CN102295370B

CN102295370B - 多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***及方法

Info

Publication number: CN102295370B
Application number: CN 201110235468
Authority: CN
Inventors: 姚珏君; 姜林; 樊艳玲; 钟茂生; 夏天翔; 王琪
Original assignee: Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection
Current assignee: Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-08-16
Also published as: CN102295370A

Abstract

一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***及方法，包括顺序连接的预处理单元、混凝沉淀单元、臭氧氧化单元、出水回供单元、尾气处理单元和污泥处置单元。所述布水***是伞形布水***。所述曝气***是微孔钛金属曝气器。所述臭氧发生机组包括空压机组、冷冻干燥机、制氧机组和臭氧发生单元。本发明以多环芳烃类污染土壤洗涤废液为对象，针对废液中含有细小的土壤颗粒、大量的多环芳烃等特点，采用以混凝沉淀+臭氧氧化为主的处理技术快速有效的去除水中多环芳烃，处理后出水可在土壤洗涤***中循环利用，实现了土壤洗涤技术的废水零排放。

Description

多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***及方法

技术领域

本发明属于污染土壤洗涤修复技术中的废水处理领域，具体涉及一种用于处理多环芳烃类污染土壤洗涤废液的***及方法。

背景技术

土壤洗涤技术是一种处理多环芳烃类污染土壤的修复技术，它是将污染场地挖掘出来的土壤经过预处理后与淋洗液在淋洗反应器中混合，在一定条件下，通过搅拌等外力的辅助，使污染土壤和淋洗液发生作用，待土壤中大部分污染物转移至液相后，分离出洗涤后的土壤进行回填或深度处理，同时淋洗液经处理后回用或达标排放。因此，淋洗液处理是否高效已成为衡量土壤洗涤技术能否应用的关键因素。

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物，是最早被发现具有环境致癌作用的物质，广泛存在于焦化、石油冶炼、煤气化等行业废水中，若不经过适当处理，将严重危害环境，并可同过食物链进入人体，对人体健康造成巨大威胁。

目前最重要的两种降解多环芳烃的技术是生物降解和高级氧化技术，二者在作用的机理上互为补充。生物降解主要是利用筛选或者经驯化得到的生物酶进行降解，在这个降解过程中需要多个酶种的协同作用，而且降解的产物很多是生物菌种生存所需要的各种原料。虽然生物降解较为经济，但如何获得最佳生物酶的研究还处于实验室阶段；而高级氧化技术是近二、三十年发展起来的处理难降解有机污染物的新技术，它能够使废水中的多环芳烃等难降解的有机污染物氧化降解成无毒或低毒的小分子物质，甚至直接矿化为二氧化碳和水。因此，以高级氧化技术为基础，开发高效的多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理技术，并进行工业化应用已成为这一领域的发展方向。

本发明以多环芳烃类污染土壤洗涤废液为对象，针对废液中含有细小的土壤颗粒、大量的多环芳烃等特点，采用以混凝沉淀+臭氧氧化为主的处理技术快速有效的去除水中多环芳烃，处理后出水可在土壤洗涤***中循环利用，实现了土壤洗涤技术的废水零排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***及方法，要解决传统方法难以高效、快速去除污染土壤洗涤废液中多环芳烃的技术问题；并解决传统方法带来的高成本、难以循环使用、多浪费的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***，其特征在于：包括预处理单元、混凝沉淀单元、臭氧氧化单元、出水回供单元、尾气处理单元和污泥处置单元；

1）、预处理单元：包括调节池和调节池提升泵，调节池的进水口与洗涤废液进水管连通，调节池中置有调节池提升泵，调节池提升泵的出水关管与混凝沉淀单元连通；

　　2）、混凝沉淀单元：包括旋流反应器、沉淀池和混凝剂加药装置，旋流反应器入口管道与混凝剂加药装置连接，旋流反应器入口管道与沉淀池的进口连通，沉淀池的上清液出管与中间水池连通，沉淀池的底部置有沉淀池污泥提升泵，沉淀池污泥提升泵的提升管与污泥处置单元连通；

3）、臭氧氧化单元：包括中间水池、中间水池提升泵、臭氧接触塔和臭氧发生机组，中间水池提升泵的提升管与臭氧接触塔的进水管连通，臭氧接触塔的出水管与出水回供单元连通，臭氧接触塔的底部管路与臭氧发生机组连通，臭氧接触塔包含塔顶部的布水***和塔内部的曝气***，所述曝气***的臭氧供给源是臭氧发生机组，臭氧接触塔为密闭容器，顶部设置尾气管，尾气通过尾气连接管路连接至尾气处理单元的轴流风机；

