公布日：2022.04.01
申請日：2021.12.27
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/32(2006.01)N;C02F101/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種酚氨廢水處理工藝，包括一體化除油單元、平流導排析油單元、靜壓穩(wěn)流油水分離單元、絮凝沉淀單元、間歇式旋流離心萃取單元、臥式低溫氨吹脫單元、芬頓高級氧化單元、水解酸化單元、AO生物接觸氧化單元、MBR膜單元、沉淀單元、污泥處置單元。本發(fā)明通過設置除油、間歇式旋流離心萃取、臥式低溫氨吹脫、芬頓高級氧化等工藝單元能夠有效去除酚氨廢水中的煤焦油，使酚類、氨類有價資源得到回收，廢水中COD、氨氮濃度得到降低，提高后續(xù)單元可生化性，通過設置水解酸化、AO生物接觸氧化和MBR膜生化處理，從而使酚氨廢水最終得到有效處理，達到回用標準。
權利要求書
1.一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：包括一體化除油單元、平流導排析油單元、靜壓穩(wěn)流油水分離單元、絮凝沉淀單元、間歇式旋流離心萃取單元、臥式低溫氨吹脫單元、芬頓高級氧化單元、水解酸化單元、AO生物接觸氧化單元、MBR膜單元、沉淀單元、污泥處置單元，其工藝流程如下：A、一體化除油：酚氨廢水進入一體化除油單元，通過投加除油破乳劑，利用破乳劑的破乳、分散、減粘作用，使廢水中的油乳化層變薄，加強廢水-油分離的速度和分離效果；B、平流導排析油：經一體化除油裝置處理后的酚氨廢水進入平流導排析油單元，通過降溫、除油、沉淀作用，進一步加強廢水-油分離效果；C、靜壓穩(wěn)流油水分離：經平流導排析油池處理后的酚氨廢水，通過靜壓穩(wěn)流油水分離器的物理除油作用，提高酚氨廢水煤焦油去除效果；D、絮凝沉淀：經靜壓穩(wěn)流油水分離單元處理后的酚氨廢水通過投加絮凝劑、助凝劑，利用絮凝沉淀作用，去除酚氨廢水中焦粉、懸浮物等，同時絮凝沉淀工藝亦對廢水中油泥有較好的去除效果，具有降低廢水石油類物質的作用；E、脫酚：經過除油處理后的酚氨廢水進入間歇式旋流離心萃取脫酚單元通過溶劑萃取，提取廢水中的酚類物質，不僅可以有效地降低廢水中酚類的含量，同時降低COD含量；F、脫氨：經萃取脫酚后的酚氨廢水進入臥式低溫氨吹脫單元，利用臥式氨低溫吹脫箱，將酚氨廢水中的氨吹脫出來進行回收，吹脫反應過程中通入堿液，使臥式氨低溫吹脫箱中的廢水酸堿度調整到適合NH4+分離的pH值11左右，同時廢水溫都保持在50℃左右，加入脫氮劑，加速游離NH3的生成和分離；G、芬頓高級氧化：經過除油、脫酚、脫氨后的廢水進入高級氧化單元，利用芬頓高級氧化裝置，通過投加H2O2與Fe2+反應后生成羥基自由基，利用羥基自由基的強氧化能力，無選擇氧化降解掉廢水中持久性有機物，包括通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，使廢水得到凈化，芬頓高級氧化單元還包括中和混凝沉淀裝置，使出水經過中和混凝沉淀，用以去除芬頓反應產生的鐵泥，該單元COD去除率可達到40％左右；H、水解酸化：將芬頓高級氧化單元的出水進行水解與酸化，在產酸菌的作用下，使污水中的非溶解性有機物被水解為溶解性有機物，大分子物質被降解成小分子物質，使得經過水解酸化工藝后，污水的可生化性得到很大提高，為后續(xù)好氧生物處理提供了必備的條件和可靠的保證；I、AO生物氧化接觸：水解酸化后的廢水進入AO生物氧化接觸單元，即缺氧、好氧、生物接觸氧化單元，在A級生物池段異養(yǎng)菌將廢中可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化，在O級好氧池段存在好氧微生物及消化菌，其中好氧微生物將有機物分解成CO2和H2O，在充足供氧條件下，硝化菌的硝化作用將NH3-N氧化為NO3-，通過回流控制返回至A級生物池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮，同時在O級好氧池內投加填料，以供微生物附著生長，是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理法，兼具活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)點；J、MBR膜處理：AO生物氧化接觸后的廢水進入MBR膜生物反應單元進行處理，該工藝是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的水處理技術，