申请日2013.11.27
公开(公告)日2014.02.26
IPC分类号C01D3/06; C02F9/10
摘要
本发明涉及废水处理领域，更具体的讲是一种农化高浓含盐废水处理工艺其包括如下步骤:将农化高浓含盐废水过滤后调节pH为7-8并搅拌均匀;废水泵入MVR蒸发器，加入催化剂亚硝酸钠和双氧水，并通入氧气，蒸发温度90-100摄氏度，蒸发至饱和;饱和浓缩液转入结晶釜浓缩结晶，析出氯化钠后分离，分离后的液体返回MVR蒸发器中套用。本发明的有益效果是：该工艺采用专用的催化剂以及设备，使废水COD去除率高达98%、氨氮的去除率高达96%，使废水B/C值达到0.40，废水可生化性较高，可以进一步进行处理，丰富了水资源，剩余残渣中氯化钠含量高达98.38%，符合工业用盐标准，而且通过MVR与本方法的结合，MVR只消耗电能，蒸发1t废水需要耗电25~35度电，节约了能源。
权利要求书
1.一种农化高浓含盐废水处理工艺，包括如下步骤:
(1)将农化高浓含盐废水过滤后调节PH为7-8并搅拌均匀;
(2)废水泵入MVR蒸发器，加入催化剂亚硝酸钠和双氧水，催化剂用量15-20 g/L，并通入氧气，氧气通入量为废水体积的0.01倍，蒸发温度90-100℃，蒸发至饱和;
(3)饱和浓缩液转入结晶釜浓缩结晶，析出氯化钠后分离，分离后的液体返回MVR蒸发器中套用。
2.根据权利要求1所述的一种农化高浓含盐废水处理工艺，其特征在于：所述催化剂用量17.5g/L。
3.根据权利要求1所述的一种农化高浓含盐废水处理工艺，其特征在于：所述亚硝酸钠和双氧水的重量比为：1：0.1~0.3。
4.根据权利要求1所述的一种农化高浓含盐废水处理工艺，其特征在于：所述亚硝酸钠和双氧水的重量比为1:0.2。
说明书
一种农化高浓含盐废水处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理领域，更具体的讲是一种农化高浓含盐废水处理工艺。
背景技术
经过大量的研究、调查及查阅资料发现，目前我国农化高浓含盐废水正逐步增加。并且，各种处理技术受到各种因素的影响，处理压力也越来越大，目前，我国暂时还没有真正适合农化高浓含盐废水处理方法，所有工艺均不成熟。处理方案基本为传统或改进的活性污泥法，电化学、电渗析膜法、传统蒸馏法等工艺，这些工艺均有一定的缺陷，分离出盐分混合复杂，含有大量杂质，无法达到工业盐应用标准，出水水质较差，对后续工艺处理不利，无法达到资源回用，清洁生产的目的。
生物法
生物法具有经济、高效、无害等特点，被广泛应用于废水处理中。但高含盐工业废水中的无机盐对一般微生物有较强的抑制作用，因此，耐盐微生物和嗜盐微生物在高含盐废水处理中发挥了积极的作用，废水中钠盐对活性污泥法系统的影响取决于废水中钠盐的浓度，钠盐浓度变化的方式以及是否能成功地驯化出该系统的耐盐微生物。
杨健等通过驯化活性污泥处理高含盐有机废水，系统含盐量为35 g/L，COD负荷为1.0 kg/(kg·d)，污泥经4～6周驯化后逐渐成熟，外观颜色由深褐色转变为浅棕黄色，镜检丝状菌消失，只有少量的原生动物，SVI为0.55～0.80 mL/g，MLVSS/MLSS为0.55～0.65，絮凝体颗粒细小紧密，无机成分多。结果表明，驯化污泥具有良好的有机物吸附和氧化能力，其COD去除率比未驯化污泥显著提高，而未驯化污泥则出现明显中毒现象。