公布日：2023.12.01

申請日：2023.09.13

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法及系統(tǒng)，采用對氧化尾氣的液體污水進行單獨處理的技術(shù)方案，先加入氫氧化鈉與尾氣洗滌塔污水反應(yīng)生成碳酸鈉，實現(xiàn)二氧化碳的回收；然后采用好氧池加生物膜池，去除易降解COD，再經(jīng)錳砂過濾器去除有害金屬離子，然后膜分離濃縮回收部分水；反滲透濃水經(jīng)過臭氧催化氧化去除對羧基三聯(lián)苯粘度大的物質(zhì)，防止堵塞蒸發(fā)器，進一步蒸發(fā)濃縮回收水；濃縮后的碳酸鈉和溴化鈉經(jīng)離心分離碳酸鈉和溴化鈉，并回收水。采用本發(fā)明的技術(shù)方案可以實現(xiàn)PTA生產(chǎn)裝置中氧化尾氣洗滌吸收單元中含溴、含鹽、高COD污水的回收利用，以及二氧化碳回收利用，達到碳中和和污水的零排放的目的。

權(quán)利要求書

1.一種含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，所述處理方法包括下列步驟：步驟A：對尾氣洗滌塔廢水原水進行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括對尾氣洗滌塔廢水原水進行降溫處理，然后加入氫氧化鈉使其與尾氣洗滌塔D-172廢水中的碳酸根離子反應(yīng)，得到碳酸鈉；步驟B：對預(yù)處理后的污水依次進行好氧處理和膜生物反應(yīng)處理，主要去除濃度高的容易降解的COD，即去除大部分高濃度有機物，所得污泥輸送至污泥脫水單元；所述好氧處理的污水進水流量為30～50t/h，空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(30～20):1；空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(10～5):1；步驟C：膜生物反應(yīng)處理后的污水進入錳砂過濾器，除去鐵鎳有害離子，進水流量30～50t/h，反洗流量1.5～1.7噸/次；步驟D：對錳砂過濾處理后的污水進行反滲透(RO)處理，以提純濃縮對羧基三聯(lián)苯等難降解有機物，得到反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水；其中，污水進水流量為30～50t/h，反滲透壓力為3～5MPa；反滲透產(chǎn)水進入回用水裝置作為回用水，大約得到75％的反滲透產(chǎn)水，反滲透產(chǎn)水的出水流量為22.5～28t/h；得到7.5～10t/h反滲透濃水；步驟E：對反滲透濃水進行臭氧催化氧化處理，以進一步去除對羧基三聯(lián)苯等難降解有機物；臭氧與污水中COD的質(zhì)量比例為(2～1)：1；步驟F：臭氧催化氧化處理后的濃水進入多效蒸發(fā)結(jié)晶單元，通過蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶濃水中的溴化鈉和碳酸鈉，得到碳酸鈉晶漿、蒸發(fā)濃縮后的濃縮物和蒸發(fā)產(chǎn)水，所得冷凝液回用作為補充水；其中，多效蒸發(fā)結(jié)晶單元的進料流量為7.5～12.5t/h，得到的蒸發(fā)產(chǎn)水為6.68～8.35t/h；步驟G：蒸發(fā)濃縮后的濃縮物、碳酸鈉晶漿進入離心分離單元，分離出碳酸鈉和溴化鈉的混合物，其中，蒸發(fā)濃縮后的濃縮物的進料流量為1.18～1.47t/h；步驟H：反滲透產(chǎn)水和蒸發(fā)產(chǎn)水進入回用水裝置，經(jīng)過回用水膜處理后可作為循環(huán)水補水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟A中，尾氣洗滌塔廢水原水的進料流量為30～50t/h，進料濃度為