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統(tǒng)內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，該單元COD去除率可達到70％左右；K、二次沉淀：MBR膜出水進入二次沉淀單元進行泥水分離，用以澄清生物接觸氧化單元的出水混合液，污泥濃縮后進行分離再進行污泥處置；L、污泥處置：用以收集、處置芬頓高級氧化單元的鐵泥、MBR膜單元、沉淀單元的污泥，污泥經干化后外運進行無害化處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：所述步驟A中一體化除油裝置由加藥混合區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)組成，加藥混合區(qū)設置攪拌裝置，作用在于使投加得除油破乳劑與酚氨廢水充分混合，沉淀區(qū)設斜管沉淀層和集泥斗，用于沉降酚氨廢水中的油泥。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：所述步驟B中平流導排析池由進水槽、導流墻、排泥花管、刮渣機、撇油槽、集水槽組成，水力停留時間96h。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：所述步驟C中靜壓穩(wěn)流油水分離器水力停留時間150h，由罐體主體、上部進水區(qū)、靜壓穩(wěn)流區(qū)、出水區(qū)、集油槽及加熱盤管等組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：酚氨廢水經過所述步驟A一體化除油、B平流導排析油、C靜壓穩(wěn)流油水分離、D絮凝沉淀的組合處理，可使酚氨廢水中煤焦油去除率達到90％以上，同時對COD的去除率可達到30％左右，處理后廢水煤焦油濃度≤150mg/L。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：步驟E間歇式旋流離心萃取罐單體容積為5m3，直徑1.2m高度3.5m，下部為錐形體，通過間歇式定量進料，定量出料，可使處理后酚氨廢水與負載溶劑有效分離，間歇式旋流離心萃取罐單體運行周期2h，可根據(jù)處理水量進行多罐并聯(lián)組合。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：步驟E間歇式旋流離心萃取罐通過裝置的強制攪拌器將廢水與中性萃取溶劑充分混合，同時經過旋流離心作用分離提取出廢水中的酚類物質，不僅有效地降低廢水中酚類的含量，同時降低COD含量，COD去除率為85-90％。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：步驟E間歇式旋流離心萃取單元配套設置旋流離心反萃單元，將負載萃取劑進入旋流反萃設備，通過加堿反萃再生萃取劑，旋流反萃設備定量進料，定量出料，所述的負載萃取劑為絡合萃取劑經過物理法萃取出廢水中酚類物質后形成的溶液，稱為負載萃取劑，再生萃取劑經閉合系統(tǒng)進入間歇式旋流離心萃取單元反復使用，萃取劑再生過程中形成的酚鈉液自流進入酚鈉液暫存罐，通過加硫酸酸化工序，形成粗酚進行出售。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：步驟F所述的臥式低溫氨吹脫箱液面高度1米左右的矩形箱體，內設多組穿孔曝氣管，利用鼓風機曝氣吹脫將游離的NH3分離出來，箱體可根據(jù)處理水量的大小進行多個組合，經過臥式低溫氨吹脫單元處理后對廢水中氨氮的去除率可達95％以上，處理廢水后所逸出的氨氣引入氨氣吸收塔，利用硫酸溶液噴淋洗滌進行回收氨氣，產生硫酸銨副產品可作為肥料使用或腐殖酸肥料添加劑。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種酚氨廢水處理工藝，其特征在于：步驟I所述的AO生物氧化接觸單元中污水進行多次內循環(huán)，進行稀釋回流循環(huán)水量為300％，起到稀釋高濃度來水的作用，進而不需要對生化單元補充新水，同時內循環(huán)過程中投加硅藻精土和活性炭粉，用于吸附廢水中難降解的有機物，硅藻精土的投加濃度為50-100g/m3、活性炭粉的投加濃度100-150g/m3，該單元對COD去除率可達到80％左右。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種酚氨廢水處理工藝，具備減少資源浪費的優(yōu)點，解決了目前國內同類工程主要采用“預處理+生化處理+高級氧化+后處理+雙膜法處理+濃鹽水高效蒸發(fā)”聯(lián)合工藝等，該工藝適用于生產規(guī)模大，生產廢水產生量大，下游產業(yè)鏈多的焦化生產企業(yè)，但不適用于生產規(guī)模較小、生產廢水量在100m3/d左右、生產線單一的半焦生產企業(yè)，該工藝用于水量少的企業(yè)尚未有成功案例的問題。