Hanoda和Al-Atlar 利用完全混合式反应器研究了NaCl浓度(10g/L和30g/L)对活性污泥工艺处理研究发现，高盐环境下生物活性和有机物去除率均有提高，TOC去除率在NaCl 0g/L、10g/L、30g/L时，分别为96.3%、98.9%、99.2%。他们认为在高盐条件下，微生物生长没有受到抑制，相反促进了一些嗜盐菌的生长, 使反应器内微生物浓度增加，降低了有机负荷。另外，NaCl的加入也提高了污泥的絮凝性。L.An等对两段接触氧化法处理含盐污水进行了试验研究，结果表明，污泥驯化后，当盐质量浓度为35 g/L，BOD负荷为0.95～2.80 kg/(m3·d)，盐度对处理系统的影响很小;当污水盐度25 g/L，BOD负荷0.95～2.90 kg/(m3·d)时，盐度几乎对处理效果不产生影响。C. Glass 等利用序批式反应器处理高盐高氮废水，在硝酸氮质量浓度为8200 mg/L，pH=9、TDS=18%的条件下，经过驯化的污泥能够脱氮，但未经驯化的污泥系统在硝酸氮质量浓度为5400 mg/L 时就完全停止反硝化反应。当pH 为7.5，硝酸氮质量浓度为5400 mg/L 时，即使是驯化污泥，也完全停止硝化反应。这表明高盐环境降低了序批式反应器的脱氮效率。Kargi和Dincer利用间歇生物反应器进行了自配水样实验，研究了盐的抑制作用及动力学常;Belkin 等研究了高盐环境下化工废水生物处理的可行性。但生物法处理含盐废水，只能处理低浓度含盐废水，且生物驯化较难，研究结论不一致，多数局限在配水实验上，缺乏实际工程案例。
物理法
(1)采用电化学法对高盐度废水进行了资源化处理，分别从电极极板距离、pH 值、电源电压等几个因素研究了对除盐效果的影响。部分实验结果表明:最佳处理工艺为电极极板距离10mm、pH值为5、电源电压为13.5V，此时氯离子的去除率可达50%。A G Vlyssides等利用Ti/Pt 作为阳极，不锈钢304为阴极的电化学方法处理含氰化物废水，废水中加入ρ=40g/L的NaCl作为电解液，混合物流过电解池。电解产生的强氧化性物(Cl，O2，羟基和其他氧化剂)，有机污染物经湿式氧化成CO2和H2O。经电流强度为0.26 A/cm2电解10h后,COD去除率为93%，总有机碳( TOC)去除率为80.4%，总挥发性固体( VSS) 去除率为98.7%，色度去除率为99.4%。Barrera-Diaza 等利用电化学氧化法处理高色度高污染工业废水，电化学氧化法最好的去除效果为：COD为78%、色度为86%、絮状物99.9%。利用ALC-γ发射源产生的射线照射后, 其处理效果分别为：COD为95%、色度为90%和絮状物为99.9%。Raghu等利用化学法与电化学法相结合的技术处理印染废水，从实验的结果可知，该方法处理的废水，其COD 去除率为92.31%( 0.25 A/dm2 )，能量的消耗大约为19.29 kW·h/kg。
(2)在等电点电渗析有机物溶液可以从盐溶液中提纯分离出有机物，采用电渗析法在不同溶液pH值、流量、浓度差下对含盐废水中的盐分去除进行了研究，使用一级三段膜堆，采用钛板涂二氧化钌为电极，进行实验，结果表明，盐分的去除率随着pH值增加也相应的增加，pH值应该控制在8.1~8.6的范围之内。最终的脱盐率达90%以上，但物理法处理农化高浓含盐废水的工艺的缺陷在于能耗太高，且分离出的盐分含量不高。
(3)传统蒸发脱盐，即用加热的方法, 使溶液中的部分溶剂汽化并得以去除, 以提高溶液的浓度, 或为溶质析出创造条件。但蒸发处理效果不好且处理成本较高。因废水成分复杂, 蒸出盐成分复杂，含有大量杂质，无法达到工业盐应用标准，蒸馏出水水质较差，后续处理难度高。
