申请日2021.09.09
公开日期2021.12.28
IPC分类C02F103/36;C02F9/14
摘要
本发明提出一种三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，包括依序进行的如下操作：均质；调pH值；气浮处理；过滤；三维电催化氧化；絮凝处理；一次稀释并添加营养液；一次生化降解；二次稀释；二次生化降解；三次稀释；生化处理；对生化处理的出水进行检测，达标则排放，不达标则重新进行处理。本发明将三维电催化氧化和生化处理相结合，先采用三维电催化氧化去除碱渣废水中的有机污染物，再将碱渣废水分布稀释、有序生化，从而逐步降解废水中的污染物，最后再配合驯化后的活性污泥处理，保证最终稳定出水，运行效率高、抗冲击性好且运行费用低。
权利要求
1.一种三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：包括依序进行的如下操作：
1)均质：将待处理的碱渣废水汇集并储存一段时间进行水质调节；
2)调pH值：调节均质出水的pH值；
3)气浮处理：向上一步所得的碱渣废水中搅拌加入破乳剂、絮凝剂、助凝剂，进行气浮处理；
4)过滤：对气浮处理后的出水进行物理过滤；
5)三维电催化氧化：过滤出水进行三维电催化氧化以去除污染物；
6)絮凝处理：对三维电催化氧化出水进行絮凝处理；
7)一次稀释并添加营养液：对絮凝处理的出水先稀释再添加营养液，之后混合均匀；
8)一次生化降解：向上一步的出水中添加耐盐菌剂进行生化降解；
9)二次稀释：对一次生化降解的出水进行稀释；
10)二次生化降解：向二次稀释的出水中添加耐盐菌剂进行生化降解；
11)三次稀释：对二次生化降解的出水进行稀释；
12)生化处理：将三次稀释的出水排入MBR膜池中进行深度生化处理；
13)排放或再处理：对生化处理的出水进行检测，达标则排放，不达标则重新进行处理。
2.根据权利要求1所述的三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：5)三维电催化氧化时，工作电压为7-12V，处理时间为1-3h。
3.根据权利要求1所述的三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：8)一次生化降解中，所述耐盐菌剂为芽孢杆菌；10)二次生化降解中，所述耐盐菌剂为产碱菌或酵母菌。
4.根据权利要求1所述的三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：一级菌剂滤池(8)和二级菌剂滤池(10)内的滤层均为活性炭滤层，所述活性炭滤层为至少两个规格的活性炭混合均匀后布设而成。
5.根据权利要求1所述的三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：12)生化处理，所述MBR膜池中添加有驯化后的活性污泥。
6.根据权利要求1-5任一项所述的三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：
1)均质时，水力停留时间为24-72h；
2)调pH值时，采用硫酸将均质出水的pH值调节为7-8.5；
3)气浮处理时，破乳剂添加后停留1h再加絮凝剂，絮凝剂添加后停留0.5h再加助凝剂，助凝剂添加后停留0.5h再进行溶气气浮，溶气气浮停留1h；
4)过滤时，采用一级过滤和二级过滤，一级过滤采用果壳过滤罐进行过滤，停留时间为0.5-1h；二级过滤采用石英砂过滤罐进行过滤，停留时间为0.5-1h；
5)三维电催化氧化时，采用南方创业(天津)科技有限公司生产的型号为SOB-2的三维电催化氧化装置；
6)絮凝处理时，絮凝剂为PAC，助凝剂为PAM，停留时间为0.5-1h；
7)一次稀释并添加营养液时，先采用自来水或生活污水将絮凝处理的出水稀释3-5倍，再添加含有氮、磷的营养液，混合均匀后其内的C:N:P＝150:5:1，含盐率2.5％-3％；
8)一次生化降解时，停留时间为24-72h；
9)二次稀释时，采用自来水或生活污水对一次生化降解的出水进行稀释，停留时间为1h，稀释后的含盐率1.5％-1.8％；
10)二次生化降解时，停留时间为24-72h；
11)三次稀释时，采用自来水或生活污水对二次生化降解的出水进行稀释，停留时间为1h，稀释后的含盐率0.3％-0.8％；
12)生化处理时，停留时间为36-72h。
7.根据权利要求6所述的三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，其特征在于：本发明用于处理pH为7-13，COD≤100000mg/L，石油类≤2000mg/L，总氮小于≤4000mg/L，硫化物≤40000mg/L，苯及苯的同系物≤1000mg/L，苯酚≤500mg/L，含盐量≤120000mg/L的碱渣废水。
说明书
一种三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺
技术领域
本发明属于碱渣废水处理技术领域，特别是指一种三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺。
背景技术