因此，針對生產規(guī)模較小、生產廢水量在100m3/d左右、生產線單一的半焦生產企業(yè)研發(fā)一條創(chuàng)新酚氨廢水處理工藝路線，使得出水到達《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》(GB16171-2012)中排放限值是非常必要。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種酚氨廢水處理工藝，包括一體化除油單元、平流導排析油單元、靜壓穩(wěn)流油水分離單元、絮凝沉淀單元、間歇式旋流離心萃取單元、臥式低溫氨吹脫單元、芬頓高級氧化單元、水解酸化單元、AO生物接觸氧化單元、MBR膜單元、沉淀單元、污泥處置單元，其工藝流程如下：
A、一體化除油：酚氨廢水進入一體化除油單元，通過投加除油破乳劑，利用破乳劑的破乳、分散、減粘作用，使廢水中的油乳化層變薄，加強廢水-油分離的速度和分離效果；
B、平流導排析油：經一體化除油裝置處理后的酚氨廢水進入平流導排析油單元，通過降溫、除油、沉淀作用，進一步加強廢水-油分離效果；
C、靜壓穩(wěn)流油水分離：經平流導排析油池處理后的酚氨廢水，通過靜壓穩(wěn)流油水分離器的物理除油作用，提高酚氨廢水煤焦油去除效果；
D、絮凝沉淀：經靜壓穩(wěn)流油水分離單元處理后的酚氨廢水通過投加絮凝劑、助凝劑，利用絮凝沉淀作用，去除酚氨廢水中焦粉、懸浮物等，同時絮凝沉淀工藝亦對廢水中油泥有較好的去除效果，具有降低廢水石油類物質的作用；
E、脫酚：經過除油處理后的酚氨廢水進入間歇式旋流離心萃取脫酚單元通過溶劑萃取，提取廢水中的酚類物質，不僅可以有效地降低廢水中酚類的含量，同時降低COD含量；
F、脫氨：經萃取脫酚后的酚氨廢水進入臥式低溫氨吹脫單元，利用臥式氨低溫吹脫箱，將酚氨廢水中的氨吹脫出來進行回收，吹脫反應過程中通入堿液，使臥式氨低溫吹脫箱中的廢水酸堿度調整到適合NH4+分離的pH值11左右，同時廢水溫都保持在50℃左右，加入脫氮劑，加速游離NH3的生成和分離；
G、芬頓高級氧化：經過除油、脫酚、脫氨后的廢水進入高級氧化單元，利用芬頓高級氧化裝置，通過投加H2O2與Fe2+反應后生成羥基自由基，利用羥基自由基的強氧化能力，無選擇氧化降解掉廢水中持久性有機物，包括通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，使廢水得到凈化，芬頓高級氧化單元還包括中和混凝沉淀裝置，使出水經過中和混凝沉淀，用以去除芬頓反應產生的鐵泥，該單元COD去除率可達到40％左右；
H、水解酸化：將芬頓高級氧化單元的出水進行水解與酸化，在產酸菌的作用下，使污水中的非溶解性有機物被水解為溶解性有機物，大分子物質被降解成小分子物質，使得經過水解酸化工藝后，污水的可生化性得到很大提高，為后續(xù)好氧生物處理提供了必備的條件和可靠的保證；
I、AO生物氧化接觸：水解酸化后的廢水進入AO生物氧化接觸單元，即缺氧、好氧、生物接觸氧化單元，在A級生物池段異養(yǎng)菌將廢中可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化，在O級好氧池段存在好氧微生物及消化菌，其中好氧微生物將有機物分解成CO2和H2O，在充足供氧條件下，硝化菌的硝化作用將NH3-N氧化為NO3-，通過回流控制返回至A級生物池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮，同時在O級好氧池內投加填料，以供微生物附著生長，是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理法，兼具活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)點；
J、MBR膜處理：AO生物氧化接觸后的廢水進入MBR膜生物反應單元進行處理，該工藝是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的水處理技術，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統(tǒng)內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，該單元COD去除率可達到70％左右；
