公布日：2022.06.07
申请日：2022.03.24
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高浓度有机盐废水资源化处理系统及处理方法，属于废水处理技术领域。所述系统包括预处理单元、资源化单元、尾水处理单元，所述预处理单元包括依次连接的高密池、活性炭吸附罐、弱酸阳床；所述资源化单元包括依次连接的pH调节罐、多效蒸发装置、冷却结晶反应器；所述尾水处理单元包括依次连接的水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池。本发明解决高浓度有机盐废水因生物毒性大、含盐量高、COD高、有机组分复杂而存在处理困难的问题，最终达到资源化、无害化的目的，具有较高的社会效益，适合工业化推广应用。
权利要求书
1.一种高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述系统包括预处理单元、资源化单元、尾水处理单元，其中，所述预处理单元包括依次连接的高密池、活性炭吸附罐、弱酸阳床；所述资源化单元包括依次连接的pH调节罐、多效蒸发装置、冷却结晶反应器，所述pH调节罐的入口与所述弱酸阳床连通；所述尾水处理单元包括依次连接的水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池，所述水解酸化池的入口分别与多效蒸发装置和冷却结晶反应器连通，所述二沉池设有达标水排出口。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述高密池包括连通的混凝段、絮凝段、斜板沉淀段；所述混凝段设有高浓度有机盐废水入口和第一药剂入口，所述第一药剂为碳酸钠和氢氧化钠混合液，所述絮凝段设有第二药剂入口，所述第二药剂为PAM，所述斜板沉淀段设有上清液出水口，所述上清液出水口与所述活性炭吸附罐连通。
3.根据权利要求2所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述斜板沉淀段还设有浓缩污泥排出口。
4.根据权利要求1所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述pH调节罐设有第三药剂入口，所述第三药剂为稀盐酸。
5.根据权利要求1所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述多效蒸发装置为三效蒸发器，包括分别通过蒸汽管和浓缩管依次连通的第一级反应器、第二级反应器、第三级反应器，所述第一级反应器设有蒸汽入口，所述第三级反应器的浓缩液排出口与冷却结晶反应器连通。
6.根据权利要求5所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述第三级反应器的顶部设有尾汽排出口，所述尾汽排出口与冷凝器连通。
7.根据权利要求5所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述第一级反应器设有第一冷凝水排出口，第二级反应器设有第二冷凝水排出口，第三级反应器设有第三冷凝水排出口，所述第一冷凝水排出口、第二冷凝水排出口和第三冷凝水排出口分别与水解酸化池连通。
8.根据权利要求1所述的高浓度有机盐废水资源化处理系统，其特征在于，所述冷却结晶反应器设有醋酸钠排出口、硝酸钠排出口、杂盐排出口。
9.一种高浓度有机盐废水资源化处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)在高浓度有机盐废水中加入碳酸钠和氢氧化钠进行混凝后，加入PAM进行絮凝，之后经斜板沉淀，排出的上清液依次进行活性炭吸附、弱酸阳离子树脂交换处理；2)将步骤1)所得出水的酸碱度调节为中性，之后在蒸汽的作用下进行多效蒸发处理，产生的浓缩液经冷却结晶回收得到醋酸钠、硝酸钠和杂盐；3)对多效蒸发处理排出的冷凝水和冷却结晶剩余的除盐水依次进行水解酸化、缺氧处理、好氧处理，之后排至二沉池进行沉淀；4)取二沉池中的水样进行检测，如果水质达标，则通过设置在二沉池的达标水排出口排出，如果水质未达标，则返回至水解酸化池进行尾水处理，直至达标排放。10.根据权利要求9所述的高浓度有机盐废水资源化处理方法，其特征在于，步骤2)中，所述多效蒸发处理的蒸汽温度控制在120℃以下。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种高浓度有机盐废水资源化处理系统及处理方法。