炼油厂的碱渣废水主要来自减压蒸馏装置和催化裂化装置，在液化气碱洗、液态烃碱精制等工艺过程中产生，是一种高COD(40000-400000mg/L)、高硫化物(700-20000mg/L)和高酚类(200-10000mg/L)的碱性污水，已被列入《国家危险废物名录》编号为HW35。现有技术中，此类碱渣废水的处理工艺技术大多先酸化回收其中的环烷酸、酚，再进一步对回收后的碱渣废水进行处理，降低污染物含量，使之符合排放标准或炼油厂污水综合处理厂进水要求。研究和应用较多的炼油碱渣处理技术主要有：湿式氧化法、高级氧化法、高效生物处理技术法等。湿式(催化)氧化过程高温(190-270℃)高压(3-6MPa)，对设备的性能和材质要求极高，能耗大、投资高，处理费用昂贵；高级氧化法即电催化氧化，由于其技术相对不成熟，市场上虽然此类设备，但是应用于碱渣废水处理时工艺不成熟，无法发挥其优势；高效生物处理技术需要较多的预处理，需要大量稀释，前期投资巨大，维护、运行成本较高，且系统运行不稳定，推广较为困难。因此，急需设计一种成本低、能耗小、运行稳定且能高效处理碱渣废水使其满足排放标准的工艺。
发明内容
为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种三维电催化氧化和生化组合处理碱渣废水的工艺，包括依序进行的如下操作：
1)均质：将待处理的碱渣废水汇集并储存一段时间进行水质调节；
2)调pH值：调节均质出水的pH值；
3)气浮处理：向上一步所得的碱渣废水中搅拌加入破乳剂、絮凝剂、助凝剂，进行气浮处理；
4)过滤：对气浮处理后的出水进行物理过滤；
5)三维电催化氧化：过滤出水进行三维电催化氧化以去除污染物；
6)絮凝处理：对三维电催化氧化出水进行絮凝处理；
7)一次稀释并添加营养液：对絮凝处理的出水先稀释再添加营养液，之后混合均匀；
8)一次生化降解：向上一步的出水中添加耐盐菌剂进行生化降解；
9)二次稀释：对一次生化降解的出水进行稀释；
10)二次生化降解：向二次稀释的出水中添加耐盐菌剂进行生化降解；
11)三次稀释：对二次生化降解的出水进行稀释；
12)生化处理：将三次稀释的出水排入MBR膜池中进行深度生化处理；
13)排放或再处理：对生化处理的出水进行检测，达标则排放，不达标则重新进行处理。
本发明将三维电催化氧化和生化处理相结合，先采用三维电催化氧化去除碱渣废水中的有机污染物，再将碱渣废水分布稀释、有序生化，从而逐步降解废水中的污染物，最后再配合驯化后的活性污泥处理，保证最终稳定出水。本发明运行效率高、抗冲击性好且运行费用低，可以对碱渣废水中的有机物进行有效处理，最终使得碱渣废水符合外排标准。
优选的，5)三维电催化氧化时，工作电压为7-12V，处理时间为1-3h。三维电催化氧化设备根据水中需要去除污染物的种类和性质，在两个主电极之间充填催化粒子电极，当需要处理的废水流经三维电催化氧化装置时，在一定的操作条件下，装置内便会产生一定数量的羟基自由基和新生态的混凝剂，废水中的污染物便会产生诸如催化氧化分解、混凝、吸附、络合、置换等作用，使废水中的污染物迅速被去除。经创造性实验验证，电催化氧化的工作电压为7-12V，处理时间为1-3h时，电催化氧化的处理效果相对较佳。
进一步优选的，8)一次生化降解中，耐盐菌剂为芽孢杆菌；10)二次生化降解中，耐盐菌剂为产碱菌或酵母菌，两种高效耐盐菌剂适宜的盐度不同，按照盐度选择合适的耐盐菌剂，有助于依次依序降解废水中的污染物，改善降解效果。
进一步优选的，一级菌剂滤池(8)和二级菌剂滤池(10)内的滤层均为活性炭滤层，活性炭滤层为至少两个规格的活性炭混合均匀后布设而成，吸附效果好。
进一步优选的，12)生化处理，MBR膜池中添加有驯化后的活性污泥。
更为优选的，
1)均质时，水力停留时间为24-72h；
2)调pH值时，采用硫酸将均质出水的pH值调节为7-8.5；
3)气浮处理时，破乳剂添加后停留1h再加絮凝剂，絮凝剂添加后停留0.5h再加助凝剂，助凝剂添加后停留0.5h再进行溶气气浮，各种药剂均在搅拌下进行添加，溶气气浮停留1h；
4)过滤时，为了改善物料过滤效果，采用一级过滤和二级过滤，一级过滤采用果壳过滤罐进行过滤，停留时间为0.5-1h；二级过滤采用石英砂过滤罐进行过滤，停留时间为0.5-1h；
5)三维电催化氧化时，采用南方创业(天津)科技有限公司生产的型号为SOB-2的三维电催化氧化装置；
6)絮凝处理时，絮凝剂为PAC，助凝剂为PAM，停留时间为0.5-1h；
7)一次稀释并添加营养液时，先采用自来水或生活污水将絮凝处理的出水稀释3-5倍，再添加含有氮、磷的营养液，混合均匀后其内的C:N:P＝150:5:1，以便满足高效耐盐菌剂的需求并有助于进行后续的MBR膜处理，含盐率2.5％-3％；
8)一次生化降解时，停留时间为24-72h；
9)二次稀释时，采用自来水或生活污水对一次生化降解的出水进行稀释，停留时间为1h，稀释后的含盐率1.5％-1.8％；
10)二次生化降解时，停留时间为24-72h；
11)三次稀释时，采用自来水或生活污水对二次生化降解的出水进行稀释，停留时间为1h，稀释后的含盐率0.3％-0.8％；
12)生化处理时，停留时间为36-72h。
本发明适宜处理pH为7-13，COD≤100000mg/L，石油类≤2000mg/L，总氮小于≤4000mg/L，硫化物≤40000mg/L，苯及苯的同系物≤1000mg/L，苯酚≤500mg/L，含盐量≤120000mg/L的碱渣废水，最终处理结果可达到：出水pH为6-9，COD≤500mg/L，总氮≤70mg/L，硫化物≤1.0mg/L，石油类≤15mg/L，苯及苯的同系物≤1mg/L，苯酚≤1mg/L，完全满足排放标准，可以直接排入市政管网。本发明的工艺占地小、运行效率高且抗冲击性强，更重要的是运行费用低、能耗小、效果好，值得推广应用。
（发明人：杨勇; 周吉平; 夏斌杰; 蒋丽娟; 刘笑天; 张军保; 刘辉; 宋文超）