選地，所述混合液的100％-150％(即，回流比設置為100％-150％)被送至加藥池前端。

本發明所述處理工藝中，在第一調節池中添加硫酸來調節pH直至達到需要的值。一般使用98％濃硫酸，濃硫酸的投加量是每噸廢水中加入0.5-1.5kg。

本發明所述處理工藝中，在第二調節池中通過加入液鹼來調節pH。一般使用的是濃度為30％的NaOH溶液，其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是0.4-0.8kg。即，將該用量的純NaOH溶於水中配置成濃度為30％的NaOH溶液，將該溶液加入第二調節池中來調節pH。

本發明所述處理工藝中，加藥池中投加的是濃度為27.5％的過氧化氫和濃度為15％硫酸亞鐵溶液。其中，硫酸亞鐵溶液由純FeSO4·7H2O加入水中配置而成。優選地，每1噸調節廢水中投加過氧化氫0.5-1.5kg，投加純FeSO4·7H2O 0.5-1.5kg。

本發明所述處理工藝中，所述第一混合廢水和第二混合廢水在反應池中的停留時間為0.5-1.5h。

本發明的處理工藝中，在所述絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺作為絮凝劑，使廢水進行絮凝沉澱，以除去水中的COD和固體懸浮物(SS)，達到處理要求。優選地，每1噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺2-4g。

為了具體的描述本發明，申請人以下述具體實施例進行示例性說明。應當理解的是，下述具體的實施例僅作為本發明的具體實現方式的示例性說明，而不構成對本發明範圍的限制。

若未特別指明，實施例中所用的化學試劑均為常規市售試劑，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。

處理對象：某瓦楞紙工廠生化出水，水量約為1500噸每天，其水質特徵為：總CODCr含量為200mg/L-250mg/L，溶解性CODCr含量為150-200mg/L，pH為7-8，SS≤20mg/L。

下述實施例1-3採用本發明的深度處理工藝對上述廢水進行處理，對比例1-3採用傳統芬頓工藝進行處理。其中，實施例1與對比例1的處理效果相同，實施例2與對比例2的處理效果相同，實施例3與對比例3的處理效果相同，以考察同等處理效果的情況下各自藥劑的使用量。

實施例4通過小試試驗模擬本發明的深度處理工藝對上述廢水的處理，對比例4通過小試試驗模擬傳統芬頓工藝對該廢水的處理。在實施例4和對比例4中，過氧化氫和硫酸亞鐵投加量相同，考察最終出水COD情況。

本領域技術人員應當理解的是，本發明某瓦楞紙廠的生化出水的處理過程僅為示例性說明，本發明的深度處理工藝可以適用於任何其他類廢水的處理。

實施例1

按下述步驟對上述廢水進行處理：

(1)在第一調節池中投加98％濃硫酸，將上述廢水pH調整至4-5，得到調節廢水，其中每噸廢水中投加1.5kg濃硫酸。

(2)將調節廢水輸送至加藥池的兩個彼此獨立的單元中，並向該兩個單元分別投加濃度為27.5％的過氧化氫溶液和濃度為15％的硫酸亞鐵溶液，使過氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液分別與廢水混合，得到第一廢水和第二廢水。其中，每噸調節廢水中過氧化氫的使用量為0.5kg，純FeSO4·7H2O的使用量為1kg。

(3)將第一廢水和第二廢水在反應池中接觸並反應1.5h，得到混合液，並在反應池末端部分將混合液回流到加藥池前端，回流比設置為100％，剩餘部分混合液送至第二調節池。

(4)在第二調節池中投加濃度為30％的NaOH溶液，將剩餘混合液的pH調整至6-7，得到調節混合液。其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是0.4kg。

(5)將調節混合液送至絮凝沉澱池中，並在絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺，使廢水進行絮凝沉澱。每噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺2g。沉澱後出水水質總CODCr含量為＜50mg/L。

實施例2

按下述步驟對上述廢水進行處理：

(1)在第一調節池中投加98％濃硫酸，將上述廢水pH調整至4-5，得到調節廢水，其中每噸廢水中投加1kg濃硫酸。

(2)將調節廢水輸送至加藥池的兩個彼此獨立的單元中，並向該兩個單元分別投加濃度為27.5％的過氧化氫溶液和濃度為15％的硫酸亞鐵溶液，使過氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液分別與廢水混合，得到第一廢水和第二廢水。其中，每噸調節廢水中的使用量為1kg，純FeSO4·7H2O的使用量為1.5kg。

(3)將第一廢水和第二廢水在反應池中接觸並反應1h，得到混合液，並在反應池末端將部分混合液回流到加藥池前端，回流比設置為150％，剩餘部分混合液送至第二調節池。

(4)在第二調節池中投加濃度為30％的NaOH溶液，將混合液pH調整至6-7，得到調節混合液。其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是0.8kg。

(5)將調節混合液送至絮凝沉澱池中，並在絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺，使廢水進行絮凝沉澱。每噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺4g。沉澱後出水水質總CODCr含量為＜70mg/L。

實施例3

按下述步驟對上述廢水進行處理：

(1)在第一調節池中投加98％濃硫酸，將上述廢水pH調整至4-5，得到調節廢水，其中每噸廢水中投加0.5kg濃硫酸。

(2)將調節廢水輸送至加藥池的兩個彼此獨立的單元中，並向該兩個單元分別投加濃度為27.5％的過氧化氫溶液和濃度為15％的硫酸亞鐵溶液，使過氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液分別與廢水混合，得到第一廢水和第二廢水。其中，每噸調節廢水中過氧化氫的使用量為1.5kg，純FeSO4·7H2O的使用量為0.5kg。

