申請(qǐng)日2013.12.12
公開(kāi)(公告)日2014.04.16
IPC分類號(hào)C02F1/467; C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置及其方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置包括：中和池A、厭氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、電催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C、中間水池、機(jī)械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器。本發(fā)明的方法先通過(guò)厭氧+好氧的生化處理工藝去除絕大部分污染物，然后通過(guò)電催化氧化處理單元提高廢水可生化性，再通過(guò)好氧生化處理單元去除大部分污染物，最后通過(guò)機(jī)械過(guò)濾和活性炭過(guò)濾工藝進(jìn)行把關(guān)，保證出水達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明工藝處理效果好、工藝成本低，采用本發(fā)明的裝置及方法處理奧克托今生產(chǎn)廢水后的各項(xiàng)指標(biāo)，COD(化學(xué)需氧量)可降至50mg/L以下，奧克托今小于0.5mg/L。
權(quán)利要求書
1.一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置，其特征是：該裝置包括：中和池A、 厭氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、電催化氧化池、中和池B、沉淀池B、 好氧池B、沉淀池C、中間水池、機(jī)械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器;
中和池A內(nèi)設(shè)置pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置、堿性調(diào)節(jié)劑投放裝置及曝氣攪拌裝置; 其中，堿性調(diào)節(jié)劑投放裝置根據(jù)pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的pH預(yù)定范圍自動(dòng)控制 投加量，將待處理廢水的pH調(diào)整至預(yù)定范圍;
厭氧池為封閉池體，外部設(shè)置保溫層、加熱裝置和溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置，內(nèi) 部設(shè)置厭氧填料，加熱裝置根據(jù)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置設(shè)置的溫度調(diào)節(jié)范圍自動(dòng)對(duì) 厭氧池廢水進(jìn)行溫度調(diào)節(jié);厭氧池頂設(shè)沼氣放空管;
好氧池A內(nèi)部設(shè)置好氧填料和曝氣裝置，曝氣裝置采用管式微孔曝氣器;
沉淀池A的進(jìn)水口設(shè)置在池體底部中心，出水口設(shè)置池體的側(cè)面，沉淀池 的底部還設(shè)置有排泥通道和污泥回流通道;沉淀池B、沉淀池C與沉淀池A設(shè) 置相同;
酸化池內(nèi)設(shè)置pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置、酸性調(diào)節(jié)劑投放裝置及曝氣攪拌裝置;其 中，酸性調(diào)節(jié)劑投放裝置根據(jù)pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的pH預(yù)定范圍自動(dòng)控制投 加量，將待處理廢水的pH調(diào)整至預(yù)定范圍;
電催化氧化池內(nèi)設(shè)置電化學(xué)設(shè)備，池底部安裝曝氣攪拌裝置;電化學(xué)設(shè)備 中陽(yáng)極采用高析氧電位型鈦基二氧化錫電極，陰極采用不銹鋼板，在兩個(gè)極板 間填充表面負(fù)載有Sn-Sb-Ag的陶瓷粒子和鐵屑;
中和池B內(nèi)設(shè)置pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置、堿性調(diào)節(jié)劑投放裝置、絮凝劑投放裝置 及曝氣攪拌裝置;其中，堿性調(diào)節(jié)劑投放裝置根據(jù)pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的pH 預(yù)定范圍自動(dòng)控制投加量，將待處理廢水的pH調(diào)整至預(yù)定范圍;
好氧池B以生物活性炭作為填料，曝氣采用單孔膜曝氣器;
