申請(qǐng)日2017.10.11
公開(kāi)(公告)日2018.02.16
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F101/30
摘要
本發(fā)明提供了一種有機(jī)硅廢水處理系統(tǒng)及其處理方法,所述系統(tǒng)包括廢水預(yù)處理系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng),其中廢水處理系統(tǒng)包括依次連接的中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)、沉降系統(tǒng)、一級(jí)催化氧化系統(tǒng)、一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)、生物處理系統(tǒng)、二級(jí)催化氧化系統(tǒng)和二級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)。本發(fā)明針對(duì)不同種類有機(jī)硅廢水設(shè)置了不同的預(yù)處理系統(tǒng),可以解決有機(jī)硅廢水種類繁多、成分復(fù)雜、廢水排放波動(dòng)性大和規(guī)律性差等問(wèn)題;本發(fā)明所述處理系統(tǒng)綜合處理成本低,對(duì)有機(jī)硅廢水的CODcr去除率高,處理后的廢水可達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種有機(jī)硅廢水處理系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括廢水預(yù)處理系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng),其中廢水處理系統(tǒng)包括依次連接的中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)、沉降系統(tǒng)、一級(jí)催化氧化系統(tǒng)、一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)、生物處理系統(tǒng)、二級(jí)催化氧化系統(tǒng)和二級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng),其特征在于,所述廢水預(yù)處理系統(tǒng)為高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)、高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)或高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理系統(tǒng)中任意一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水為醇含量為2%~70%的有機(jī)硅廢水;
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水為氨氮含量為100mg/L~5000mg/L的有機(jī)硅廢水;
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水為有機(jī)硅低分子含量為1%~40%的廢水;
優(yōu)選地,所述有機(jī)硅低分子為分子量<1000的有機(jī)硅分子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng),其特征在于,所述高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括精餾處理系統(tǒng);
優(yōu)選地,所述精餾處理系統(tǒng)中包括精餾塔;
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括汽提處理系統(tǒng);
優(yōu)選地,所述汽提處理系統(tǒng)包括汽提塔;
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括隔油處理系統(tǒng);
優(yōu)選地,所述隔油處理系統(tǒng)包括隔油池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng),其特征在于,所述一級(jí)催化氧化系統(tǒng)包括依次連接的流化床催化氧化裝置和固定床催化氧化裝置;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置內(nèi)置催化劑;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置的進(jìn)料管路上設(shè)置廢水與引發(fā)劑和氧化劑的預(yù)混裝置;
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧;
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵;
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化裝置中內(nèi)置催化劑;
優(yōu)選地,所述催化劑為金屬?gòu)?fù)合氧化物;
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng),其特征在于,所述一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)中所添加的絮凝劑為聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC;
優(yōu)選地,所述一級(jí)催化氧化系統(tǒng)和一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)之間設(shè)置靜置氧化池;
優(yōu)選地,所述生物處理系統(tǒng)包括依次連接的厭氧氧化裝置和接觸氧化裝置;
優(yōu)選地,所述厭氧氧化裝置中內(nèi)置厭氧細(xì)菌;
優(yōu)選地,所述接觸氧化裝置中內(nèi)置好氧細(xì)菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng),其特征在于,所述二級(jí)催化氧化系統(tǒng)包括依次連接的流化床催化氧化裝置和固定床催化氧化裝置;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置內(nèi)置催化劑;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置的進(jìn)料管路上設(shè)置廢水與引發(fā)劑和氧化劑的預(yù)混裝置;
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧;