本发明针对高浓度有机盐废水中盐分高、有机物含量高、需保证醋酸钠与硝酸钠的回收等要求下，采用“高密池-改性活性炭吸附-抗污染弱酸阳床-pH调节-多效蒸发-冷冻分盐-水解酸化-AO-二沉池”工艺，该工艺针对废水中含有大量CH3COONa与杂环有机物利用改性活性炭进行特性吸附、针对废水中的SS与硬度利用高密池与抗污染弱酸阳床进行二级除硬，减少蒸发过程中的结垢与有机物影响，针对废水中的高COD难以使用膜浓缩分离的困难，选择多效蒸发与冷冻结晶分盐，并针对溶解有醋酸盐的蒸发冷凝水进行生化处理，达到资源化、无害化的目的。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种高浓度有机盐废水资源化处理系统，所述系统包括预处理单元、资源化单元、尾水处理单元，其中，所述预处理单元包括依次连接的高密池、活性炭吸附罐、弱酸阳床；所述资源化单元包括依次连接的pH调节罐、多效蒸发装置、冷却结晶反应器，所述pH调节罐的入口与所述弱酸阳床连通；所述尾水处理单元包括依次连接的水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池，所述水解酸化池的入口分别与多效蒸发装置和冷却结晶反应器连通，所述二沉池设有达标水排出口。
在本发明的一个实施例中，所述高密池包括连通的混凝段、絮凝段、斜板沉淀段；所述混凝段设有高浓度有机盐废水入口和第一药剂入口，所述第一药剂为碳酸钠和氢氧化钠混合液，所述絮凝段设有第二药剂入口，所述第二药剂为PAM，所述斜板沉淀段设有上清液出水口，所述上清液出水口与所述活性炭吸附罐连通。
在本发明的一个实施例中，所述斜板沉淀段还设有浓缩污泥排出口。
在本发明的一个实施例中，所述pH调节罐设有第三药剂入口，所述第三药剂为稀盐酸。
在本发明的一个实施例中，所述多效蒸发装置为三效蒸发器，包括分别通过蒸汽管和浓缩管依次连通的第一级反应器、第二级反应器、第三级反应器，所述第一级反应器设有蒸汽入口，所述第三级反应器的浓缩液排出口与冷却结晶反应器连通。
在本发明的一个实施例中，所述第三级反应器的顶部设有尾汽排出口，所述尾汽排出口与冷凝器连通。
在本发明的一个实施例中，所述第一级反应器设有第一冷凝水排出口，第二级反应器设有第二冷凝水排出口，第三级反应器设有第三冷凝水排出口，所述第一冷凝水排出口、第二冷凝水排出口和第三冷凝水排出口分别与水解酸化池连通。
在本发明的一个实施例中，所述冷却结晶反应器设有醋酸钠排出口、硝酸钠排出口、杂盐排出口。
在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种高浓度有机盐废水资源化处理方法，所述方法包括如下步骤：
1)在高浓度有机盐废水中加入碳酸钠和氢氧化钠进行混凝后，加入PAM进行絮凝，之后经斜板沉淀，排出的上清液依次进行活性炭吸附、弱酸阳离子树脂交换处理；
2)将步骤1)所得出水的酸碱度调节为中性，之后在蒸汽的作用下进行多效蒸发处理，产生的浓缩液经冷却结晶回收得到醋酸钠、硝酸钠和杂盐；
3)对多效蒸发处理排出的冷凝水和冷却结晶剩余的除盐水依次进行水解酸化、缺氧处理、好氧处理，之后排至二沉池进行沉淀；
4)取二沉池中的水样进行检测，如果水质达标，则通过设置在二沉池的达标水排出口排出，如果水质不达标，则返回至水解酸化池进行尾水处理，直至达标排放。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中，所述多效蒸发处理的蒸汽温度控制在120℃以下。在该温度条件下，能够有效防止醋酸钠分解，提高醋酸钠回收率。
本发明具有如下优点：
1、利用双碱法高密池+抗污染弱酸阳床进行二级除硬，减少后续浓缩段结垢的可能，并使用改性活性炭进行特定杂质有机物的吸附，在不吸收CH3COONa的前提下，尽量对有机物进行吸附，减少蒸发浓缩阶段的负荷；
2、pH调节设置为中性，减少碱性条件下CH3COONa的水解，并防止结垢，同时利用低温蒸发在保证CH3COONa不分解的条件下进行浓缩蒸发，利用冷却结晶精准控制不同盐类的析出，同时减少热蒸发环节NO2等气体的挥发，降低爆炸危险；
3、使用低温蒸发+冷却结晶对除硬、除有机物后的高浓度有机盐废水进行处理，针对CH3COONa与NaNO3高温易水解、易分解、易挥发、含有有机盐且均为单价盐的特性，使用低温蒸发(温度<120℃)对废水多效蒸发浓缩，随后利用冷却结晶获得醋酸盐、硝酸盐与其他杂盐，避免膜浓缩污染与高温蒸发的盐类损失；
4、利用生化处理针对挥发的CH3COONa与NaNO3进行硝化-反硝化脱氮与有机物降解，保证多效蒸发段与冷却结晶段的废水可以妥善处置；
5、利用此工艺，通过预处理减少结垢物质、杂质有机物，资源化处理低温回收CH3COONa、NaNO3工业盐，并利用尾水处理对蒸发冷凝液、冷却结晶后尾水进行处置，减少环境污染。
（发明人：张宏策;王会明;兰天翔;李刚;刘海伦;刘辉）