CN107540119A

CN107540119A - 一种高盐高有机物废水的处理方法

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Publication number: CN107540119A
Application number: CN201610491587.XA
Authority: CN
Inventors: 罗红梅; 王焕升; 林青山; 徐冬利
Original assignee: WUHAN LIANHECHUANGYE RENEWABLE ENERGY CO Ltd
Current assignee: WUHAN LIANHECHUANGYE RENEWABLE ENERGY CO Ltd
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明提供一种高盐高有机物废水的处理方法，本发明于酸性条件下，利用强氧化剂氧化废水中的有机物，并于高温、浓缩反应釜中，将废水中的高盐及高有机物浓缩、氧化成结晶盐回收，反应釜蒸发的水汽冷凝回收，且尾气经碱液吸收罐处理达标后排放，实现对高盐高有机污染物废水的回收处理。本发明提供的处理方法COD去除率达85％以上，氨氮去除率达90％以上。本发明提供的技术方案设备维护简单，占地面积小，投资成本低。本发明能实现高盐高有机物废水中水和污染物质的完全分离，适用于石油和化工等行业的废水处理。本发明不产生二次污染，操作性简单，适应性强，实用性强，生产成本低，产业应用前景良好。

Description

一种高盐高有机物废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法，具体讲，涉及一种高盐分、高有机物化工废水的处理方法。

背景技术

化学需氧量是判断水质污染程度的重要指标。化学需氧量又称化学耗氧量(chemical oxygen demand)，简称COD；其是利用化学氧化剂将水中可氧化物质(如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等)氧化分解，然后根据残留的氧化剂的量计算出氧的消耗量。它和生化需氧量(BOD)一样，是表示水质污染度的重要指标；COD的单位为ppm或毫克/升，其值越小，说明水质污染程度越轻。

高盐高有机物废水一般指具有高浓度溶解性无机盐和高COD的废水，例如医药行业的中间体废水、纺织行业排出的印染废水、食品加工行业排出的发酵与清洗液及油田等废水。这些废水化学成份复杂、含盐量高、COD高、可生化性差等特点，目前高效处理高盐高COD废水的方法尚存在一些不足。因此，研究高盐高COD废水的高效化、无害化的处理方法对防止水体污染和生态环境的破坏具有十分重要的意义。

现有的高盐高COD废水的处理一般有离子交换法、电渗析法、膜的反渗透法以及高温焚烧、蒸馏、渗透等。离子交换技术成熟，可进行脱盐处理，但是离子交换周期长、操作复杂，一般适用于低盐度废水的处理。电渗析法的除盐不太彻底，只能部分除盐。虽然反渗透法在处理含盐废水方面得到了广泛应用，但常规的反渗透处理方法对此类的高盐废水的处理不能够将其有效浓缩，且存在对反渗透产生的浓缩废水处理的的问题；高温焚烧法虽可将有机物直接氧化，但设备投资和维护费用不菲，且燃烧过程中盐分对设备腐蚀性并不低。总之，这些方法投资大、工艺复杂、能耗高、处理成本高等不足。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运行稳定、成本低、应用范围广的高盐高有机物废水的处理方法。本发明利用浓硫酸和无机强氧化剂氧化废水中的有机物，于高温、浓缩反应釜下，将废水中的高盐及高有机物浓缩、氧化成固体进行回收，反应釜蒸发的水汽冷凝回收、尾气经常规处理达标排放，实现对高盐高有机污染物废水的回收处理。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高盐高有机物废水的处理方法，包括如下步骤：

1)于酸性条件下，通过泵和管道将废水、强氧化剂分别引入到反应釜中进行加热浓缩和氧化还原，所述强氧化剂将废水中苯胺、氯苯和甲苯等难降解有机物氧化为CO₂；其盐类晶体随浓度增高而析出；

2)将反应釜产生的水蒸气经冷凝器冷凝并经常规生化处理工艺处理后达标回收、尾气经碱液吸收罐处理达标排放，析出的结晶盐及浓缩液回收；其中，反应釜中底部结晶盐和浓缩液经泵引入真空或离心脱水机脱水，脱水后的结晶盐，靠自然重力从脱水机出口落入料仓，存放在料仓中的结晶盐等固体废物通过运输工具运走，而离心或压滤脱出的浓缩液进入浓酸箱后用泵引回反应器中，循环使用。