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵;
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化裝置中內(nèi)置催化劑;
優(yōu)選地,所述催化劑為金屬?gòu)?fù)合氧化物;
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地,所述二級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)中所添加的絮凝劑為聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)的處理方法,其特征在于,所述處理方法包括以下步驟:
將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的有機(jī)硅廢水依次進(jìn)行中和調(diào)節(jié)、沉降、一級(jí)催化氧化、一級(jí)絮凝沉降、生物處理、二級(jí)催化氧化和二級(jí)絮凝沉降,得到達(dá)標(biāo)廢水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法,其特征在于,所述預(yù)處理為高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理、高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理或高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理中任意一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水為醇含量為2%~70%的有機(jī)硅廢水;
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理為:在堿性條件下進(jìn)行精餾處理;
優(yōu)選地,所述堿性條件的pH為8.0~12.0;
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中CODcr≤30000mg/L、醇類≤1wt%;
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水為氨氮含量為100mg/L~5000mg/L的有機(jī)硅廢水;
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理為:在堿性條件下進(jìn)行汽提處理;
優(yōu)選地,所述堿性條件的pH為8.0~12.0;
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中CODcr≤10000mg/L、氨氮≤100mg/L;
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水為有機(jī)硅低分子含量為1%~40%的廢水;
優(yōu)選地,所述有機(jī)硅低分子為分子量<1000的有機(jī)硅分子;
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理為:對(duì)高有機(jī)硅低分子廢水進(jìn)行隔油處理;
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中CODcr≤40000mg/L、有機(jī)硅低分子≤1wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的處理方法,其特征在于,所述中和調(diào)節(jié)中,中和調(diào)節(jié)pH至6.0~9.0;
優(yōu)選地,所述中和沉降中添加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC;
優(yōu)選地,所述一級(jí)催化氧化包括流化床催化氧化和固定床催化氧化;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5;
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5;
優(yōu)選地,廢水進(jìn)行流化床催化氧化前預(yù)先與引發(fā)劑和氧化劑進(jìn)行預(yù)混;
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵;
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑的添加量為:每噸廢水Fe2+的含量為10g~40g;
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧;
優(yōu)選地,所述雙氧水的濃度為20wt%~30wt%;
優(yōu)選地,所述雙氧水的加入量為:每噸廢水中添加100g~300g;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化和固定床催化氧化中所用催化劑均獨(dú)立地為金屬?gòu)?fù)合氧化物;
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地,所述一級(jí)絮凝沉降過(guò)程中添加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC;
優(yōu)選地,所述絮凝劑的添加量為:每噸廢水中聚丙烯酰胺PAM的添加量為0.5g~1.5g,每噸廢水中聚合氯化鋁PAC的添加量為10g~100g;
優(yōu)選地,所述廢水經(jīng)過(guò)一級(jí)催化氧化后進(jìn)行靜置氧化后,再進(jìn)行一級(jí)絮凝沉降。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9所述的處理方法,其特征在于,所述生物處理包括厭氧氧化和接觸氧化;
優(yōu)選地,所述厭氧氧化的處理時(shí)間為10h~20h;
優(yōu)選地,所述接觸氧化的處理時(shí)間為10h~20h;
優(yōu)選地,所述二級(jí)催化氧化包依次括流化床催化氧化和固定床催化氧化;
優(yōu)選地,廢水進(jìn)行流化床催化氧化前預(yù)先與引發(fā)劑和氧化劑進(jìn)行預(yù)混;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5;
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化中添加引發(fā)劑和氧化劑;
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵;
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑的添加量為:每噸廢水中Fe2+的含量為5g~20g;