K、二次沉淀：MBR膜出水進入二次沉淀單元進行泥水分離，用以澄清生物接觸氧化單元的出水混合液，污泥濃縮后進行分離再進行污泥處置；
L、污泥處置：用以收集、處置芬頓高級氧化單元的鐵泥、MBR膜單元、沉淀單元的污泥，污泥經干化后外運進行無害化處理。
優(yōu)選的，一體化除油裝置由加藥混合區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)組成，加藥混合區(qū)設置攪拌裝置，作用在于使投加得除油破乳劑與酚氨廢水充分混合，沉淀區(qū)設斜管沉淀層和集泥斗，用于沉降酚氨廢水中的油泥。
優(yōu)選的，平流導排析池由進水槽、導流墻、排泥花管、刮渣機、撇油槽、集水槽組成，水力停留時間96h。
優(yōu)選的，靜壓穩(wěn)流油水分離器水力停留時間150h，由罐體主體、上部進水區(qū)、靜壓穩(wěn)流區(qū)、出水區(qū)、集油槽及加熱盤管等組成。
優(yōu)選的，酚氨廢水經過所述步驟A一體化除油、B平流導排析油、C靜壓穩(wěn)流油水分離、D絮凝沉淀的組合處理，可使酚氨廢水中煤焦油去除率達到90％以上，同時對COD的去除率可達到30％左右，處理后廢水煤焦油濃度≤150mg/L。
優(yōu)選的，間歇式旋流離心萃取罐單體容積為5m3，直徑1.2m高度3.5m，下部為錐形體，通過間歇式定量進料，定量出料，可使處理后酚氨廢水與負載溶劑有效分離，間歇式旋流離心萃取罐單體運行周期2h，可根據(jù)處理水量進行多罐并聯(lián)組合。
優(yōu)選的，間歇式旋流離心萃取罐通過裝置的強制攪拌器將廢水與中性萃取溶劑充分混合，同時經過旋流離心作用分離提取出廢水中的酚類物質，不僅有效地降低廢水中酚類的含量，同時降低COD含量，COD去除率為85-90％，
優(yōu)選的，間歇式旋流離心萃取單元配套設置旋流離心反萃單元，將負載萃取劑進入旋流反萃設備，通過加堿反萃再生萃取劑，旋流反萃設備定量進料，定量出料，所述的負載萃取劑為絡合萃取劑經過物理法萃取出廢水中酚類物質后形成的溶液，稱為負載萃取劑，再生萃取劑經閉合系統(tǒng)進入間歇式旋流離心萃取單元反復使用，萃取劑再生過程中形成的酚鈉液自流進入酚鈉液暫存罐，通過加硫酸酸化工序，形成粗酚進行出售。
優(yōu)選的，臥式低溫氨吹脫箱液面高度1米左右的矩形箱體，內設多組穿孔曝氣管，利用鼓風機曝氣吹脫將游離的NH3分離出來，箱體可根據(jù)處理水量的大小進行多個組合，經過臥式低溫氨吹脫單元處理后對廢水中氨氮的去除率可達95％以上，處理廢水后所逸出的氨氣引入氨氣吸收塔，利用硫酸溶液噴淋洗滌進行回收氨氣，產生硫酸銨副產品可作為肥料使用或腐殖酸肥料添加劑。
優(yōu)選的，AO生物氧化接觸單元中污水進行多次內循環(huán)，進行稀釋回流循環(huán)水量為300％，起到稀釋高濃度來水的作用，進而不需要對生化單元補充新水，同時內循環(huán)過程中投加硅藻精土和活性炭粉，用于吸附廢水中難降解的有機物，硅藻精土的投加濃度為50-100g/m3、活性炭粉的投加濃度100-150g/m3，該單元對COD去除率可達到80％左右。
優(yōu)選的，一種酚氨廢水處理工藝處理后出水能夠到達COD≦150mg/L，氨氮≦25mg/L，揮發(fā)酚≦0.5，石油類≦5mg/L的排放限值，處理后廢水能夠全部回用于企業(yè)生產單元，實現(xiàn)企業(yè)廢水不外排。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：
1、本發(fā)明通過一體化除油單元、平流導排析油單元、靜壓穩(wěn)流油水分離單元、絮凝沉淀單元的組合工藝，有效去除酚氨廢水中煤焦油，進一步收集回收酚氨廢水中油類物質，有效地降低廢水中油類物質可保證萃取脫酚單元正常運行，減少油類物質對萃取脫酚工段萃取劑的萃取及再生的影響，利用間歇式旋流離心萃取單元和臥式低溫氨吹脫單元組合工藝，可有效回收酚氨廢水中氨、粗酚等有價資源，將半焦生產企業(yè)的酚氨廢水中有價資源得到利用，以此解決了酚氨廢水中含有大量焦油類、酚類、氨氮、多環(huán)芳烴類化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物的處理工藝建設投資巨大、運行費用極高、能耗大等，是非常典型的含難降解有機化合物的工業(yè)廢水，酚氨廢水中污染物濃度比焦化酚氰廢水高十倍左右，成分也更為復雜，傳統(tǒng)、建設周期長、占地面積大、對運行操作人員素質要求高等，同時經預處理后廢水仍對后續(xù)工段中微生物的毒性較高，影響其生長，造成生化處理系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。
（發(fā)明人：史殿彬;牛紅兵;馬東升;楊晉生;喬海軍）