機(jī)械過(guò)濾器采用雙層濾料，上層為厚0.4-0.5m，粒徑0.8-1.8mm的無(wú)煙煤; 下層為厚0.4-0.5m，粒徑0.5-1.2mm的石英砂;進(jìn)水口設(shè)置在機(jī)械過(guò)濾器雙層濾 料的上端，出水口設(shè)置在機(jī)械過(guò)濾器雙層濾料的下端;
活性炭過(guò)濾器采用木質(zhì)柱狀活性炭，粒徑2-5mm;
中和池A、厭氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、電催化氧化池、中和池 B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C之間的進(jìn)出水口依次通過(guò)管路連接;沉淀池 C的出水口依次管路連接機(jī)械過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器;沉淀池A、沉淀池B和沉 淀池C的排泥通道均通過(guò)排泥泵管路連接污泥濃縮池的進(jìn)水口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置，其特征是：酸 化池的池內(nèi)壁采用玻璃鋼防腐。
3.如權(quán)利要求1所述的一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置，其特征是：電 化學(xué)設(shè)備中的的高析氧電位型鈦基二氧化錫電極，采用刷涂熱氧化法制備。
4.一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的方法，其特征是：具體處理步驟如下：
1)通過(guò)加入堿性調(diào)節(jié)劑將奧克托今生產(chǎn)廢水的pH值調(diào)整至7.5～8.5，同時(shí) 進(jìn)行曝氣攪拌，曝氣攪拌的氣水比為2：1;
2)將經(jīng)第1)步pH值調(diào)節(jié)處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水排入?yún)捬醐h(huán)境中厭氧 處理12h，溫度維持在30～35℃之間;
3)將經(jīng)第2)步厭氧處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水排入好氧環(huán)境中好氧處理 6h，污泥濃度維持在3000mg/L～4500mg/L;
4)將經(jīng)第3)步好氧處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水沉淀1h以上，通過(guò)沉淀分 離去除水中的懸浮物，將下層污泥抽出，依次進(jìn)行濃縮、脫水處理;同時(shí)將上 層清液通過(guò)投加酸性調(diào)節(jié)劑使其pH調(diào)整至4.0～4.5，停留時(shí)間為10min，酸化 處理的同時(shí)通過(guò)曝氣攪拌;
5)將經(jīng)第4)步酸化處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水進(jìn)行電化學(xué)處理，電化學(xué) 處理中的電流密度為10mA/cm2，停留時(shí)間為2h，在電化學(xué)處理的同時(shí)進(jìn)行曝氣 攪拌，使廢水混合均勻;
6)將經(jīng)過(guò)第5)步電化學(xué)處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水通過(guò)投加堿性調(diào)節(jié)劑 使其pH調(diào)整至中性，并在調(diào)節(jié)pH后加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰氨，投加量分 別為聚合氯化鋁10mg/L、聚丙烯酰氨2mg/L，再曝氣攪拌5min后，沉淀處理0.5h 以上，去除廢水中的懸浮物;
7)將經(jīng)過(guò)第6)步沉淀處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水中的下層污泥抽出，依 次進(jìn)行濃縮、脫水處理;同時(shí)將經(jīng)過(guò)第6)步沉淀處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水中 的上層清液排入好氧環(huán)境中好氧處理3h以上，其中曝氣反應(yīng)的氣水比為10：1;
8)將經(jīng)第7)步好氧處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水沉淀0.5h以上，去除廢水 中的懸浮物，將下層污泥抽出，依次進(jìn)行濃縮、脫水處理;同時(shí)將上層清液依 次經(jīng)過(guò)雙層濾料和活性炭過(guò)濾。
說(shuō)明書
一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置及其方法，屬于廢水處理領(lǐng) 域。
背景技術(shù)