4）、尾气处理单元：包括顺序连接的轴流风机、催化热解罐和烟囱；

5）、出水回供单元：包括清水池和清水池回供泵，处理后的废水储存在清水池中，并通过清水池回供泵泵至土壤洗涤***用水点；

6）、污泥处置单元：包括污泥储池和通过污泥管输送至污泥干化场的污泥泵。

所述布水***是伞形布水***。

所述曝气***是微孔钛金属曝气器。

所述臭氧发生机组包括空压机组、冷冻干燥机、制氧机组和臭氧发生单元。

一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理方法，其特征在于有以下步骤：

步骤1、洗涤废液自流入调节池中，而后通过调节池提升泵将废水送至混凝沉淀单元，废水在调节池内充分均和水质和调节水量。

步骤2、在旋流反应器入口管道中通过混凝剂加药装置投加混凝剂，使混凝剂与废水充分接触混合，形成絮状沉淀，并随废水一同自流入沉淀池，细小土壤颗粒在沉淀池中通过重力沉降作用得以从水中去除，沉淀池上清液自流进入中间水池，沉淀池底物通过沉淀池污泥提升泵提升至污泥处置单元。

步骤3、废水通过中间水池提升泵提升至臭氧接触塔进行反应，水中多环芳烃在此工序中得以去除，出水将自流入回供单元，臭氧接触塔内残余臭氧通过尾气连接管路至催化热解罐，经处理后达标排放，臭氧接触塔顶部的伞形布水***降低进水流速使塔内污水流态均匀稳定；臭氧接触塔底部的曝气***通过在塔内设置气室使臭氧混合均匀，再通过微孔钛金属曝气器使臭氧被分割成若干细碎的气泡进入罐体。

步骤4、处理后的废水储存在清水池中，并通过清水池回供泵泵至土壤洗涤***用水点。

步骤5、臭氧在臭氧接触塔内与废水充分接触反应后，多余的臭氧通过尾气连接管路连接至轴流风机，经催化热解罐处理后通过烟囱排放至大气中。

步骤6、沉淀底物在污泥储池中进一步浓缩后，经污泥泵输送至污泥干化场进行干化处理。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明克服了传统方法带来的高成本、难以循环使用、多浪费的缺点，解决了传统方法难以高效、快速去除污染土壤洗涤废液中多环芳烃的技术问题，以多环芳烃类污染土壤洗涤废液为对象，针对废液中含有细小的土壤颗粒、大量的多环芳烃等特点，采用以混凝沉淀+臭氧氧化为主的处理技术快速有效的去除水中多环芳烃，处理后出水可在土壤洗涤***中循环利用，实现了土壤洗涤技术的废水零排放。

附图说明

图1是本发明的流程结构示意图。

图2是本发明臭氧接触塔结构示意图。

图3是本发明伞形布水***结构示意图。

图4是图3中A向剖面示意图。

图5是本发明曝气***结构示意图。

图6是图5中B向剖面示意图。

图7是本发明曝气***连接结构示意图。

附图说明：1－洗涤废液进水管、2－调节池、3－调节池提升泵、4－流量计、5－旋流反应器、6－混凝剂加药装置、7－沉淀池、8－沉淀池污泥提升泵、9－中间水池、10－中间水池提升泵、11－臭氧接触塔、11.1-尾气管、11.2-进水管、11.3-液位计、11.4-人孔、11.5-出水管、11.6-放空口、11.7-臭氧进口、11.8-连接钢筋、11.9-伞形布水***、11.10-微孔钛金属曝气器、11.11-穿孔板、11.12-气室、11.13-垫片、11.14-螺母、12－臭氧发生机组、13－清水池、14－清水池回供泵、15－尾气连接管路、16－轴流风机、17－催化热解罐、18－烟囱、19－污泥储池、20－污泥泵。

具体实施方式

实施例参见图1、图2所示，一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***，其特征在于：包括预处理单元、混凝沉淀单元、臭氧氧化单元、出水回供单元、尾气处理单元和污泥处置单元；

1）、预处理单元：包括调节池2和调节池提升泵3，调节池2的进水口与洗涤废液进水管1连通，调节池2中置有调节池提升泵3，调节池提升泵3的出水关管与混凝沉淀单元连通；

　　2）、混凝沉淀单元：包括旋流反应器5、沉淀池7和混凝剂加药装置6，旋流反应器5入口管道与混凝剂加药装置6连接，旋流反应器5入口管道与沉淀池7的进口连通，沉淀池7的上清液出管与中间水池9连通，沉淀池7的底部置有沉淀池污泥提升泵8，沉淀池污泥提升泵8的提升管与污泥处置单元连通；

