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吸附增強(qiáng)廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控工藝

發(fā)布時(shí)間:2024-4-17 14:20:58  中國污水處理工程網(wǎng)

公布日:2023.05.05

申請日:2022.12.29

分類號(hào):C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/463(2023.01)N;

C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,首先將生化處理后的廢水流經(jīng)臭氧預(yù)氧化系統(tǒng),出水流入混凝沉淀系統(tǒng),之后投加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理;將處理后的出水流入樹脂吸附系統(tǒng)進(jìn)行吸附處理;對使用過的樹脂進(jìn)行再生處理,并收集脫附液;收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統(tǒng),進(jìn)行脫附液強(qiáng)化處置,出水流入電絮凝系統(tǒng);處理后的出水進(jìn)行回流。本發(fā)明通過樹脂吸附增強(qiáng)臭氧催化氧化系統(tǒng)處理效果,并通過臭氧氧化處理增強(qiáng)樹脂吸附效果,降低能耗,提高有機(jī)物深度去除能力,能夠?qū)崿F(xiàn)樹脂再生液的自循環(huán),簡化工藝流程,縮短反應(yīng)時(shí)間,降低成本。

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權(quán)利要求書

1.一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:包括以下步驟:步驟SI:首先將生化處理后的廢水流經(jīng)臭氧預(yù)氧化系統(tǒng),出水流入混凝沉淀系統(tǒng),之后投加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理,并排出混凝沉淀后的污泥;步驟S2:將步驟S1處理后的出水流入樹脂吸附系統(tǒng)進(jìn)行吸附處理;步驟S3:對步驟S2中使用過的樹脂進(jìn)行再生處理,并收集脫附液;步驟S4:步驟S3中收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統(tǒng),進(jìn)行脫附液強(qiáng)化處置,出水流入電絮凝系統(tǒng)進(jìn)一步處理;步驟S5:將步驟S4處理后的出水進(jìn)行回流實(shí)現(xiàn)再利用或再處理,其中一部分用于配制再生劑,另一部分與步驟S1混凝沉淀處理后的出水混合后進(jìn)一步進(jìn)入樹脂吸附系統(tǒng)通過增強(qiáng)吸附實(shí)現(xiàn)深度凈化處理,經(jīng)過回流之后的水體經(jīng)樹脂吸附系統(tǒng)處理后從出水排出;所述步驟S1-步驟S5按照先后順序依次進(jìn)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S1與步驟S4中,混凝沉淀處理中混凝劑為鋁系、鐵系、鋁鐵系無機(jī)混凝劑中的一種或幾種,混凝劑投加量為20-80mg/L。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S1中廢水流經(jīng)臭氧預(yù)氧化系統(tǒng)處理時(shí),臭氧氧化接觸時(shí)間為10-40min,臭氧初始通量為1-2mg/min;步驟S4中,收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統(tǒng),臭氧催化氧化接觸時(shí)間為1060min,臭氧初始通量為14mg/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S2中,所述樹脂吸附系統(tǒng)中樹脂包括除氨氮吸附樹脂、離子交換樹脂、磁性樹脂、螯合樹脂中的一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S2中,樹脂吸附系統(tǒng)中廢水流速為18BV/h