0.5～2％W/W；預(yù)處理的溫度20～30℃，預(yù)處理的壓力為0.2～0.3MPa，氫氧化鈉和尾氣洗滌塔廢水中碳酸根離子含量的質(zhì)量比例為2：1；控制預(yù)處理的反應(yīng)體系pH值在7～9之間；所述碳酸根離子是PTA制備過程中氧化單元中對二甲苯和空氣反應(yīng)的副產(chǎn)物CO2溶于污水中形成的；和/或，步驟B中，所述好氧處理的污水進水流量為30～50t/h，好氧處理的空氣供應(yīng)量為250～350m3/h，空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(30～20):1；膜生物反應(yīng)處理的空氣供應(yīng)量為100～200m3/h，空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(10～5):1；好氧處理的溫度為20～30℃，pH值為6～9；和/或，步驟C中，膜生物反應(yīng)處理后的污水進水流量30～50t/h，反洗流量1.5～1.7噸/次，錳砂過濾器的運行濾速為4m/h，強制反洗濾速為8m/h；所述錳砂過濾處理用于去除污水中的有害金屬離子鐵和鎳。和/或，步驟D中，經(jīng)錳砂過濾器處理后的污水經(jīng)過反滲透膜提純濃縮，反滲透產(chǎn)水進入回用水裝置作為回用水，得到70％～80％的反滲透產(chǎn)水，反滲透膜中污水進料流量為30～50t/h，反滲透壓力3～5MPa，反滲透產(chǎn)水的出水流量為22.5～28t/h；和/或，步驟E中，臭氧催化氧化反應(yīng)器的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗水為本級處理出水，反沖洗空氣來自濾板下部的反沖洗氣管，反沖洗時濾料層有輕微膨脹，在汽水對濾料的沖刷下，被截留的SS等雜質(zhì)與濾料分離，沖洗下來的雜質(zhì)隨反沖洗排水排出反應(yīng)器；優(yōu)選地，步驟E中，所述臭氧催化氧化處理的反應(yīng)時間為1小時，反洗水量為5m3/h，臭氧與污水中COD的質(zhì)量比例為(2～1)：1，氣體洗滌氣量為20m3/h，催化劑為鋁基金屬催化劑，所述催化劑的年固定投加量為4.9～5.1立方米固定床；步驟E的目的在于去除污水中雜環(huán)物質(zhì)和對羧基三聯(lián)苯；和/或，步驟F中，多效蒸發(fā)結(jié)晶單元的進料流量為7.5～12.5t/h，得到的蒸發(fā)產(chǎn)水為6.68～8.35t/h；其中，多效蒸發(fā)濃縮比為3～5，溫度為65～90℃，壓力為0.02～0.06MPa，優(yōu)選地，步驟F中，通過離心分離單元得到的碳酸鈉和溴化鈉的混合物中含水量10％，離心分離單元得到的碳酸鈉和溴化鈉的混合物的產(chǎn)量500～600kg/h；和/或，步驟G中，蒸發(fā)濃縮后的濃縮物的進料流量為1.18～1.47t/h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟B中，好氧處理中要求好氧池內(nèi)污水最大回流比為500，活性污泥最大回流比為100，反應(yīng)時間為50小時，污泥負荷4000mg/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟F中，多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中的分鹽分質(zhì)結(jié)晶工藝所需的熱源采用主裝置的副產(chǎn)蒸汽，所述副產(chǎn)蒸汽的壓力為0.32～0.38MPa，溫度為145～150℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟D得到的反滲透水和步驟G得到的蒸發(fā)產(chǎn)水經(jīng)過回用水膜處理后送到裝置循環(huán)水作為補水。

