公布日：2024.06.14
申请日：2024.04.25
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，对难降解生化尾水进行高级氧化处理，提高可生化性，通过深度生化系统处理控制出水总有机碳含量，再对深度生化系统出水进行深度氧化，把有机物可氧化分子基团氧化成羧基，然后对深度氧化后的出水进行深度吸附，去除难氧化有机物等小分子有机物，再进入荷负电纳滤膜系统，利用膜表面荷电道南效应去除水中的多价离子型有机物及通过纳滤膜的纳米级孔道直径去除一些大分子，最后通过反渗透系统脱除盐和少量总有机碳，本申请从源头控制总有机碳含量，通过协同互补脱除总有机碳，解决了煤化工生化尾水无法达到高温高压锅炉的用水要求的问题。
权利要求书
1.一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将煤化工废水经过生化后的尾水分成难降解煤化工生化尾水和可降解煤化工生化尾水，将难降解煤化工生化尾水进一步经过高级氧化系统处理；(2)将难降解煤化工生化尾水经过高级氧化系统处理后的出水和可降解煤化工生化尾水混合进入深度生化系统进行处理，高级氧化系统出水的B/C比大于0.3，总有机碳小于25mg/L；(3)将步骤(2)的出水进入深度氧化系统处理；(4)将步骤(3)的出水进入深度吸附系统；(5)将步骤(4)出水进入深度分离系统处理，深度分离系统出水总有机碳小于1mg/L；(6)将步骤(5)的浓相水返回到步骤(2)进入深度生化系统进行处理；(7)将步骤(5)的出水进入反渗透系统处理，反渗透系统出水总有机碳小于0.5mg/L，反渗透系统的浓相水进入除盐系统处理。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述可降解煤化工生化尾水的B/C比大于0.3，所述难降解煤化工生化尾水的B/C比小于0.3。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述可降解煤化工生化尾水的总有机碳小于30mg/L；难降解煤化工生化尾水总有机碳小于150mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述高级氧化系统为臭氧催化氧化系统或双氧水臭氧联合催化氧化系统。
5.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述深度生化系统为缺氧-好氧-曝气生物滤池系统或缺氧-好氧-微滤膜系统。
6.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述深度氧化系统为臭氧催化氧化系统或双氧水臭氧联合催化氧化系统，经深度氧化系统处理后出水总有机碳去除率为50％-70％。
7.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述深度吸附系统为大孔吸附树脂系统或活性炭吸附系统。
8.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述缺氧-好氧-微滤膜系统停留时间为12-48小时；所述缺氧-好氧-曝气生物滤池系统停留时间为12-48小时。
9.根据权利要求1所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述深度分离系统为荷负电纳滤膜系统，过滤精度在150-600道尔顿。
10.根据权利要求9所述的一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，其特征在于：所述荷负电纳滤膜材质为聚酰胺、磺化聚砜、聚乙烯醇、磺化聚醚砜、醋酸纤维素、聚砜、聚醚醚酮或其形成的复合膜。
发明内容
本发明的目的在提供一种生化尾水去除总有机碳的水处理方法，以解决目前煤化工生化尾水处理面临着资源化利用率低和水资源浪费问题。
为达到上述目的，本发明提供一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，本发明从源头上把煤化工生化尾水根据可生化性B/C比(5日生化需氧量/化学需氧量)进行分类，B/C比大于0.3的可降解生化尾水直接进入深度生化系统，难降解生化尾水B/C比小于0.3，对难降解生化尾水进行高级氧化处理，提高可生化性，B/C比提高到0.3以上再进入深度生化系统，通过深度生化系统处理后稳定控制了出水总有机碳(TOC)的含量，出水总有机碳(TOC)小于25mg/L；深度生化系统出水再进行深度氧化，把有机物可氧化分子基团(如羟基、醛基、酮基、酚羟基、亚甲基等)氧化成羧基，使有机物尽可能形成烷基多羧酸(R(COOH)n)，总有机碳(TOC)深度氧化去除率在50％-70％之间；通过深度氧化后出水进入深度吸附系统，首先去除难氧化有机物、苯类、石油和石油产品类、单羧酸等小分子有机物，再进入荷负电纳滤膜系统，通过荷负电纳滤膜的膜表面荷电道南效应去除水中的多价离子型有机物，以及通过纳滤膜的纳米级孔道直径去除一些大分子；深度氧化系统、深度吸附系统和深度分离系统的协同互补，最后通过反渗透系统脱除盐和少量总有机碳，可实现出水总有机碳(TOC)小于0.5mg/L。