进一步的，所述酸性条件为质量浓度98％的浓硫酸调节反应釜内溶液，并加热浓缩至酸浓度为70～98％的酸性条件。

进一步的，步骤1)中所述废水含酸性物质时，加热废水浓缩至溶液酸浓度为70～98％。

进一步的，步骤1)中所述废水不含酸性物质时，加与废水体积比为(0.1～0.4)：1的浓硫酸，并加热浓缩至溶液酸浓度为70～98％；所述浓硫酸的质量浓度为98％。

进一步的，步骤1)于190～250℃和压力80～90Kpa下处理1～3h。

进一步的，步骤1)浓缩阶段的反应温度为190～250℃、压力为80～90KPa、时间为0.5～2h。

进一步的，步骤2)氧化阶段的反应温度为190～250℃、压力为80～90KPa、时间为0.5～1h。

进一步的，步骤2)中所述氧化还原的强氧化剂为无机强氧化剂；

进一步的，所述强氧化剂为液态无机强氧化剂。在浓硫酸存在的条件下，该强氧化剂可将废水中的有机物氧化为CO₂，其盐类晶体随浓度增高而析出。为保证充分氧化，加入的强氧化剂可适当过量，过量的氧化剂加热后会分解为气体，和水汽一起进入后续处理。

进一步的，所述液态无机强氧化剂为浓硝酸。

进一步的，所述无机强氧化剂与废水的体积比为(0.005～0.01)：1。

进一步的，所述废水的COD为20000～400000mg/l，氨氮浓度为5000～50000mg/l。

进一步的，所述处理方法COD去除率达85％以上，氨氮去除率达90％以上。

进一步的，反应釜蒸发的水汽经冷凝后产生的工艺水中COD最优可降至5000mg/l以下，NH₃-N可降至100mg/l以下，经常规处理后达标回收；剩余尾气主要为酸性气体，进入碱液吸收罐处理达标后排放。

进一步的，所述反应釜内的搅拌杆外层为橡胶层，所述橡胶层为甲基苯基乙烯基硅橡胶。

进一步的，所述反应釜内壁涂覆环保型耐酸耐高温聚合涂料，所述涂料包括按重量份计的下述组份：酸性水性硅胶1.8～2.0、改性水性硅胶0.4～0.6、硅酸1.7～2.0、纳米氧化铝0.4～0.5、硅微粉0.8～1.2、石墨粉0.2～0.5、蛭石粉0.2～0.4；所述改性水性硅胶由酸性水性硅胶经交联剂改性而成，酸性水性硅胶和交联剂的比例为：1:(0.5～0.6)。

进一步的，所述反应釜设置的搅拌杆为复合材料所制，外层为甲基苯基乙烯基硅橡胶层，内层为不锈钢；所述反应釜内壁的涂覆层包括按重量份计的下述组份：酸性水性硅胶1.8～2.0、改性水性硅胶0.4～0.6、硅酸1.7～2.0、纳米氧化铝0.4～0.5、硅微粉0.8～1.2、石墨粉0.2～0.5、蛭石粉0.2～0.4；所述改性水性硅胶由酸性水性硅胶经交联剂改性而成，酸性水性硅胶和交联剂的比例为1:(0.5～0.6)。

进一步的，所述废水和强氧化剂的输送设备为自吸泵和管道。

进一步的，所述自吸泵的泵体内设有带锥形孔的喇叭形吸入管，该吸入管的一端经泵体内部通道与射流喷嘴连通，吸入管的另一端与连接有叶轮的导轮连通，所述叶轮通过转轴或磁力传动的方式连接驱动机构；物料经高速旋转的叶轮抛出到导轮再流向吸入管后，经射流喷嘴喷出；

进一步的，所述自吸泵由耐腐蚀合金材料制成，该合金材料包括按质量百分比计的下述组份：镁32～38％、钼2～6％、锂15～18％、钴2～5％、镍18～23％、钒2～5％、乙烯-四氟乙烯共聚物15％～25％、润滑剂1～2％。