因此专利号为200910230008.6的专利申请，公开了一种双甘膦废水的处理方法，其采用多效蒸发外加催化剂的方式进行处理，其添的催化剂为亚硝酸钠和次氯酸的混合物，其废水COD的一次性去除率高达93%以上，但是次方法仅仅适用于双甘膦废水，而对于成分更加复杂的农化高浓含盐废水并没有很好的效果，而且多效蒸发耗费的能源较多，以5t/h的三效蒸发器和MVR进行能耗对比，三效蒸发器蒸发1t废水需用蒸汽0.4~0.6t，蒸汽的价格基本在180~220元/吨，因此蒸发1t废水需要72~132元。高盐度废水中由于含有大量的溶解性物质，无机盐类在微生物生长过程中起着促进酶反应、维持膜平衡和调节渗透压的重要作用，但盐浓度过高，离子强度大，会造成质壁分离、细胞失活，使一般微生物难以在其中生长、繁殖，所以传统的生物法难以处理高盐度废水。物理化学法处理农化高浓含盐废水能耗较高，分离出的盐分含有大量杂质，无法达到工业盐标准。
随着我国农药行业发展迅速，农药化工行业生产中的废水浓度较高且含有大量的盐分，但很多企业废水处理设施不完善，甚至没有处理设施，部分企业废水处理设置投资过大，运行费用过高，且无法稳定达标。很多企业农化高浓含盐废水通过传统蒸馏后，盐分混合复杂，含有大量杂质，无法达到工业盐应用标准，蒸馏出水仍含有部分盐，对后续工艺处理不利。如何处理农化高浓含盐废水问题已经引起了各生产企业及环保科研机构的重视。
发明内容
本发明的发明目的在于针对以上不足，提供了一种应对农化高浓含盐废水的处理工艺，该工艺采用专用的催化剂以及设备，提高了废水中COD、氨氮的去除率，提高了废水B/C值，提高了残渣中的氯化钠含量以及节约了能源的消耗。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种农化高浓含盐废水处理工艺，包括如下步骤:
(1)将农化高浓含盐废水过滤后调节PH为7-8并搅拌均匀;
(2)废水泵入MVR蒸发器，加入催化剂亚硝酸钠和双氧水，催化剂用量15-20 g/L，并通入氧气，氧气通入量为废水体积的0.01倍，蒸发温度90-100，蒸发至饱和;
(3)饱和浓缩液转入结晶釜浓缩结晶，析出氯化钠后分离，分离后的液体返回MVR蒸发器中套用。
上述催化剂用量17.5g/L。
所述述亚硝酸钠和双氧水的重量比为：1：0.1~0.3。
优化的，上述亚硝酸钠和双氧水的重量比为1:0.2。
本发明对废水蒸发中通入氧气以及对参数的控制，解决了废水直接利用MVR蒸发器蒸发效果差的问题，从而增加了一种利用MVR蒸发器处理废水的方法，另外通过设置本发明特定的催化剂亚硝酸钠和双氧水，并规定亚硝酸钠和双氧水的重量比为：1：0.1~0.3，使得废水COD的去除率，B/C的提升、废水氨氮去除率以及残渣氯化钠剩余量的控制均起到积极效果，并且效果比单独使用亚硝酸钠或双氧水均好。
本发明的有益效果是：该工艺采用专用的催化剂以及设备，使废水COD去除率高达98%、氨氮的去除率高达96%，使废水B/C值达到0.40，废水可生化性较高，可以进一步进行处理，丰富了水资源，剩余残渣中氯化钠含量高达98.38%，符合工业用盐标准，而且通过MVR与本方法的结合，MVR只消耗电能，蒸发1t废水需要耗电25~35度电，以1元/kwh计，蒸发1t废水需要25~35元，节约了能源，而且本方法对于PH的要求基本与废水PH一致，无需或者只需略微调整PH即可，节约了时间和成本。