根据上述思路，本发明提供了一种煤化工生化尾水去除总有机碳的水处理方法，采用以下技术方案，处理步骤如下：
(1)将煤化工废水经过生化后的尾水分成难降解煤化工生化尾水和可降解煤化工生化尾水，将难降解煤化工生化尾水进一步经过高级氧化系统处理；
(2)将难降解煤化工生化尾水经过高级氧化系统处理后的出水和可降解煤化工生化尾水混合进入深度生化系统进行处理，出水总有机碳(TOC)小于25mg/L，优选为15-20mg/L；
(3)将步骤(2)的出水进入深度氧化系统处理；
(4)将步骤(3)的出水进入深度吸附系统；
(5)将步骤(4)的出水进入深度分离系统处理，出水总有机碳(TOC)小于1mg/L，优选为0.6-0.8mg/L；
(6)将步骤(5)的浓相水返回到步骤(2)进入深度生化系统进行处理；
(7)将步骤(5)的出水进入反渗透系统处理，出水总有机碳(TOC)小于0.5mg/L，优选为0.3-0.5mg/L；反渗透系统的浓相水进入除盐系统处理。
根据上述处理步骤(1)所述，所述的可降解煤化工生化尾水的B/C(5日生化需氧量/化学需氧量)比大于0.3，难降解煤化工生化尾水的B/C(5日生化需氧量/化学需氧量)比小于0.3，两种生化尾水可根据生产实际情况任意比例混合。
根据上述处理步骤(1)所述，所述的可降解煤化工生化尾水的总有机碳(TOC)小于30mg/L，优选为25-30mg/L；难降解煤化工生化尾水总有机碳(TOC)小于150mg/L，优选为80-120mg/L。
根据上述处理步骤(1)所述，所述的高级氧化系统为臭氧催化氧化系统或双氧水臭氧联合催化氧化系统，优选为双氧水臭氧联合催化氧化系统。
根据上述处理步骤(1)所述，所述的难降解煤化工生化尾水经高级氧化系统处理后，出水B/C(5日生化需氧量/化学需氧量)比大于0.3。
根据上述处理步骤(2)所述，所述的深度生化系统为缺氧-好氧-曝气生物滤池(AO-BAF)系统或缺氧-好氧-微滤膜(AO-MBR)系统。
根据上述处理步骤(3)所述，所述的深度氧化系统为臭氧催化氧化系统或双氧水臭氧联合催化氧化系统，经深度氧化系统处理后出水总有机碳(TOC)去除率为50％-70％，优选为60％。
根据上述处理步骤(4)所述，所述的深度吸附系统为大孔吸附树脂系统或活性炭吸附系统，优选为活性炭吸附系统。
根据上述处理步骤(5)所述，所述的深度分离系统为荷负电纳滤膜系统，过滤精度在150-600道尔顿之间，优选为300-400道尔顿。
根据上述处理步骤(7)所述，所述的反渗透系统为脱盐反渗透膜过滤系统，所选的反渗透膜材料为醋酸纤维素、芳香聚酰胺、壳聚糖类膜、聚苯类反渗透膜或由上述材料制成的复合膜。
进一步地，根据上述处理步骤所述，所述的缺氧-好氧-微滤膜(AO-MBR)系统，停留时间为12-48小时，优选为24小时；所述的缺氧-好氧-曝气生物滤池(AO-BAF)系统，停留时间为12-48小时，优选为24小时。
进一步地，根据上述处理步骤所述，所述的活性炭为煤基颗粒炭、木质活性炭、果壳活性炭、合成树脂活性炭、橡胶/塑料活性炭、再生颗粒活性炭或竹炭，优选为果壳活性炭或再生颗粒活性炭；所述的大孔吸附树脂为非极性、弱极性、中极性或极性类树脂，优选为极性类树脂。
进一步地，根据上述处理步骤所述，所述的荷负电纳滤膜材质为聚酰胺(PA)、磺化聚砜(SPS)、聚乙烯醇(PVA)、磺化聚醚砜(SPES)、醋酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚醚醚酮(PEEK)或以上述材质形成的复合膜，优选为聚酰胺(PA)。
进一步地，根据上述处理步骤所述，所述的活性炭为中孔活性炭或大孔活性炭。
本发明通过对难降解煤化工生化尾水进行高级氧化，和可降解煤化工生化尾水一起进行深度生化，再进行深度氧化、深度吸附、深度分离和反渗透等一系列步骤，实现了本技术的创新。
本发明的有益效果：本发明通过源头控制总有机碳含量，处理过程中各工艺系统协同互补，特别是深度氧化、深度吸附与荷负电纳滤膜的配合，强力脱除总有机碳，最后通过反渗透系统脱除盐和总有机碳，出水稳定达到总有机碳(TOC)小于0.5mg/L。本发明解决了煤化工生化尾水无法处理到总有机碳(TOC)小于0.5mg/L，无法达到高温高压锅炉的用水要求(GB/T1576-2018工业锅炉水质)的问题，解决了煤化工企业水资源化利用率低、避免水资源浪费的问题，是一项绿色环保的技术。
（发明人：邱明建;曹华刚;张炳康;李朝晖）