公布日：2022.12.20

申請(qǐng)日：2022.08.09

分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種苯系物廢水處理方法。本發(fā)明提供的苯系物廢水處理工藝，針對(duì)化工業(yè)產(chǎn)生的苯系物高濃廢水處理，通過微電解作用、沉淀絮凝作用及生化作用等之間的相互配合，能高效高標(biāo)準(zhǔn)地對(duì)廢水進(jìn)行處理，特別是對(duì)廢水中苯系物的去除，具有很好的效果，最終排放水質(zhì)中苯胺含量少于1.8mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于排放的標(biāo)準(zhǔn)。另外，在本發(fā)明中，提供了一種沉淀劑酰胺化活性炭，該具有去除水中重金屬的作用，對(duì)于污染物苯胺，有很好的去除效果。

權(quán)利要求書

1.一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：S1：將排放廢水隔油后收集得到高濃廢水；S2：將高濃廢水進(jìn)行微電解處理，將難降解大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物；S3：進(jìn)入反應(yīng)沉淀池進(jìn)行芬頓反應(yīng)；芬頓反應(yīng)后，投入沉淀劑進(jìn)行沉淀反應(yīng)，然后固液分離，取液體進(jìn)行下一步處理；S4：將步驟S3得到的液體匯入水解池進(jìn)行水解酸化，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物；S5：在兼氧池中，水解酸化池流出的廢水與回流的泥水在微生物作用下進(jìn)行脫氮；然后在好氧池通過硝化作用將有機(jī)物中的氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，然后在好氧沉淀池中進(jìn)行泥水分離，污泥回流到兼氧池前端，取液體進(jìn)入混凝反應(yīng)池；S6：往混凝反應(yīng)池投入藥劑，去除氟離子和部分懸浮物；然后進(jìn)入混凝沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥排放至污泥濃縮池，上清液于提升井中收集；S7：將提升井中廢水通入氧化反應(yīng)器，通過氧化作用確保色度、苯胺類污染物濃度達(dá)標(biāo)排放。

2.如權(quán)利要求1所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟S3中，所述沉淀劑為酰胺化活性炭，所述酰胺化活性炭的制備方法包括以下步驟：（1）往活性炭粉末中加入8-10mol/L的濃硝酸溶液，活性炭粉末與濃硝酸溶液的質(zhì)量體積比為1g:（40-50mL），浸漬攪拌2-3h，干燥得到羧基化活性炭粉末；（2）往羧基化活性炭粉末中加入6-9mol/L乙酸溶液，羧基化活性炭粉末與乙酸溶液的質(zhì)量體積比為1g:（80-100mL），在高速攪拌狀態(tài)下加入丙烯酰胺，丙烯酰胺與活性炭粉末的質(zhì)量比為2-3:1，然后在所述高速攪拌狀態(tài)下攪拌2-4h，干燥、粉碎后得到丙烯酰胺@活性炭粉末；（3）往步驟（2）中得到的丙烯酰胺@活性炭粉末中加入丙烯酰胺及異丙醇，在1000-1500rpm的攪拌速率下分散均勻，然后在10-15℃下加入引發(fā)劑繼續(xù)攪拌，保溫反應(yīng)16-20h，過濾、洗滌、干燥、粉碎后得到表面及內(nèi)部微孔布滿聚丙烯酰胺的酰胺化活性炭。

3.如權(quán)利要求2所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟（2）中，所述高速攪拌的速率為800-1200rpm。

4.如權(quán)利要求2所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟（3）中，所述引發(fā)劑為過氧化氫、過氧化苯甲酰及過氧化月桂酰中的一種。

5.如權(quán)利要求2所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟（3）中，所述丙烯酰胺@活性炭粉末、丙烯酰胺及異丙醇的質(zhì)量體積比為1g:（1-2g）:（70-80ml）。

6.如權(quán)利要求1所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟S1中，所述排放廢水COD含量為不大于8000mg/L，氨氮含量為不大于700mg/L，苯胺含量為不大于80mg/L，氟離子含量為不大于2000mg/L，重金屬含量為不大于200mg/L。

7.如權(quán)利要求1所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟S3中，所述芬頓反應(yīng)后反應(yīng)沉淀池的pH為2.0-4.5。

8.如權(quán)利要求1所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟S6中，所述藥劑為鈣鹽或/和鋁鹽。

9.如權(quán)利要求8所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟S6中，所述藥劑為氯化鋁。