奧克托今生產(chǎn)后的廢水中含有大量的硝胺類物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以進(jìn) 行生物降解，對(duì)微生物有抑制或毒害作用。目前，對(duì)奧克托今生產(chǎn)廢水的處理 方法主要有芬頓試劑法、活性炭吸附法、臭氧氧化法等。
芬頓試劑法在處理前需要將廢水pH調(diào)至3～4，氧化結(jié)束后再加堿反調(diào)至 中性，在酸化及中和過(guò)程中需要消耗大量的酸和堿。另外，由于廢水COD高， 硫酸亞鐵和雙氧水的消耗量也非常大，而且處理過(guò)程中產(chǎn)生大量無(wú)機(jī)污泥，難 以處置。芬頓試劑法可將廢水中部分難生化物質(zhì)氧化去除，但去除效率不夠高， 結(jié)合生化處理工藝，出水COD難以降至100mg/L以下。
活性炭吸附法采用活性炭吸附去除廢水中的污染物�；钚蕴课娇捎行� 除廢水中的污染物，出水各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。但是，活性炭吸附 飽和后不易再生，需要頻繁更換新炭。一次性投資與運(yùn)行成本都非常高。
臭氧氧化可提高廢水B/C，將不可生化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可生化物質(zhì)。在實(shí)際工 程應(yīng)用中，臭氧氧化法存在電耗大、出水水質(zhì)差的缺點(diǎn)。而且臭氧氧化系統(tǒng)的 管線及曝氣設(shè)備均需采用高規(guī)格不銹鋼，池體需要密封，一次性投資非常大。
20世紀(jì)80年代人們提出了高級(jí)氧化工藝(AOPs)的概念，指出通過(guò)反應(yīng) 生成羥基自由基[·OH]是有效地進(jìn)行難降解污染物的無(wú)害化處理的關(guān)鍵步驟�？� 學(xué)工作者開(kāi)始研究用電化學(xué)方法產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)、無(wú)二次污染的氧化劑，如 [·OH]、H2O2和O3等。90年代初，逐漸發(fā)展形成了電化學(xué)氧化工藝。電化學(xué)氧 化法通過(guò)有催化活性的電極直接或間接產(chǎn)生羥基自由基或強(qiáng)氧化活性物質(zhì)，從 而有效氧化難降解污染物。因在電化學(xué)氧化過(guò)程中，不需要加入其它化學(xué)物質(zhì)， 且不會(huì)產(chǎn)生新的污染物質(zhì)，而被稱為“環(huán)境友好”技術(shù)，以其多種優(yōu)勢(shì)有著其它高 級(jí)氧化工藝所不能比擬的特點(diǎn)。雖然國(guó)外電化學(xué)氧化法在垃圾滲濾液、制革廢 水、印染廢水、煉油廢水、造紙廢水等領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展較快，但是至今為 止，電化學(xué)氧化法在火炸藥生產(chǎn)廢水上的研究和應(yīng)用還是很少并存在許多未解 決的問(wèn)題，如操作費(fèi)用過(guò)高和處理效率偏低。電化學(xué)氧化處理的步驟控制是解 決電化學(xué)成本和效率問(wèn)題的關(guān)鍵。電化學(xué)氧化處理難降解廢水中的特征污染物 (毒性物質(zhì))首先轉(zhuǎn)化為低毒中間產(chǎn)物，進(jìn)一步氧化生成低分子有機(jī)酸，完全 礦化生成CO2、H2O和無(wú)機(jī)鹽類。氧化生成有機(jī)酸歷程相對(duì)有機(jī)酸礦化能耗低， 反應(yīng)易于發(fā)生，有機(jī)酸礦化是一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程。難生化高濃度有機(jī)廢水處理的關(guān) 鍵是可生化的預(yù)處理，不同的預(yù)處理方法對(duì)不同的廢水有一定的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì) 性，采用合理的工藝路線將難降解廢水中的毒性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒中間產(chǎn)物，再 采用處理費(fèi)用低廉的生化工藝進(jìn)行后續(xù)處理。