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S3中,通過再生劑對步驟S2使用過的樹脂進(jìn)行脫附再生。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S3中,樹脂再生處理時(shí)再生劑采用215NaCl/NaOH溶液,流速為16BV/h,再生液量為1.53BV。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S4,臭氧催化氧化系統(tǒng)中催化劑為鋁系催化劑、鐵系催化劑、生物炭催化劑及其負(fù)載型催化劑中的一種或幾種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,其特征在于:步驟S4,所述電絮凝系統(tǒng)中的電流密度為150mA/cm2之間,陰陽極間距為110cm之間,水力停留時(shí)間為120min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法應(yīng)用于有機(jī)廢水深度降解處理。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中提到的問題,本發(fā)明針對現(xiàn)在石化、焦化等行業(yè)廢水的尾水處理難度大,傳統(tǒng)的直接臭氧氧化處理方式成本過高,低濃度導(dǎo)致的氧化劑利用率低,而單一的吸附技術(shù)處理深度有限,且脫附液需單獨(dú)處理,再生液循環(huán)處理流程復(fù)雜,成本高等問題,針對性提出一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水深度凈化多過程耦合調(diào)控方法,通過樹脂吸附增強(qiáng)臭氧催化氧化系統(tǒng)處理效果,并通過臭氧氧化處理增強(qiáng)樹脂吸附效果,降低能耗,充分發(fā)揮各工段的獨(dú)特優(yōu)勢與協(xié)同作用,提高有機(jī)物深度去除能力,能夠?qū)崿F(xiàn)樹脂再生液的自循環(huán),簡化工藝流程,減少占地,縮短反應(yīng)時(shí)間,大大降低成本。本申請適于工業(yè)廢水生化尾水的深度處理,有效發(fā)揮多過程耦合強(qiáng)化的優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同去除,并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了樹脂脫附液的高效處置與循環(huán)利用、氧化劑的梯級(jí)利用、混凝劑的高效利用以及吸附劑的功能增強(qiáng)。本發(fā)明方法穩(wěn)定性好、藥耗量低,可大幅降低運(yùn)行成本,應(yīng)用推廣前景廣闊。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:

一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,包括以下步驟:

步驟S1:首先將生化處理后的廢水流經(jīng)臭氧預(yù)氧化系統(tǒng),出水流入混凝沉淀系統(tǒng),之后投加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理,并排出混凝沉淀后的污泥;

步驟S2:將步驟S1處理后的出水流入樹脂吸附系統(tǒng)進(jìn)行吸附處理;

步驟S3:對步驟S2中使用過的樹脂進(jìn)行再生處理,并收集脫附液;

步驟S4:步驟S3中收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統(tǒng),進(jìn)行脫附液強(qiáng)化處置,出水流入電絮凝系統(tǒng),之后投加混凝劑再次進(jìn)行混凝沉淀處理;

步驟S5:將步驟S4處理后的出水進(jìn)行回流實(shí)現(xiàn)再利用或再處理,其中一部分用于配制再生劑,另一部分與步驟S1混凝沉淀處理后的出水混合后進(jìn)一步進(jìn)入樹脂吸附系統(tǒng)通過增強(qiáng)吸附實(shí)現(xiàn)深度凈化處理;經(jīng)過一次的回流之后,水體經(jīng)樹脂吸附系統(tǒng)處理后從出水排出。

所述步驟S1-步驟S5按照先后順序依次進(jìn)行。

優(yōu)選的是,步驟S1與步驟S4中,混凝沉淀處理中混凝劑為鋁系、鐵系、鋁鐵系無機(jī)混凝劑中的一種或幾種,混凝劑投加量為20-80mg/L;炷齽┩都恿繛20-80mg/L范圍內(nèi)的任意值,如20mg/L30mg/L,40mg/L,50mg/L,60mg/L,70mg/L80mg/L。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S1中廢水流經(jīng)臭氧預(yù)氧化系統(tǒng)處理時(shí),臭氧氧化接觸時(shí)間為10-40min,臭氧初始通量為1-2mg/min,臭氧氧化接觸時(shí)間為10-40min范圍內(nèi)的任意值,如10min20min,30min40min,臭氧初始通量為1-2mg/min范圍內(nèi)的任意值,如1mg/min2mg/min。步驟S4中,收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統(tǒng),臭氧催化氧化接觸時(shí)間為1060min,臭氧初始通量為14mg/min,臭氧氧化接觸時(shí)間為10-60min范圍內(nèi)的任意值,如10min,20min,30min,40min,50min,60min;臭氧初始通量為1-4mg/min范圍內(nèi)的任意值,如1mg/min,2mg/min,3mg/min,4mg/min