3）、臭氧氧化单元：包括中间水池9、中间水池提升泵10、臭氧接触塔11和臭氧发生机组12，中间水池提升泵10的提升管与臭氧接触塔11的进水管11.2连通，臭氧接触塔11的出水管11.5与出水回供单元连通，臭氧接触塔11的底部管路与臭氧发生机组12连通，臭氧接触塔11包含塔顶部的布水***和塔内部的曝气***，所述曝气***的臭氧供给源是臭氧发生机组12，臭氧接触塔11为密闭容器，顶部设置尾气管11.1，尾气通过尾气连接管路15连接至尾气处理单元的轴流风机16；

4）、尾气处理单元：包括顺序连接的轴流风机16、催化热解罐17和烟囱18；

5）、出水回供单元：包括清水池13和清水池回供泵14，处理后的废水储存在清水池13中，并通过清水池回供泵14泵至土壤洗涤***用水点；

6）、污泥处置单元：包括污泥储池19和通过污泥管输送至污泥干化场的污泥泵20。

参见图2、图3、图4，所述布水***形状为伞形，通过间距为120°的3根连接钢筋11.8与塔体连接。伞形布水***11.9底面直径为400-700mm，高为200-350mm，同时距塔体最高处为300-500mm。当废水通过进水管11.2进入塔体时，设置布水***既降低了水流速度，也改变进水方式，使得废水由高速呈单一柱状进入塔体，变成低速呈多向面状与臭氧接触反应。

参见图2、图5、图6、图7，所述曝气***包括穿孔板11.11、微孔钛金属曝气器11.10。穿孔板11.11与塔体采用焊接方式连接，可形成具有一定容积的气室11.12，其距塔体最低处为200-400mm。微孔钛金属曝气器11.10为高纯钛金属粉末经冷等静压成型，具有耐腐蚀、抗氧化、重量轻、气泡均匀等特点，其底部为外螺纹设计，采用螺纹连接方式与穿孔板11.11通过配套螺母进行固定。工作时，臭氧先进入气室11.12通过缓冲作用，混合均匀，再通过曝气器将臭氧切割成若干细碎气泡，并均匀的释放到塔体，使之与废水充分接触，已达到去除污染物的目的。

所述混凝剂为26%聚合氯化铝。

所述臭氧发生机组12包括空压机组、冷冻干燥机、制氧机组和臭氧发生单元。

步骤1、洗涤废液自流入调节池2中，而后通过调节池提升泵3将废水送至混凝沉淀单元，废水在调节池2内充分均和水质和调节水量。。

步骤2、在旋流反应器5入口管道中通过混凝剂加药装置6投加混凝剂，使混凝剂与废水充分接触混合，形成絮状沉淀，并随废水一同自流入沉淀池7，细小土壤颗粒在沉淀池7中通过重力沉降作用得以从水中去除，沉淀池上清液自流进入中间水池9，沉淀池底物通过沉淀池污泥提升泵8提升至污泥处置单元。

步骤3、废水通过中间水池提升泵10提升至臭氧接触塔11进行反应，水中多环芳烃在此工序中得以去除，出水将自流入回供单元，臭氧接触塔11内残余臭氧通过尾气连接管路15至催化热解罐17，经处理后达标排放，臭氧接触塔11顶部的伞形布水***11.9降低进水流速使塔内污水流态均匀稳定；臭氧接触塔11底部的曝气***通过在塔内设置气室11.12使臭氧混合均匀，再通过微孔钛金属曝气器11.10使臭氧被分割成若干细碎的气泡进入罐体。

步骤4、处理后的废水储存在清水池13中，并通过清水池回供泵14泵至土壤洗涤***用水点。

步骤5、臭氧在臭氧接触塔11内与废水充分接触反应后，多余的臭氧通过尾气连接管路15连接至轴流风机16，经催化热解罐17处理后通过烟囱排放至大气中。

步骤6、沉淀底物在污泥储池19中进一步浓缩后，经污泥泵20输送至污泥干化场进行干化处理。

该发明具体运用实例：该***用于某焦化厂多环芳烃污染土壤洗涤技术处理工程，该工程为间断性处理，其产生废水量为10m³/d，故废水处理***规模为1m³/h。主要工艺参数如下：

调节池有效池容：10m³

旋流反应器停留时间：10min

沉淀池停留时间：2h

中间水池有效池容：3m³

臭氧接触塔停留时间：2h

臭氧发生机组出口臭氧浓度：不低于40mg/L

实际废液中总多环芳烃初始浓度为1800-2000??g/L，经过混凝工艺后出水浓度为1116-1240??g/L，去除率为38%，经过臭氧氧化工艺后最终出水浓度为72-80??g/L，总去除率为96%。

Claims

1.一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***，其特征在于：包括预处理单元、混凝沉淀单元、臭氧氧化单元、出水回供单元、尾气处理单元和污泥处置单元；

