公布日：2022.12.20
申请日：2022.08.09
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种苯系物废水处理方法。本发明提供的苯系物废水处理工艺，针对化工业产生的苯系物高浓废水处理，通过微电解作用、沉淀絮凝作用及生化作用等之间的相互配合，能高效高标准地对废水进行处理，特别是对废水中苯系物的去除，具有很好的效果，最终排放水质中苯胺含量少于1.8mg/L，远远低于排放的标准。另外，在本发明中，提供了一种沉淀剂酰胺化活性炭，该具有去除水中重金属的作用，对于污染物苯胺，有很好的去除效果。
权利要求书
1.一种苯系物废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将排放废水隔油后收集得到高浓废水；S2：将高浓废水进行微电解处理，将难降解大分子有机物降解为小分子有机物；S3：进入反应沉淀池进行芬顿反应；芬顿反应后，投入沉淀剂进行沉淀反应，然后固液分离，取液体进行下一步处理；S4：将步骤S3得到的液体汇入水解池进行水解酸化，将大分子有机物降解为小分子有机物；S5：在兼氧池中，水解酸化池流出的废水与回流的泥水在微生物作用下进行脱氮；然后在好氧池通过硝化作用将有机物中的氮转化为硝态氮，然后在好氧沉淀池中进行泥水分离，污泥回流到兼氧池前端，取液体进入混凝反应池；S6：往混凝反应池投入药剂，去除氟离子和部分悬浮物；然后进入混凝沉淀池进行泥水分离，污泥排放至污泥浓缩池，上清液于提升井中收集；S7：将提升井中废水通入氧化反应器，通过氧化作用确保色度、苯胺类污染物浓度达标排放。
2.如权利要求1所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤S3中，所述沉淀剂为酰胺化活性炭，所述酰胺化活性炭的制备方法包括以下步骤：（1）往活性炭粉末中加入8-10mol/L的浓硝酸溶液，活性炭粉末与浓硝酸溶液的质量体积比为1g:（40-50mL），浸渍搅拌2-3h，干燥得到羧基化活性炭粉末；（2）往羧基化活性炭粉末中加入6-9mol/L乙酸溶液，羧基化活性炭粉末与乙酸溶液的质量体积比为1g:（80-100mL），在高速搅拌状态下加入丙烯酰胺，丙烯酰胺与活性炭粉末的质量比为2-3:1，然后在所述高速搅拌状态下搅拌2-4h，干燥、粉碎后得到丙烯酰胺@活性炭粉末；（3）往步骤（2）中得到的丙烯酰胺@活性炭粉末中加入丙烯酰胺及异丙醇，在1000-1500rpm的搅拌速率下分散均匀，然后在10-15℃下加入引发剂继续搅拌，保温反应16-20h，过滤、洗涤、干燥、粉碎后得到表面及内部微孔布满聚丙烯酰胺的酰胺化活性炭。
3.如权利要求2所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤（2）中，所述高速搅拌的速率为800-1200rpm。
4.如权利要求2所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤（3）中，所述引发剂为过氧化氢、过氧化苯甲酰及过氧化月桂酰中的一种。
5.如权利要求2所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤（3）中，所述丙烯酰胺@活性炭粉末、丙烯酰胺及异丙醇的质量体积比为1g:（1-2g）:（70-80ml）。
6.如权利要求1所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤S1中，所述排放废水COD含量为不大于8000mg/L，氨氮含量为不大于700mg/L，苯胺含量为不大于80mg/L，氟离子含量为不大于2000mg/L，重金属含量为不大于200mg/L。