10.如權(quán)利要求1所述的一種苯系物廢水處理方法，其特征在于：步驟S6中，所述達(dá)標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)為GB8978-1996和DB33/887-2013。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述含苯系物工業(yè)廢水處理技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種苯系物廢水處理方法。本發(fā)明提供的苯系物廢水處理工藝，針對(duì)化工業(yè)產(chǎn)生的苯系物高濃廢水處理，通過微電解作用、沉淀絮凝作用及生化作用等之間的相互配合，能高效高標(biāo)準(zhǔn)地對(duì)廢水進(jìn)行處理，特別是對(duì)廢水中苯系物的去除，具有很好的效果，最終排放水質(zhì)中苯胺含量少于1.8mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于GB8978-1996排放的標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：本發(fā)明提供了一種苯系物廢水處理方法，包括以下步驟：S1：將廢水隔油后收集于高濃廢水池中得到高濃廢水；S2：將高濃廢水通入Fe/C塔，進(jìn)行微電解作用，將難降解大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物；S3：進(jìn)入反應(yīng)沉淀池進(jìn)行芬頓反應(yīng)；芬頓反應(yīng)后，投入沉淀劑進(jìn)行沉淀反應(yīng)，然后固液分離，取液體進(jìn)行下一步處理；S4：將步驟S3得到的液體匯入水解池進(jìn)行水解酸化，將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物；S5：在兼氧池中，水解酸化池流出的廢水與回流的泥水在微生物作用下進(jìn)行脫氮；然后在好氧池通過硝化作用將有機(jī)物中的氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，然后在好氧沉淀池中進(jìn)行泥水分離，污泥回流到兼氧池前端，取液體進(jìn)入混凝反應(yīng)池；S6：往混凝反應(yīng)池投入藥劑，去除氟離子和部分懸浮物；然后進(jìn)入混凝沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥排放至污泥濃縮池，上清液于提升井中收集；S7：將提升井中廢水通入氧化反應(yīng)器，通過氧化作用確保色度、苯胺類污染物濃度達(dá)標(biāo)排放。

在苯系物有關(guān)化工生產(chǎn)中，污染物有CODCr、TN/NH3-N、氟離子、氯離子及苯系物，其中最主要的苯系物污染物為苯胺及其同系物。隔油后收集得到的高濃廢水呈酸性，可無需進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，直接進(jìn)入Fe/C塔進(jìn)行微電解作用，破除長(zhǎng)鏈分子，將難降解大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，提高B/C比，并去除部分COD。微電解后的廢水中含有Fe2+離子，加入H2O2進(jìn)行芬頓反應(yīng)，直接將微電解后的Fe2+離子加以利用，通過芬頓作用進(jìn)一步提高B/C比以及進(jìn)一步將難降解大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，并去除部分COD。芬頓反應(yīng)后體系為酸性，在此酸性條件下，加入沉淀劑與污染物形成氫鍵以及其他沉淀作用有效地將污染物沉淀下來，特別是苯胺類污染物，然后固液分離污染物從液體中去除。然后進(jìn)入通過水解酸化作用，確保大部分有機(jī)物分解為小分子易降解有機(jī)物，以進(jìn)行生化處理。接著，在前段，兼氧池中，廢水中的氮經(jīng)微生物作用游離出氨，然后在后段經(jīng)好氧菌的氨氮硝化作用為硝態(tài)氮，通過控制回流至前段進(jìn)行反硝化作用，如此一個(gè)內(nèi)部循環(huán)，具有生物脫氮及去除廢水中的COD的作用。生化作用后的廢水，為確保氟離子排放達(dá)標(biāo)，投加藥劑將氟離子去除，并去除部分懸浮物。最后，廢水通過氧化作用確保色度、苯胺類污染物濃度達(dá)標(biāo)排放。

優(yōu)選地，步驟S3中加入的沉淀劑為酰胺化活性炭，其制備方法包括以下步驟：(1)往活性炭粉末中加入8-10mol/L的濃硝酸溶液，活性炭粉末與濃硝酸溶液的質(zhì)量體積比為1g:(40-50mL)，浸漬攪拌2-3h，干燥得到羧基化活性炭粉末；(2)往羧基化活性炭粉末中加入6-9mol/L乙酸溶液，羧基化活性炭粉末與乙酸溶液的質(zhì)量體積比為1g:(80-100mL)，在高速攪拌狀態(tài)下加入丙烯酰胺，丙烯酰胺與活性炭粉末的質(zhì)量比為2-3:1，然后在所述高速攪拌狀態(tài)下攪拌2-4h，干燥、粉碎后得到丙烯酰胺@活性炭粉末；(3)往步驟(2)中得到的丙烯酰胺@活性炭粉末中加入丙烯酰胺及異丙醇，在1000-1500rpm的攪拌速率下分散均勻，然后在10-15℃下加入引發(fā)劑繼續(xù)攪拌，保溫反應(yīng)16-20h，經(jīng)沸脫水、洗滌、干燥及粉碎后得到表面及內(nèi)部微孔布滿聚丙烯酰胺的酰胺化活性炭。