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧;
優(yōu)選地,所述雙氧水的濃度為20wt%~30wt%;
優(yōu)選地,所述雙氧水的加入量為:每噸廢水中添加50g~150g;
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化和固定床催化氧化中所用催化劑均獨(dú)立地為金屬?gòu)?fù)合氧化物;
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地,所述二級(jí)絮凝沉降過(guò)程中添加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC;
優(yōu)選地,所述絮凝劑的添加量為:每噸廢水中聚丙烯酰胺PAM的添加量為0.5g~1.5g,每噸廢水中聚合氯化鋁PAC的添加量為10g~100g;
優(yōu)選地,所述廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)催化氧化后進(jìn)行靜置氧化后,再進(jìn)行二級(jí)絮凝沉降;
優(yōu)選地,所述達(dá)標(biāo)廢水中CODcr≤50mg/L,氨氮≤5mg/L,pH=6.0~9.0。
說(shuō)明書(shū)
一種有機(jī)硅廢水處理系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明廢水處理領(lǐng)域,涉及一種有機(jī)硅廢水處理系統(tǒng)及其處理方法,尤其涉及一種成分復(fù)雜且有機(jī)硅含量高的廢水處理系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術(shù)
有機(jī)硅材料具有耐高低溫、耐候、電氣絕緣、耐輻射、阻燃、耐腐蝕、生理惰性以及生物相容性等優(yōu)良特性,因而被廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、電子電器、石油、輕工、建筑、冶金、機(jī)械、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、食品加工、和日用化工等領(lǐng)域,素有“工業(yè)味精”之稱,其產(chǎn)品主要可分為硅油、硅橡膠、硅樹(shù)脂及硅烷偶聯(lián)劑四大類。這些下游產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水中有機(jī)物種類較多,除甲醇、乙醇和有機(jī)硅烷外還有有機(jī)硅中間體、硅烷偶聯(lián)劑及其中間體、硅油、硅樹(shù)脂和硅橡膠等高聚物。
有機(jī)硅廢水往往呈酸性,具有毒性大、種類繁多、成分復(fù)雜和可生化性差等顯著特點(diǎn),一直以來(lái)困擾著有機(jī)硅行業(yè)的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)主要的處理技術(shù)有“鐵屑流化床+Fenton催化氧化+混凝”、“汽提+酸化+微電解+曝氣+混凝”和“隔油+氣浮+混凝+砂濾”等處理技術(shù)。傳統(tǒng)處理方法具有投資大、耗電量大、污泥產(chǎn)生量大、場(chǎng)地占用大,且處理后廢水指標(biāo)難以達(dá)到企業(yè)要求等眾多不足,而且目前的處理方法大都是將廢水統(tǒng)一進(jìn)行處理,但有機(jī)硅廢水種類繁多,相同的處理方法往往會(huì)帶來(lái)不同的處理效果,就會(huì)造成廢水排放波動(dòng)性大、規(guī)律性差的問(wèn)題,因此有機(jī)硅廢水的分類處理也是研究的方向之一。
CN 105347612 A公開(kāi)了一種含有有機(jī)硅廢水的凈化處理方法,有機(jī)硅廢水依次經(jīng)過(guò)厭氧反應(yīng)、好氧反應(yīng)、絮凝沉淀、二次厭氧反應(yīng)、二次好氧反應(yīng)和二次絮凝沉淀處理,該方法能夠?qū)⒑袡C(jī)硅廢水的COD直接處理到50mg/L以下。但該方法僅適用于CODcr≤3500mg/L、氯離子≤4000mg/L的系統(tǒng),無(wú)法處理有機(jī)硅下游產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的種類復(fù)雜以及高COD的有機(jī)硅類廢水。
CN 105293807 A公開(kāi)了一種有機(jī)硅廢水凈化處理系統(tǒng),包括使用管道依次串聯(lián)的絮凝沉淀器、汽提器、催化氧化器、活性炭過(guò)濾器和回用水箱,通過(guò)對(duì)有機(jī)硅廢水依次進(jìn)行絮凝、汽提、催化氧化和過(guò)濾處理而將有機(jī)硅廢水凈化回收,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),但該系統(tǒng)需用到汽提和催化氧化等步驟,存在所需設(shè)備成本高,能耗偏高,藥劑使用量大及污泥產(chǎn)生量大等缺點(diǎn)。
CN 102976537 B公開(kāi)了一種有機(jī)硅廢水的綜合物化處理裝置及方法,廢水經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池預(yù)處理、第一次微濾旋轉(zhuǎn)膜過(guò)濾、第一次紫外線照射、第一次內(nèi)電解、第二次微濾旋轉(zhuǎn)膜過(guò)濾、第二次紫外線照射、第二次內(nèi)電解、第三次微濾旋轉(zhuǎn)膜過(guò)濾、活性炭吸附、碳石纖維聚合粒料吸附和超濾反滲透過(guò)濾,使出水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法中涉及紫外照射、內(nèi)電解等工藝,設(shè)備投資大、能耗高;涉及微濾膜、反滲透膜等裝置,膜在使用過(guò)程中其處理量會(huì)逐漸下降,且廢棄膜對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
CN 104291509 B公開(kāi)了一種有機(jī)硅廢水的分類處理裝置和方法,所述處理裝置包括一級(jí)廢水處理單元、二級(jí)廢水處理單元、三級(jí)廢水處理單元和四級(jí)廢水處理單元,分別對(duì)一類廢水、二類廢水、三類廢水和四類廢水進(jìn)行相應(yīng)的處理,然后再根據(jù)廢水的特點(diǎn)有針對(duì)性的進(jìn)行廢水處理。該方法中涉及蒸發(fā)系統(tǒng)、微電解系統(tǒng)、高級(jí)氧化系統(tǒng)、UASB系統(tǒng)、接觸氧化系統(tǒng)等眾多處理系統(tǒng),處理工藝復(fù)雜,占地面積大,處理成本高,設(shè)備投資大。