7.如权利要求1所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤S3中，所述芬顿反应后反应沉淀池的pH为2.0-4.5。
8.如权利要求1所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤S6中，所述药剂为钙盐或/和铝盐。
9.如权利要求8所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤S6中，所述药剂为氯化铝。
10.如权利要求1所述的一种苯系物废水处理方法，其特征在于：步骤S6中，所述达标排放的标准为GB8978-1996和DB33/887-2013。
发明内容
为了解决上述含苯系物工业废水处理技术问题，本发明提供了一种苯系物废水处理方法。本发明提供的苯系物废水处理工艺，针对化工业产生的苯系物高浓废水处理，通过微电解作用、沉淀絮凝作用及生化作用等之间的相互配合，能高效高标准地对废水进行处理，特别是对废水中苯系物的去除，具有很好的效果，最终排放水质中苯胺含量少于1.8mg/L，远远少于GB8978-1996排放的标准。
本发明的具体技术方案为：本发明提供了一种苯系物废水处理方法，包括以下步骤：S1：将废水隔油后收集于高浓废水池中得到高浓废水；S2：将高浓废水通入Fe/C塔，进行微电解作用，将难降解大分子有机物降解为小分子有机物；S3：进入反应沉淀池进行芬顿反应；芬顿反应后，投入沉淀剂进行沉淀反应，然后固液分离，取液体进行下一步处理；S4：将步骤S3得到的液体汇入水解池进行水解酸化，将大分子有机物降解为小分子有机物；S5：在兼氧池中，水解酸化池流出的废水与回流的泥水在微生物作用下进行脱氮；然后在好氧池通过硝化作用将有机物中的氮转化为硝态氮，然后在好氧沉淀池中进行泥水分离，污泥回流到兼氧池前端，取液体进入混凝反应池；S6：往混凝反应池投入药剂，去除氟离子和部分悬浮物；然后进入混凝沉淀池进行泥水分离，污泥排放至污泥浓缩池，上清液于提升井中收集；S7：将提升井中废水通入氧化反应器，通过氧化作用确保色度、苯胺类污染物浓度达标排放。
在苯系物有关化工生产中，污染物有CODCr、TN/NH3-N、氟离子、氯离子及苯系物，其中最主要的苯系物污染物为苯胺及其同系物。隔油后收集得到的高浓废水呈酸性，可无需进行pH调节，直接进入Fe/C塔进行微电解作用，破除长链分子，将难降解大分子有机物降解为小分子有机物，提高B/C比，并去除部分COD。微电解后的废水中含有Fe2+离子，加入H2O2进行芬顿反应，直接将微电解后的Fe2+离子加以利用，通过芬顿作用进一步提高B/C比以及进一步将难降解大分子有机物分解成小分子有机物，并去除部分COD。芬顿反应后体系为酸性，在此酸性条件下，加入沉淀剂与污染物形成氢键以及其他沉淀作用有效地将污染物沉淀下来，特别是苯胺类污染物，然后固液分离污染物从液体中去除。然后进入通过水解酸化作用，确保大部分有机物分解为小分子易降解有机物，以进行生化处理。接着，在前段，兼氧池中，废水中的氮经微生物作用游离出氨，然后在后段经好氧菌的氨氮硝化作用为硝态氮，通过控制回流至前段进行反硝化作用，如此一个内部循环，具有生物脱氮及去除废水中的COD的作用。生化作用后的废水，为确保氟离子排放达标，投加药剂将氟离子去除，并去除部分悬浮物。最后，废水通过氧化作用确保色度、苯胺类污染物浓度达标排放。