我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度越來(lái)越大，出臺(tái)的法律、法規(guī)不斷強(qiáng)化排放標(biāo) 準(zhǔn)的管理力度。兵器集團(tuán)對(duì)火炸藥生產(chǎn)廢水的處理的資金支持逐年加大，并出 于民生和可持續(xù)發(fā)展的需要加大對(duì)生產(chǎn)廢水的管理與規(guī)劃。因此，本發(fā)明的研 發(fā)和應(yīng)用，將有力地促進(jìn)我國(guó)火炸藥企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不僅具有良好的環(huán)境 效益，而且具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的工藝及其裝置，使處 理后出水后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并降低裝置的一次性投資及處理成本。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明的一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的裝置，該裝置包括：中和池A、厭 氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、電催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好 氧池B、沉淀池C、中間水池、機(jī)械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器。
中和池A用來(lái)調(diào)整廢水pH。奧克托今生產(chǎn)廢水呈酸性，在中和池A中加入 堿，將廢水pH調(diào)整至中性，以滿足后續(xù)生化處理系統(tǒng)進(jìn)水要求。中和池A內(nèi) 設(shè)置pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置、堿性調(diào)節(jié)劑投放裝置及曝氣攪拌裝置;其中，堿性調(diào)節(jié) 劑投放裝置根據(jù)pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的pH預(yù)定范圍自動(dòng)控制投加量，將待處 理廢水的pH調(diào)整至預(yù)定范圍。
厭氧池為封閉池體，外部設(shè)置保溫層、加熱裝置和溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置，內(nèi) 部設(shè)置厭氧填料，加熱裝置根據(jù)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置設(shè)置的溫度調(diào)節(jié)范圍自動(dòng)對(duì) 厭氧池廢水進(jìn)行溫度調(diào)節(jié);厭氧池頂設(shè)沼氣放空管。
好氧池A內(nèi)部設(shè)置好氧填料和曝氣裝置，曝氣裝置采用管式微孔曝氣器。
沉淀池A的進(jìn)水口設(shè)置在池體底部中心，出水口設(shè)置池體的側(cè)面，沉淀池 的底部還設(shè)置有排泥通道和污泥回流通道。
酸化池用于將廢水pH調(diào)至酸性，池內(nèi)壁采用玻璃鋼防腐。酸化池內(nèi)設(shè)置 pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置、酸性調(diào)節(jié)劑投放裝置及曝氣攪拌裝置;其中，酸性調(diào)節(jié)劑投 放裝置根據(jù)pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的pH預(yù)定范圍自動(dòng)控制投加量，將待處理廢 水的pH調(diào)整至預(yù)定范圍。
電催化氧化池用于對(duì)廢水進(jìn)行電化學(xué)處理。電催化氧化池內(nèi)設(shè)置電化學(xué)設(shè) 備，池底部安裝曝氣攪拌裝置。電化學(xué)設(shè)備中陽(yáng)極采用高析氧電位型鈦基二氧 化錫電極(Ti/SnO2)，該電極采用刷涂熱氧化法制備，陰極采用不銹鋼板，在兩 個(gè)極板間填充表面負(fù)載有Sn-Sb-Ag的陶瓷粒子和鐵屑。
中和池B用來(lái)調(diào)整電催化氧化池出水的pH。中和池B內(nèi)設(shè)置pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 裝置、堿性調(diào)節(jié)劑投放裝置、絮凝劑投放裝置及曝氣攪拌裝置;其中，堿性調(diào) 節(jié)劑投放裝置根據(jù)pH實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的pH預(yù)定范圍自動(dòng)控制投加量，將待 處理廢水的pH調(diào)整至預(yù)定范圍。
沉淀池B、沉淀池C與沉淀池A設(shè)置相同。
好氧池B采用生物活性炭工藝。以生物活性炭作為填料，曝氣采用單孔膜 曝氣器。
機(jī)械過(guò)濾器采用雙層濾料，上層為厚0.4-0.5m，粒徑0.8-1.8mm的無(wú)煙煤; 下層為厚0.4-0.5m，粒徑0.5-1.2mm的石英砂;進(jìn)水口設(shè)置在機(jī)械過(guò)濾器雙層濾 料的上端，出水口設(shè)置在機(jī)械過(guò)濾器雙層濾料的下端。
活性炭過(guò)濾器采用木質(zhì)柱狀活性炭，粒徑2-5mm。