活性炭具有很強(qiáng)的吸附性能，能去除廢水中很多污染物，如去除水中重金屬、除氯等，也能除臭與脫色，但是簡(jiǎn)單地利用活性炭對(duì)廢水中的苯系物進(jìn)行吸附沉降去除，并不能達(dá)到很理想的效果。對(duì)活性炭進(jìn)行酰胺化改性，在酸性條件下，帶負(fù)電性的酰胺鍵易形成氫鍵，吸附到污染物表面，并通過分子鏈接橋架作用，使污染物顆粒得以絮凝，并通過活性炭本身的吸附作用，進(jìn)一步加強(qiáng)絮凝沉淀效果。同時(shí)，在廢水中，填充在酰胺化活性炭表面及微孔里的聚丙烯酰胺溶解，增大吸附到活性炭中的污染物的容納空間，并有將污染物絮凝沉降的效果。通過活性炭的吸附作用、酰胺鍵形成氫鍵的作用以及聚丙烯酰胺的絮凝沉降作用三者的共同作用下，將廢水中極大部分污染物去除，尤其地，對(duì)于苯胺及其同系物，有很好的去除效果。

因此本發(fā)明通過步驟(1)對(duì)活性炭表面進(jìn)行處理，通過硝酸氧化使活性炭表面羧酸化，但是活性炭在硝酸中的浸漬攪拌時(shí)間不能超過3h，否則活性炭中微孔會(huì)坍塌，使活性炭的比表面積減少，降低吸附能力，浸漬攪拌時(shí)間應(yīng)不小于2h，否則活性炭引入羧基不完全，不利于酰胺化；接著通過步驟(2)進(jìn)行初步酰胺化處理，將酰胺基引入活性炭中；最后在高速攪拌分散狀態(tài)下，使丙烯酰胺在引發(fā)劑作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)，在采用強(qiáng)烈攪拌將丙烯酰胺單體分散在異丙醇介質(zhì)中，使之分散成為細(xì)小顆粒進(jìn)行聚合反應(yīng)有較好的聚合接枝效果。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述高速攪拌的速率為800-1200rpm。

優(yōu)選地，步驟(3)中加入的引發(fā)劑為過氧化氫、過氧化苯甲酰及過氧化月桂酰中的一種，丙烯酰胺@活性炭粉末、丙烯酰胺及異丙醇的質(zhì)量體積比優(yōu)選為1g:(1-2g):(70-80ml)。

具體地，步驟S1中所述排放廢水COD含量為不大于8000mg/L，氨氮含量為不大于700mg/L，苯胺含量為不大于80mg/L，氟離子含量為不大于2000mg/L，重金屬含量為不大于200mg/L。

具體地，步驟S3中所述芬頓反應(yīng)后反應(yīng)沉淀池的pH為2.0-4.5。

作為優(yōu)選，步驟S6中所述藥劑為鈣鹽或/和鋁鹽。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟S6中所述藥劑為氯化鋁。

具體地，步驟S6中所述達(dá)標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)為GB8978-1996和DB33/887-2013。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：(1)針對(duì)化工業(yè)產(chǎn)生的苯系物高濃廢水處理，通過微電解作用、沉淀絮凝作用及生化作用等之間的相互配合，能高效高質(zhì)量地對(duì)廢水進(jìn)行處理。

(2)本發(fā)明對(duì)于廢水中苯系物的去除，具有很好的效果，最終排放水質(zhì)中苯胺含量少于1.8mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于GB8978-1996排放的標(biāo)準(zhǔn)。

(3)本發(fā)明通過在活性炭表面及內(nèi)部填充聚丙烯酰胺，并對(duì)活性炭進(jìn)行酰胺化改性得到酰胺化活性炭，使用該酰胺化活性炭作為沉淀劑，具有去除水中重金屬、除氯等作用，也能除臭與脫色，對(duì)于水中的苯胺及其同系物，有很好的去除效果。

（發(fā)明人：張顥琛;張剛）