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S2中,所述樹脂吸附系統(tǒng)中樹脂包括除氨氮吸附樹脂、離子交換樹脂、磁性樹脂、螯合樹脂中的一種或幾種。經(jīng)過步驟S2處理后,多種污染物去除率同時(shí)獲得有效提升,吸附出水得到深度凈化。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S2中,樹脂吸附系統(tǒng)中廢水流速為18BV/h,吸附體積為50150BV。樹脂吸附系統(tǒng)中廢水流速為18BV/h范圍內(nèi)的任意值,如1BV/h,2BV/h3BV/h,4BV/h,5BV/h6BV/h,7BV/h8BV/h。吸附體積為50150BV范圍內(nèi)的任意值,如50BV,80BV100BV,120BV140BV,150BV

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S3中,通過再生劑對步驟S2使用過的樹脂進(jìn)行脫附再生。通過再生劑對使用過的樹脂進(jìn)行脫附再生,脫附液排出后用清洗水將樹脂清洗干凈,準(zhǔn)備下一批次待用,同時(shí)廢水流經(jīng)其他樹脂,保證整體系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S3中,樹脂再生處理時(shí)再生劑采用215NaCl/NaOH溶液,流速為16BV/h。該步驟中再生劑可以采用2NaCl/NaOH溶液,5NaCl/NaOH溶液,6NaCl/NaOH溶液,8NaCl/NaOH溶液,10NaCl/NaOH溶液,12NaCl/NaOH溶液,15NaCl/NaOH溶液;流速為1BV/h,2BV/h,3BV/h,4BV/h,5BV/h6BV/h。步驟S3中,通過反洗脫附樹脂材料表面和內(nèi)部的有機(jī)物,流速為14BV/h,再生液量為1.53BV,反洗后的樹脂通過大量的清洗水進(jìn)行清洗,清洗水量為1.53BV,洗掉殘存在樹脂表面和內(nèi)部的殘留液,隨后將沖洗水排空,準(zhǔn)備下一次使用。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S4,臭氧催化氧化系統(tǒng)中催化劑為鋁系催化劑、鐵系催化劑、生物炭催化劑及其負(fù)載型催化劑中的一種或幾種。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S4,所述電絮凝系統(tǒng)中的電流密度為150mA/cm2之間,陰陽極間距為110cm之間,水力停留時(shí)間為120min。電流密度為150mA/cm2范圍內(nèi)的任意值,如1mA/cm2,10mA/cm2,20mA/cm2,30mA/cm2,40mA/cm2,50mA/cm2;陰陽極間距可以為1cm,3cm,5cm,6cm。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S4中,所述臭氧催化氧化系統(tǒng),通過臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧以及臭氧催化氧化系統(tǒng)內(nèi)的催化劑的進(jìn)一步催化作用對步驟S3濃縮后的脫附液進(jìn)行高效臭氧催化氧化處理,溢出的臭氧氣體無需單獨(dú)吸收液進(jìn)行吸收處理直接進(jìn)入步驟S1中的臭氧預(yù)氧化系統(tǒng)中對其進(jìn)水進(jìn)行臭氧氧化預(yù)處理,降解污染物的同時(shí),所述樹脂吸附系統(tǒng)出水作為臭氧吸收液,降低了工藝成本。

上述任一方案中優(yōu)選的是,步驟S5中,將步驟S4處理后的出水進(jìn)行回流實(shí)現(xiàn)再利用或再處理,其中20%用于配制再生劑,80%與步驟S1混凝沉淀處理后的出水混合后進(jìn)一步進(jìn)入樹脂吸附系統(tǒng)通過增強(qiáng)吸附實(shí)現(xiàn)深度凈化處理;經(jīng)過一次的回流之后,水體經(jīng)樹脂吸附系統(tǒng)處理后從出水排出。

本發(fā)明還公開上述的以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法應(yīng)用于有機(jī)廢水深度降解處理。

綜上所述,本發(fā)明主要具有以下有益效果:

本申請公開一種以吸附增強(qiáng)為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調(diào)控方法,通過選取合適的樹脂材料,在樹脂吸附系統(tǒng)中利用樹脂材料表面大量的活性位點(diǎn)與帶電基團(tuán),一并吸附去除且富集尾水中的苯類或酚類化合物、有機(jī)酸等多類溶解性有機(jī)物,由于其具有吸附容量大,處理深度高,運(yùn)營成本低,可再生重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),在廢水尾水深度處理方面顯現(xiàn)出巨大的針對性技術(shù)耦合優(yōu)勢。而分離后產(chǎn)生的高濃度脫附液,具備更高的初始濃度,可以顯著提高臭氧催化氧化的效率和臭氧利用率。過量未被利用的臭氧可以通過樹脂吸附之前進(jìn)行預(yù)氧化處理,進(jìn)行有效再利用并吸收,大大降低成本,同時(shí)增強(qiáng)樹脂吸附效果。脫附液經(jīng)過臭氧催化氧化處理后,其混凝效果大幅增強(qiáng),可經(jīng)過混凝處理進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)脫附液的再生與循環(huán)利用,使得針對性的組合樹脂吸附與臭氧催化氧化技術(shù)形成了良好的技術(shù)性耦合與經(jīng)濟(jì)性耦合優(yōu)勢。具體的:

(1)本申請先通過臭氧預(yù)氧化與混凝增強(qiáng)樹脂吸附效果,樹脂吸附去除尾水中大量溶解性有機(jī)物,并進(jìn)行濃縮富集,脫附后形成高濃度脫附液,再對其進(jìn)行臭氧催化氧化處理,可大大提高臭氧的利用效率。

(2)將溢出臭氧通入樹脂吸附進(jìn)水前端進(jìn)行預(yù)處理,使其作為臭氧的吸收液的同時(shí),對多余臭氧進(jìn)行再次利用,分解溶解性有機(jī)物,增強(qiáng)后續(xù)樹脂吸附效果,減少額外占地與設(shè)備投入,大大降低了成本,并提高了安全性。

(3)脫附液經(jīng)過臭氧催化氧化處理后,其混凝沉淀處理能力大幅增強(qiáng),構(gòu)成了良好的耦合效果,經(jīng)過混凝處理后,可適量補(bǔ)充再升劑,實(shí)現(xiàn)再生劑再生循環(huán)利用,能夠?qū)崿F(xiàn)樹脂再生液的自循環(huán),簡化工藝流程,減少占地,體現(xiàn)出良好的技術(shù)耦合特性與經(jīng)濟(jì)性耦合優(yōu)勢。

(4)該方法可在弱堿性pH下對石化、焦化等廢水生化尾水進(jìn)行有效處理,不引入新的金屬,不需要調(diào)節(jié)pH,可有效發(fā)揮多過程交互強(qiáng)化的優(yōu)勢,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了樹脂脫附液的高效處置與循環(huán)利用、氧化劑梯級(jí)利用、混凝劑高效利用以及吸附劑功能增強(qiáng),從而大幅降低集成工藝成本,且本發(fā)明方法簡單易操作,穩(wěn)定性較好,應(yīng)用前景非常廣闊。

(5)采用鈉鹽溶液進(jìn)行樹脂的反洗再生,對設(shè)備要求低,操作簡易安全;

(6)本發(fā)明反應(yīng)過程簡單,并且涉及的原料價(jià)廉易得,無危險(xiǎn)昂貴的化學(xué)藥品,安全性能高且綠色環(huán)保。

(7)本發(fā)明適于工業(yè)廢水生化尾水的深度處理,有效發(fā)揮了多過程耦合強(qiáng)化的優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同去除,并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了樹脂脫附液的高效處置與循環(huán)利用、氧化劑的梯級(jí)利用、混凝劑的高效利用以及吸附劑的功能增強(qiáng)。本發(fā)明方法穩(wěn)定性好、藥耗量低,可大幅降低運(yùn)行成本,應(yīng)用推廣前景廣闊。

發(fā)明人:劉福強(qiáng);荊世超;張為國;李杰;范俊;梁英;徐根華;李愛民

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