1）、预处理单元：包括调节池（2）和调节池提升泵（3），调节池（2）的进水口与洗涤废液进水管（1）连通，调节池（2）中置有调节池提升泵（3），调节池提升泵（3）的出水管与混凝沉淀单元连通；

2）、混凝沉淀单元：包括旋流反应器（5）、沉淀池（7）和混凝剂加药装置（6），旋流反应器（5）入口管道与混凝剂加药装置（6）连接，旋流反应器（5）出口管道与沉淀池（7）的进口连通，沉淀池（7）的出水管与中间水池（9）连通，沉淀池（7）的底部置有沉淀池污泥提升泵（8），沉淀池污泥提升泵（8）的提升管与污泥处置单元连通；

3）、臭氧氧化单元：包括中间水池（9）、中间水池提升泵（10）、臭氧接触塔（11）和臭氧发生机组（12），中间水池提升泵（10）连接在中间水池（9）和臭氧接触塔（11）之间，中间水池提升泵（10）的提升管与臭氧接触塔（11）的进水管（11.2）连通，臭氧接触塔（11）的出水管（11.5）与出水回供单元连通，臭氧接触塔（11）的底部管路与臭氧发生机组（12）连通，臭氧接触塔（11）包含塔顶部的布水***和塔底部的曝气***，所述曝气***的臭氧供给源是臭氧发生机组（12），臭氧接触塔（11）为密闭容器，顶部设置尾气管（11.1），尾气管排出的尾气通过尾气连接管路（15）连接至尾气处理单元的轴流风机（16）；

4）、尾气处理单元：包括顺序连接的轴流风机（16）、催化热解罐（17）和烟囱（18）；

5）、出水回供单元：包括清水池（13）和清水池回供泵（14），处理后的废液储存在清水池（13）中，并通过清水池回供泵（14）泵至土壤洗涤***用水点；

6）、污泥处置单元：包括污泥储池（19）和通过污泥管输送至污泥干化场的污泥泵（20）；

所述曝气***是微孔钛金属曝气器（11.10）；

所述臭氧发生机组（12）包括空压机组、冷冻干燥机、制氧机组和臭氧发生单元。

2.根据权利要求1所述的多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理***，其特征在于：所述布水***是伞形布水***（11.9），通过间距为120°的3根连接钢筋（11.8）与塔体连接；伞形布水***（11.9）底面直径为400-700mm，高为200-350mm，同时距塔体最高处为300-500mm；当废液通过进水管（11.2）进入塔体时，设置布水***既降低了水流速度，也改变进水方式，使得废液由高速呈单一柱状进入塔体，变成低速呈多向面状与臭氧接触反应。

3.一种多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理方法，其特征在于有以下步骤：

步骤1、洗涤废液自流入调节池（2）中，而后通过调节池提升泵（3）将废液送至混凝沉淀单元，废液在调节池（2）内充分均和水质和调节水量；

步骤2、在混凝沉淀单元的旋流反应器（5）入口管道中通过混凝剂加药装置（6）投加混凝剂，使混凝剂与废液充分接触混合，形成絮状沉淀，并随废液一同自流入沉淀池（7），细小土壤颗粒在沉淀池（7）中通过重力沉降作用得以从水中去除，沉淀池上清液自流进入中间水池（9），沉淀底物通过沉淀池污泥提升泵（8）提升至污泥处置单元；

步骤3、废液通过中间水池提升泵（10）提升至臭氧接触塔（11）进行反应，水中多环芳烃在此工序中得以去除，出水将自流入回供单元，臭氧接触塔（11）内残余臭氧通过尾气连接管路（15）连接至轴流风机（16），经催化热解罐（17）处理后通过烟囱排放至大气中，臭氧接触塔（11）顶部的伞形布水***（11.9）降低进水流速使塔内污水流态均匀稳定；臭氧接触塔（11）底部的曝气***通过在塔内设置气室（11.12）使臭氧混合均匀，再通过微孔钛金属曝气器（11.10）使臭氧被分割成若干细碎的气泡进入罐体；

步骤4、处理后的废液储存在清水池（13）中，并通过清水池回供泵（14）泵至土壤洗涤***用水点；

步骤5、臭氧在臭氧接触塔（11）内与废液充分接触反应后，残余臭氧通过尾气连接管路（15）连接至轴流风机（16），经催化热解罐（17）处理后通过烟囱排放至大气中；

步骤6、沉淀底物在污泥储池（19）中进一步浓缩后，经污泥泵（20）输送至污泥干化场进行干化处理。

4.根据权利要求3所述的多环芳烃类污染土壤洗涤废液处理方法，其特征在于：步骤2中所述混凝剂为26%聚合氯化铝。