中和池A、厭氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、電催化氧化池、中和池 B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C之間的進(jìn)出水口依次通過(guò)管路連接;沉淀池 C的出水口依次管路連接機(jī)械過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器;沉淀池A、沉淀池B和 沉淀池C的排泥通道均通過(guò)排泥泵管路連接污泥濃縮池的進(jìn)水口。
本發(fā)明的一種處理奧克托今生產(chǎn)廢水的方法，具體處理步驟如下：
1)通過(guò)加入堿性調(diào)節(jié)劑將奧克托今生產(chǎn)廢水的pH值調(diào)整至7.5～8.5，同 時(shí)進(jìn)行曝氣攪拌，曝氣攪拌的氣水比為2：1;
2)將經(jīng)第1)步pH值調(diào)節(jié)處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水排入?yún)捬醐h(huán)境中厭 氧處理12h，溫度維持在30～35℃之間;
3)將經(jīng)第2)步厭氧處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水排入好氧環(huán)境中好氧處理 6h，污泥濃度維持在3000mg/L～4500mg/L;
4)將經(jīng)第3)步好氧處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水沉淀1h以上，通過(guò)沉淀分 離去除水中的懸浮物，將下層污泥抽出，依次進(jìn)行濃縮、脫水處理;同時(shí)將上 層清液通過(guò)投加酸性調(diào)節(jié)劑使其pH調(diào)整至4.0～4.5，停留時(shí)間為10min，酸化 處理的同時(shí)通過(guò)曝氣攪拌;
5)將經(jīng)第4)步酸化處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水進(jìn)行電化學(xué)處理，電化學(xué) 處理中的電流密度為10mA/cm2，停留時(shí)間為2h，在電化學(xué)處理的同時(shí)進(jìn)行曝氣 攪拌，使廢水混合均勻;
6)將經(jīng)過(guò)第5)步電化學(xué)處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水通過(guò)投加堿性調(diào)節(jié)劑 使其pH調(diào)整至中性，并在調(diào)節(jié)pH后加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰氨，投加量分 別為聚合氯化鋁10mg/L、聚丙烯酰氨2mg/L，再曝氣攪拌5min后，沉淀處理 0.5h以上，去除廢水中的懸浮物;
7)將經(jīng)過(guò)第6)步沉淀處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水中的下層污泥抽出，依 次進(jìn)行濃縮、脫水處理;
同時(shí)將經(jīng)過(guò)第6)步沉淀處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水中的上層清液排入好氧 環(huán)境中好氧處理3h以上，其中曝氣反應(yīng)的氣水比為10：1;
8)將經(jīng)第7)步好氧處理后的奧克托今生產(chǎn)廢水沉淀0.5h以上，去除廢水 中的懸浮物，將下層污泥抽出，依次進(jìn)行濃縮、脫水處理;同時(shí)將上層清液依 次經(jīng)過(guò)雙層濾料和活性炭過(guò)濾。
有益效果
本發(fā)明將物化與生化工藝結(jié)合，先通過(guò)厭氧+好氧的生化處理工藝去除絕大 部分污染物，然后通過(guò)電催化氧化處理單元提高廢水可生化性，再通過(guò)好氧生 化處理單元去除大部分污染物，最后通過(guò)機(jī)械過(guò)濾和活性炭過(guò)濾工藝進(jìn)行把關(guān)， 保證出水達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明充分發(fā)揮了物化工藝處理效果好生化工藝成本低的 優(yōu)點(diǎn)，在保證處理效果的同時(shí)有效降低了運(yùn)行費(fèi)用。采用本發(fā)明的裝置及方法 處理奧克托今生產(chǎn)廢水后的各項(xiàng)指標(biāo)，COD(化學(xué)需氧量)可降至50mg/L以下， 奧克托今小于0.5mg/L，符合《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 火炸藥》 (GB14470.1-2002)的要求，其中COD指標(biāo)可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978-1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