因此,如何對(duì)成分復(fù)雜且含量較高的有機(jī)硅廢水進(jìn)行深度處理,同時(shí)降低處理成本,以得到達(dá)標(biāo)廢水是需要解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有有機(jī)硅廢水處理所存在的問(wèn)題,本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)硅廢水處理系統(tǒng)及其處理方法。本發(fā)明針對(duì)不同種類的有機(jī)硅廢水設(shè)置了不同的預(yù)處理系統(tǒng),可以有效解決有機(jī)硅廢水種類繁多、成分復(fù)雜的問(wèn)題,降低了后續(xù)處理過(guò)程的負(fù)擔(dān);再經(jīng)過(guò)廢水處理系統(tǒng)的各級(jí)處理工藝,使得處理后的有機(jī)硅類廢水可達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明提供了一種有機(jī)硅廢水處理系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括廢水預(yù)處理系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng),其中廢水處理系統(tǒng)包括依次連接的中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)、沉降系統(tǒng)、一級(jí)催化氧化系統(tǒng)、一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)、生物處理系統(tǒng)、二級(jí)催化氧化系統(tǒng)和二級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)。
以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制,通過(guò)以下技術(shù)方案,可以更好地達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述廢水預(yù)處理系統(tǒng)為高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)、高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)或高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理系統(tǒng)中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)和高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)的組合,高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)和高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理系統(tǒng)的組合,高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)、高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)和高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理系統(tǒng)的組合等。
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水為醇含量為2%~70%的有機(jī)硅廢水,例如2%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或70%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水為氨氮含量為100mg/L~5000mg/L的有機(jī)硅廢水,例如100mg/L、200mg/L、500mg/L、1000mg/L、2000mg/L、3000mg/L、4000mg/L或5000mg/L等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水為有機(jī)硅低分子含量為1%~40%的廢水,例如1%、5%、10%、20%、30%或40%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述有機(jī)硅低分子為分子量<1000的有機(jī)硅分子,例如100、200、300、400、500、600、700、800、900或999等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
本發(fā)明針對(duì)不同種類的有機(jī)硅廢水設(shè)置了不同的預(yù)處理系統(tǒng),可以解決有機(jī)硅廢水種類繁多、成分復(fù)雜、廢水排放波動(dòng)性大和規(guī)律性差等問(wèn)題,經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的有機(jī)硅廢水中CODcr含量以及醇含量、氨氮含量和有機(jī)硅低分子等的含量可以滿足后續(xù)處理的要求,以降低后續(xù)處理過(guò)程的處理負(fù)擔(dān),降低后續(xù)負(fù)面影響,同時(shí)也避免了資源的浪費(fèi)。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括精餾處理系統(tǒng)。
優(yōu)選地,所述精餾處理系統(tǒng)中包括精餾塔。
本發(fā)明中,所述精餾處理系統(tǒng)用于在堿性條件下脫除廢水中大部分醇類物質(zhì)。
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括汽提處理系統(tǒng)。
優(yōu)選地,所述汽提處理系統(tǒng)包括汽提塔。
本發(fā)明中,所述汽提處理系統(tǒng)用于在堿性條件下脫除廢水中大部分的氨氮。
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括隔油處理系統(tǒng)。
優(yōu)選地,所述隔油處理系統(tǒng)包括隔油池。
本發(fā)明中,所述隔油處理可以去除廢水中大部分的低分子化合物。
本發(fā)明中,由于后續(xù)催化氧化系統(tǒng)中使用的催化劑和引發(fā)劑等物質(zhì)需要在合適的pH下才可達(dá)到所需的處理效果,故先將廢水的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié);同時(shí),預(yù)沉池在于去除廢水中污泥,減少污泥對(duì)后續(xù)處理過(guò)程的影響。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述一級(jí)催化氧化系統(tǒng)包括依次連接的流化床催化氧化裝置和固定床催化氧化裝置。本發(fā)明中,所述廢水先經(jīng)流化床進(jìn)行氧化,然后進(jìn)入固定床進(jìn)行分子裂解,并不斷在流化床和固定床堿進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置內(nèi)置催化劑。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置的進(jìn)料管路上設(shè)置廢水與引發(fā)劑和氧化劑的預(yù)混裝置。