(3)將第一廢水和第二廢水在反應池中接觸並反應0.5h，得到混合液，並在反應池末端將部分混合液回流到加藥池前端，回流比設置為120％，剩餘部分混合液送至第二調節池。

(4)在第二調節池中投加濃度為30％的NaOH溶液，將混合液pH調整至6-7，得到調節混合液。其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是0.6kg。

(5)將調節混合液送至絮凝沉澱池中，並在絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺，使廢水進行絮凝沉澱。每噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺3g。沉澱後出水水質總CODCr含量為＜80mg/L。

實施例4

按下述步驟進行模擬小試試驗：

(1)取上述廢水6L，置於10L量杯A中，滴加30％硫酸調節pH至4-5；

(2)將pH 4-5的廢水平均分裝到兩個編號為B、C的5L量杯中。向B量杯中加入27.5％過氧化氫溶液4-6g，向C量杯中加入純度＞99％的FeSO4·7H2O 10-15g，攪拌均勻；

(3)將B、C兩個量杯中的廢水同時倒入A量杯中，並快速攪拌反應10-20min後，滴加20％NaOH溶液調節pH至7左右；

(4)投加適量的陽離子聚丙烯醯胺，快速攪拌1-2min，靜置2-4h，取上層清液檢測CODcr，為40-50mg/L；

對比例1

按下述步驟對上述廢水進行處理：

(1)在第一調節池中投加98％濃硫酸，將上述廢水pH調整至4-5，得到調節廢水，其中每噸廢水中投加2kg濃硫酸。

(2)將調節廢水輸送至反應池中，並向反應池投加濃度為27.5％的過氧化氫溶液和濃度為15％的硫酸亞鐵溶液，使過氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液與廢水混合併反應1.5h，得到混合廢水。其中，每噸調節廢水中過氧化氫的使用量為0.5kg，純FeSO4·7H2O的使用量為1.5kg。

(3)將得到的混合廢水送至第二調節池中。在第二調節池中投加濃度為30％的NaOH溶液，將混合液pH調整至6-7，得到調節混合液。其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是0.5kg。

(4)將調節混合液送至絮凝沉澱池中，並在絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺，使廢水進行絮凝沉澱。每噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺2g。

對比例2

按下述步驟對上述廢水進行處理：

(1)在第一調節池中投加98％濃硫酸，將上述廢水pH調整至4-5，得到調節廢水，其中每噸廢水中投加1.5kg濃硫酸。

(2)將調節廢水輸送至反應池中，並向反應池投加濃度為27.5％的過氧化氫溶液和濃度為15％的硫酸亞鐵溶液，使過氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液與廢水混合併反應1h，得到混合廢水。其中，每噸調節廢水中過氧化氫的使用量為1kg，純FeSO4·7H2O的使用量為2kg。

(3)將得到的混合廢水送至第二調節池中。在第二調節池中投加濃度為30％的NaOH溶液，將混合液pH調整至6-7，得到調節混合液。其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是1kg。

(4)將調節混合液送至絮凝沉澱池中，並在絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺，使廢水進行絮凝沉澱。每噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺4g。

對比例3

按下述步驟對上述廢水進行處理：

(1)在第一調節池中投加98％濃硫酸，將上述廢水pH調整至4-5，得到調節廢水，其中每噸廢水中投加1kg濃硫酸。

(2)將調節廢水輸送至反應池中，並向反應池投加濃度為27.5％的過氧化氫和濃度為15％硫酸亞鐵溶液，使過氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液與廢水混合併反應1.5h，得到混合廢水。其中，每噸調節廢水中過氧化氫的使用量為1.5kg，純FeSO4·7H2O的使用量為1kg。

(3)將得到的混合廢水送至第二調節池中。在第二調節池中投加濃度為30％的NaOH溶液，將混合液pH調整至6-7，得到調節混合液。其中，以1噸混合液為基準，純NaOH的用量是0.8kg。

(4)將調節混合液送至絮凝沉澱池中，並在絮凝沉澱池中投加陽離子聚丙烯醯胺，使廢水進行絮凝沉澱。每噸調節混合液中投加陽離子聚丙烯醯胺3g。

對比例4

(1)取上述廢水6L，置於洗淨的10L量杯A中，滴加30％硫酸調節pH至4-5；

(2)向量杯A中投加純度＞99％的FeSO4·7H2O 10-15g，攪拌至溶解完全後加入27.5％過氧化氫溶液4-6g，快速攪拌反應10-20min後，滴加20％NaOH溶液調節pH至7左右；

(3)投加適量的陽離子聚丙烯醯胺，快速攪拌1-2min，靜置2-4h，取上層清液檢測CODcr，為45-55mg/L。

結果討論

1.實施例1-3與對比例1-3中，試劑的使用情況如下表1所示。

表1

由上述表1可以看出，在實現同等處理效果的情況下，與傳統芬頓處理工藝相比，本發明的深度處理工藝中濃硫酸、七水合硫酸亞鐵和氫氧化鈉的使用量均有明顯降低，從而大大降低了廢水處理成本。

2.由實施例4與對比例4的處理結果可以看出，在過氧化氫和七水合硫酸亞鐵投加量相同的情況下，本發明的深度處理工藝比傳統芬頓工藝最終出水COD低10％左右，廢水處理效果大大提高。

應該注意的是，上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，並且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的範圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞「包含」不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序，可將這些單詞解釋為名稱。