6.一種減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：預(yù)處理裝置，用于將尾氣洗滌塔廢水中的碳酸根離子轉(zhuǎn)化為碳酸鈉；好氧-MBR反應(yīng)池，與所述預(yù)處理裝置連接，用于處理來自所述預(yù)處理裝置的廢水；錳砂過濾器，所述錳砂過濾器與好氧-MBR反應(yīng)池的出水口連接，用于對MBR產(chǎn)水進行錳砂過濾處理，去除污水中的有害金屬離子；高壓反滲透裝置，與好氧-MBR反應(yīng)池的出水口連接，用于對來自好氧-MBR反應(yīng)池的廢水進行反滲透處理；臭氧催化氧化裝置，與所述高壓反滲透裝置的濃水出口連接，用于對來自臭氧催化氧化裝置的濃水中的難降解有機物進行降解；多效蒸發(fā)結(jié)晶單元，與所述臭氧催化氧化裝置的出水口連接，用于蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶來自臭氧催化氧化裝置的廢水中的溴化鈉和碳酸鈉，并通過固液分離設(shè)備獲得溴化鈉和碳酸鈉混合物；回用水膜處理單元，與多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中的冷凝水出口以及高壓反滲透裝置的反滲透產(chǎn)水出口連接，用于對冷凝水和/或反滲透水進行凈化處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧-MBR反應(yīng)池包括好氧池和生物膜反應(yīng)(MBR)池，主要用于處理高濃度的容易降解的COD，得到MBR產(chǎn)水；和/或，所述高壓反滲透裝置包括高壓反滲透器和反滲透濃水池；所述高壓反滲透器與所述錳砂過濾器的出水口連接，用于對錳砂過濾處理后的出水進行高壓反滲透處理，得到反滲透濃水和反滲透產(chǎn)水；所述反滲透濃水池與用于對高壓反滲透器的濃水出水口連接，用于儲存反滲透濃水；和/或，所述臭氧催化氧化裝置用于使用臭氧和催化劑對反滲透濃水進行催化氧化處理，優(yōu)選地，所述催化劑采用活性鋁基金屬催化劑；優(yōu)選地，所述臭氧催化氧化反應(yīng)器包括塔體、布水、反沖洗布水布氣系統(tǒng)、承托層、催化劑層和臭氧投加系統(tǒng)；催化氧化反應(yīng)器的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗水為本級處理出水，反沖洗空氣來自濾板下部的反沖洗氣管，反沖洗時濾料層有輕微膨脹，在氣水對濾料的沖刷下，被截留的SS等雜質(zhì)與濾料分離，沖洗下來的雜質(zhì)隨反沖洗排水排出反應(yīng)器；和/或，所述多效蒸發(fā)結(jié)晶單元包括蒸發(fā)結(jié)晶器、碳酸鈉離心機、溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置、溴化鈉-碳酸鈉增稠裝置和溴化鈉-碳酸鈉離心裝置；和/或，所述回用水膜處理單元包括回用水裝置和回用水膜處理裝置，所述回用水裝置的入口分別與高壓反滲透裝置的反滲透產(chǎn)水出口、蒸發(fā)結(jié)晶器的蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水出口、和溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)冷凝水出口連接，用于將反滲透產(chǎn)水、蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水和蒸發(fā)冷凝水回收到回用水裝置中；和/或，所述預(yù)處理裝置包括尾氣洗滌塔廢水儲罐和換熱器，所述尾氣洗滌塔廢水儲罐用于儲存尾氣洗滌塔廢水并采用堿性化合物對其進行中和處理；所述尾氣洗滌塔廢水包含碳酸根離子。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中，所述蒸發(fā)結(jié)晶器與所述臭氧催化氧化裝置的出水口連接，用于用于對臭氧催化氧化后的出水進行蒸發(fā)處理，得到碳酸鈉晶漿和蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水；所述碳酸鈉離心機與碳酸鈉晶漿罐的出料口連接，用于對碳酸鈉晶漿進行離心分離得到碳酸鈉晶體、離心濃縮液和離心母液；所述溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置與所述碳酸鈉離心裝置的離心母液罐出口連接，用于通過蒸發(fā)將離心母液中含有的溴化鈉和碳酸鈉進行濃縮處理，得到溴化鈉-碳酸鈉濃縮液和蒸發(fā)冷凝水；所述溴化鈉-碳酸鈉增稠裝置與所述溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置的溴化鈉-碳酸鈉濃縮液的出口連接，用于對溴化鈉-碳酸鈉濃縮液進行增稠處理，得到溴化鈉-碳酸鈉增稠液；所述溴化鈉-碳酸鈉離心裝置與所述溴化鈉-碳酸鈉增稠裝置連接，用于對增稠處理后的溴化鈉-碳酸鈉增稠液進行離心處理，得到溴化鈉和碳酸鈉。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中，所述碳酸鈉離心裝置的離心濃縮液出口與蒸發(fā)結(jié)晶器連接，用于使離心濃縮液回流到蒸發(fā)結(jié)晶器進行再次蒸發(fā)結(jié)晶，從而回收碳酸鈉晶體。

10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述回用水膜處理裝置與所述回用水裝置的出口連接，用于對所述回用水裝置中的回用水進行膜處理，所得膜處理產(chǎn)水可作為循環(huán)水補水。

（發(fā)明人：崔甲軍;管向偉;陳建軍;魏茂清;楊帆;鄭偉;錢枝茂）