优选地，步骤S3中加入的沉淀剂为酰胺化活性炭，其制备方法包括以下步骤：(1)往活性炭粉末中加入8-10mol/L的浓硝酸溶液，活性炭粉末与浓硝酸溶液的质量体积比为1g:(40-50mL)，浸渍搅拌2-3h，干燥得到羧基化活性炭粉末；(2)往羧基化活性炭粉末中加入6-9mol/L乙酸溶液，羧基化活性炭粉末与乙酸溶液的质量体积比为1g:(80-100mL)，在高速搅拌状态下加入丙烯酰胺，丙烯酰胺与活性炭粉末的质量比为2-3:1，然后在所述高速搅拌状态下搅拌2-4h，干燥、粉碎后得到丙烯酰胺@活性炭粉末；(3)往步骤(2)中得到的丙烯酰胺@活性炭粉末中加入丙烯酰胺及异丙醇，在1000-1500rpm的搅拌速率下分散均匀，然后在10-15℃下加入引发剂继续搅拌，保温反应16-20h，经沸脱水、洗涤、干燥及粉碎后得到表面及内部微孔布满聚丙烯酰胺的酰胺化活性炭。
活性炭具有很强的吸附性能，能去除废水中很多污染物，如去除水中重金属、除氯等，也能除臭与脱色，但是简单地利用活性炭对废水中的苯系物进行吸附沉降去除，并不能达到很理想的效果。对活性炭进行酰胺化改性，在酸性条件下，带负电性的酰胺键易形成氢键，吸附到污染物表面，并通过分子链接桥架作用，使污染物颗粒得以絮凝，并通过活性炭本身的吸附作用，进一步加强絮凝沉淀效果。同时，在废水中，填充在酰胺化活性炭表面及微孔里的聚丙烯酰胺溶解，增大吸附到活性炭中的污染物的容纳空间，并有将污染物絮凝沉降的效果。通过活性炭的吸附作用、酰胺键形成氢键的作用以及聚丙烯酰胺的絮凝沉降作用三者的共同作用下，将废水中极大部分污染物去除，尤其地，对于苯胺及其同系物，有很好的去除效果。
因此本发明通过步骤(1)对活性炭表面进行处理，通过硝酸氧化使活性炭表面羧酸化，但是活性炭在硝酸中的浸渍搅拌时间不能超过3h，否则活性炭中微孔会坍塌，使活性炭的比表面积减少，降低吸附能力，浸渍搅拌时间应不小于2h，否则活性炭引入羧基不完全，不利于酰胺化；接着通过步骤(2)进行初步酰胺化处理，将酰胺基引入活性炭中；最后在高速搅拌分散状态下，使丙烯酰胺在引发剂作用下进行聚合反应，在采用强烈搅拌将丙烯酰胺单体分散在异丙醇介质中，使之分散成为细小颗粒进行聚合反应有较好的聚合接枝效果。
优选地，步骤(2)中所述高速搅拌的速率为800-1200rpm。
优选地，步骤(3)中加入的引发剂为过氧化氢、过氧化苯甲酰及过氧化月桂酰中的一种，丙烯酰胺@活性炭粉末、丙烯酰胺及异丙醇的质量体积比优选为1g:(1-2g):(70-80ml)。
具体地，步骤S1中所述排放废水COD含量为不大于8000mg/L，氨氮含量为不大于700mg/L，苯胺含量为不大于80mg/L，氟离子含量为不大于2000mg/L，重金属含量为不大于200mg/L。
具体地，步骤S3中所述芬顿反应后反应沉淀池的pH为2.0-4.5。
作为优选，步骤S6中所述药剂为钙盐或/和铝盐。
进一步优选，步骤S6中所述药剂为氯化铝。
具体地，步骤S6中所述达标排放的标准为GB8978-1996和DB33/887-2013。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：(1)针对化工业产生的苯系物高浓废水处理，通过微电解作用、沉淀絮凝作用及生化作用等之间的相互配合，能高效高质量地对废水进行处理。
(2)本发明对于废水中苯系物的去除，具有很好的效果，最终排放水质中苯胺含量少于1.8mg/L，远远少于GB8978-1996排放的标准。
(3)本发明通过在活性炭表面及内部填充聚丙烯酰胺，并对活性炭进行酰胺化改性得到酰胺化活性炭，使用该酰胺化活性炭作为沉淀剂，具有去除水中重金属、除氯等作用，也能除臭与脱色，对于水中的苯胺及其同系物，有很好的去除效果。
（发明人：张颢琛;张刚）