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,所述空氣是在氧化過(guò)程中不斷從流化床和固定床裝置內(nèi)水流相反方向曝空氣而進(jìn)行預(yù)混的;輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:硫酸亞鐵和氯化亞鐵的組合,氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,硫酸亞鐵、氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵。
本發(fā)明中,廢水在氧化劑和引發(fā)劑的作用下可以不斷產(chǎn)生羥基自由基,發(fā)生液膜氧化反應(yīng),達(dá)到去除廢水COD的目的。
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化裝置中內(nèi)置催化劑。
優(yōu)選地,所述催化劑為金屬?gòu)?fù)合氧化物。
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:鐵和鎂的組合,鋅和銅的組合,鐵、鎂和鋅的組合,鎂、鋅和銅的組合等。
本發(fā)明中,固定床中空氣與催化劑作用,使大分子鏈的有機(jī)硅低分子發(fā)生裂解反應(yīng),達(dá)到降解有機(jī)物的目的,廢水在每級(jí)氧化系統(tǒng)中循環(huán),從而達(dá)到較高的COD去除率。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)中所添加的絮凝劑為聚丙烯酰胺(PAM)和/或聚合氯化鋁(PAC)。
本發(fā)明中所述廢水需要先經(jīng)過(guò)催化氧化后再進(jìn)行絮凝沉降處理,若未經(jīng)催化氧化而直接進(jìn)行絮凝沉降會(huì)使廢水不能達(dá)到去除COD的有益效果,不能直接進(jìn)入后續(xù)的生化系統(tǒng),僅僅能夠降低廢水中的懸浮性物質(zhì)。
優(yōu)選地,所述一級(jí)催化氧化系統(tǒng)和一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)之間設(shè)置靜置氧化池。
優(yōu)選地,所述生物處理系統(tǒng)包括依次連接的厭氧氧化裝置和接觸氧化裝置。
優(yōu)選地,所述厭氧氧化裝置中內(nèi)置厭氧細(xì)菌。
優(yōu)選地,所述接觸氧化裝置中內(nèi)置好氧細(xì)菌。
本發(fā)明所用厭氧細(xì)菌和好氧細(xì)菌均為本領(lǐng)域常規(guī)細(xì)菌,故對(duì)其種類不再贅述。
本發(fā)明中,經(jīng)過(guò)前述催化氧化和絮凝沉降后,進(jìn)行生物厭氧氧化和接觸氧化處理,可以在細(xì)菌的氧化作用下進(jìn)一步明顯降低廢水的COD,提高廢水的可化學(xué)氧化性;若不經(jīng)催化氧化和絮凝沉降而直接進(jìn)行生物厭氧氧化和接觸氧化處理,會(huì)是由于廢水原水具有較大的毒性,導(dǎo)致生化系統(tǒng)大量細(xì)菌死去,不能達(dá)到生化處理的有益效果。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述二級(jí)催化氧化系統(tǒng)包括依次連接的流化床催化氧化裝置和固定床催化氧化裝置。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置內(nèi)置催化劑。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化裝置的進(jìn)料管路上設(shè)置廢水與引發(fā)劑和氧化劑的預(yù)混裝置。
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,所述空氣是在氧化過(guò)程中不斷從流化床和固定床裝置內(nèi)水流相反反向曝空氣而進(jìn)行預(yù)混的;輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:硫酸亞鐵和氯化亞鐵的組合,氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,硫酸亞鐵、氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵。
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化裝置中內(nèi)置催化劑。
優(yōu)選地,所述催化劑為金屬?gòu)?fù)合氧化物。
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:鐵和鎂的組合,鋅和銅的組合,鐵、鎂和鋅的組合,鎂、鋅和銅的組合等。
優(yōu)選地,所述二級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)中所添加的絮凝劑為聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC。
本發(fā)明中,所述二級(jí)催化氧化系統(tǒng)和二級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)的處理過(guò)程與一級(jí)催化氧化系統(tǒng)和一級(jí)絮凝沉降系統(tǒng)相同,對(duì)于經(jīng)過(guò)前述處理的廢水,進(jìn)行二次催化氧化和絮凝沉降,目的在于經(jīng)生化處理后的廢水可化學(xué)氧化性增加,進(jìn)一步氧化降低廢水COD后方可使廢水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
第二方面,本發(fā)明提供了上述處理系統(tǒng)的處理方法,所述處理方法包括以下步驟:
將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的有機(jī)硅廢水依次進(jìn)行中和調(diào)節(jié)、沉降、一級(jí)催化氧化、一級(jí)絮凝沉降、生物處理、二級(jí)催化氧化和二級(jí)絮凝沉降,得到達(dá)標(biāo)廢水。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述預(yù)處理為高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理、高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理或高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理和高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理的組合,高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理和高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理的組合,高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理、高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理和高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理的組合等。
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水為醇含量為2%~70%的有機(jī)硅廢水。
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水預(yù)處理為在堿性條件下進(jìn)行精餾處理,以脫除廢水中的大部分的醇類物質(zhì)。
優(yōu)選地,所述堿性條件的pH為8.0~12.0,例如8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5或12.0等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述高醇類有機(jī)硅廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中CODcr≤30000mg/L、醇類≤1wt%。
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水為氨氮含量為100mg/L~5000mg/L的有機(jī)硅廢水。
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水預(yù)處理為在堿性條件下進(jìn)行汽提處理,以脫除廢水中大部分的氨氮物質(zhì)。
優(yōu)選地,所述堿性條件的pH為8.0~12.0,例如8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5或12.0等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述高氨氮類有機(jī)硅廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中CODcr≤10000mg/L、氨氮≤100mg/L。
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水為有機(jī)硅低分子含量為1%~40%的廢水。
優(yōu)選地,所述有機(jī)硅低分子為分子量<1000的有機(jī)硅分子,例如100、200、300、400、500、600、700、800、900或999等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水預(yù)處理為對(duì)其進(jìn)行隔油處理,以除去廢水中大部分低分子化合物。
優(yōu)選地,所述高有機(jī)硅低分子類廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中CODcr≤40000mg/L、有機(jī)硅低分子≤1wt%。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述中和調(diào)節(jié)中,中和調(diào)節(jié)pH至6.0~9.0,例如6.0、6.3、6.7、7.0、7.3、7.5、7.6、7.7、8.0、8.3、8.5、8.7或9.0等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述中和沉降中添加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC。
優(yōu)選地,所述一級(jí)催化氧化依次包括流化床催化氧化和固定床催化氧化。
本發(fā)明中,所述廢水先經(jīng)流化床進(jìn)行氧化,然后進(jìn)入固定床進(jìn)行分子裂解,并不斷在流化床和固定床反應(yīng)器間進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5,例如3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4或4.5等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5,例如3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4或4.5等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,廢水進(jìn)行流化床催化氧化前預(yù)先與引發(fā)劑和氧化劑進(jìn)行預(yù)混。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽,優(yōu)選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:硫酸亞鐵和氯化亞鐵的組合,氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,硫酸亞鐵、氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑的添加量為:每噸廢水中Fe2+添加的含量為10g~40g,例如10g、13g、16g、19g、22g、25g、28g、31g、34g、37g或40g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
本發(fā)明中,所述引發(fā)劑的加入量需控制在合理范圍內(nèi)才能達(dá)到較為理想的催化氧化效果,若引發(fā)劑加入過(guò)多,會(huì)使處理后廢水產(chǎn)生的污泥量增大,增加廢水處理成本;若引發(fā)劑加入量不足,會(huì)使催化氧化效果降低,不能達(dá)到應(yīng)有的COD去除率。
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧。
優(yōu)選地,所述雙氧水的濃度為20wt%~30wt%,例如20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述雙氧水的加入量為每噸廢水中添加100g~300g,例如100g、120g、140g、160g、180g、200g、220g、240g、260g、280g或300g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化和固定床催化氧化中所用催化劑均獨(dú)立地為金屬?gòu)?fù)合氧化物。
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:鐵和鎂的組合,鋅和銅的組合,鐵、鎂和鋅的組合,鎂、鋅和銅的組合等。
優(yōu)選地,所述一級(jí)絮凝沉降過(guò)程中添加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM和/或聚丙烯酰胺PAC。
優(yōu)選地,所述絮凝劑的添加量為:每噸廢水中聚丙烯酰胺PAM的添加量為0.5g~1.5g,例如0.5g、0.7g、0.9g、1g、1.3g或1.5g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用;每噸廢水中聚合氯化鋁PAC的添加量為10g~100g,例如10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g或100g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述廢水經(jīng)過(guò)一級(jí)催化氧化后進(jìn)行靜置氧化后,再進(jìn)行一級(jí)絮凝沉降。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述生物處理包括厭氧氧化和接觸氧化。
優(yōu)選地,所述厭氧氧化的處理時(shí)間為10h~20h,例如10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述接觸氧化的處理時(shí)間為10h~20h,例如10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述二級(jí)催化氧化依次包括流化床催化氧化和固定床催化氧化。
優(yōu)選地,廢水進(jìn)行流化床催化氧化前預(yù)先與引發(fā)劑和氧化劑進(jìn)行預(yù)混。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5,例如3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4或4.5等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述固定床催化氧化過(guò)程中pH為3.5~4.5,例如3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4或4.5等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化中添加引發(fā)劑和氧化劑。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑為二價(jià)鐵鹽為硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:硫酸亞鐵和氯化亞鐵的組合,氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,硫酸亞鐵、氯化亞鐵和硝酸亞鐵的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸亞鐵。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑的添加量為:每噸廢水中Fe2+添加的含量為5g~20g,例如5g、7g、9g、10g、12g、14g、16g、18g或20g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述氧化劑包括主氧化劑和輔助氧化劑,其中主氧化劑為空氣,輔助氧化劑為產(chǎn)生羥基自由基的物質(zhì),優(yōu)選為雙氧水和/或臭氧。
優(yōu)選地,所述雙氧水的濃度為20wt%~30wt%,例如20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述雙氧水的加入量為每噸廢水中添加50g~150g,例如50g、60g、70g、80g、90g、100g、110g、120g、130g、140g或150g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述流化床催化氧化和固定床催化氧化中所用催化劑均獨(dú)立地為金屬?gòu)?fù)合氧化物。
優(yōu)選地,所述金屬?gòu)?fù)合氧化物中的金屬為鐵、鎂、鋅或銅中任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:鐵和鎂的組合,鋅和銅的組合,鐵、鎂和鋅的組合,鎂、鋅和銅的組合等。
優(yōu)選地,所述二級(jí)絮凝沉降過(guò)程中添加絮凝劑聚丙烯酰胺PAM和/或聚合氯化鋁PAC。
優(yōu)選地,所述絮凝劑的添加量為:每噸廢水中聚丙烯酰胺PAM的添加量為0.5g~1.5g,例如0.5g、0.7g、0.9g、1g、1.3g或1.5g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用;每噸廢水中聚合氯化鋁PAC的添加量為10g~100g,例如10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g或100g等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地,所述廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)催化氧化后進(jìn)行靜置氧化后,再進(jìn)行二級(jí)絮凝沉降。
優(yōu)選地,所述達(dá)標(biāo)廢水中CODcr≤50mg/L,氨氮≤5mg/L,pH=6.0~9.0,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明針對(duì)不同種類有機(jī)硅廢水設(shè)置了不同的預(yù)處理系統(tǒng),可以解決有機(jī)硅廢水種類繁多、成分復(fù)雜、廢水排放波動(dòng)性大和規(guī)律性差等問(wèn)題;
(2)本發(fā)明對(duì)廢水中的有用組分醇類、低分子等在預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行回收,既可以避免資源的浪費(fèi),同時(shí)降低了后處理系統(tǒng)的負(fù)荷,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益;
(3)本發(fā)明所述催化氧化系統(tǒng)中,主氧化劑采用的是空氣,使得藥劑成本降低,污泥產(chǎn)生量減少,從而使廢水綜合處理成本大大降低;
(4)本發(fā)明所述處理系統(tǒng)使有機(jī)硅廢水的CODcr去除率高達(dá)95%以上,處理后的廢水可達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。