进一步的，所述管道由耐腐蚀钢材制成，该钢材包括按质量百分比计的下述组份：C：0.008～0.09％；Si：0.001～0.3％；Mn：1.5～2.0％；P：0～0.025％；Al：0.005～0.010％；N：0～0.008wt％；Cu：0.03～0.12％；Sb：0.08～0.25％；S：0.0181～0.025％；余量为Fe和不可避免的杂质。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

(1)本发明提供的处理方法COD去除率达85％以上，氨氮(NH₃-N)去除率达90％以上。

(2)本发明提供的技术方案设备维护简单，占地面积小，投资成本低。

(3)本发明能实现高盐高有机物废水中水和污染物质的完全分离，适用于石油和化工等行业的废水处理。

(4)本发明不产生二次污染，操作性简单，适应性强，实用性强，生产成本低，产业应用前景良好。

(5)本发明的反应釜、管道及泵，防腐性能、耐酸、耐高温性能较好，设备的维护成本低，实用性和安全性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺原理图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的废水处理方法的原理为利用浓硫酸和强氧化剂氧化废水中的高盐高有机物，并于高温(燃料或燃气加热)、浓缩反应釜中，将废水中浓缩的固体(结晶盐)及浓缩液进行回收，反应釜蒸发的水蒸气经冷凝器冷凝并经常规生化处理工艺处理后达标回收(工艺水)，且尾气(主要为酸性气体)经碱液吸收罐处理达标后排放，实现对高盐高有机污染物废水的回收处理。

实施例1

1)浓缩阶段：将废水(废水含酸性物质)置于反应釜中，根据具体情况采用质量浓度98％的浓硫酸调节反应釜内溶液，并加热浓缩至酸浓度为85％，反应温度为190℃、压力为80KPa、时间为2h；

2)氧化阶段：向步骤1)浓缩反应釜中加强氧化剂，反应温度为200℃、压力为90KPa、时间为1h。氧化废水中的苯胺、氯苯、甲苯等难降解有机污染物；

3)处理：将步骤1)和2)反应釜产生的水蒸气经冷凝器冷凝后常规处理达标排放、产生的尾气经碱液吸收罐处理达标后排放；在浓缩反应釜中将废水中浓缩成的结晶盐回收、浓缩成的浓硫酸回收并循环使用。

实施例2

1)浓缩阶段：将废水(废水含酸性物质)置于反应釜中，根据具体情况采用质量浓度98％的浓硫酸调节反应釜内溶液，并加热浓缩至酸浓度为90％，反应温度为250℃、压力为80KPa、时间为1h；

2)氧化阶段：向步骤1)浓缩反应釜中加强氧化剂，反应温度为220℃、压力为90KPa、时间为0.5h。氧化废水中的苯胺、氯苯、甲苯等难降解有机污染物；

实施例3

1)浓缩阶段：将废水(废水不含酸性物质)置于反应釜中，加与废水体积比为0.1：1的质量浓度为98％浓硫酸，并加热浓缩至溶液酸浓度为75％；反应温度为190℃、压力为80KPa、时间为1.5h；

2)氧化阶段：向步骤1)浓缩反应釜中加强氧化剂，反应温度为230℃、压力为90KPa、时间为0.8h。氧化废水中的苯胺、氯苯、甲苯等难降解有机污染物；

实施例4

1)浓缩阶段：将废水(废水不含酸性物质)置于反应釜中，加与废水体积比为0.4：1的质量浓度为98％浓硫酸，并加热浓缩至溶液酸浓度为80％；反应温度为240℃、压力为80KPa、时间为1.3h；

2)氧化阶段：向步骤1)浓缩反应釜中加强氧化剂，反应温度为200℃、压力为90KPa、时间为0.6h。氧化废水中的苯胺、氯苯、甲苯等难降解有机污染物；

实施例5

1)浓缩阶段：将废水(废水不含酸性物质)置于反应釜中，加与废水体积比为0.3：1的质量浓度为98％浓硫酸，并加热浓缩至溶液酸浓度为95％；反应温度为240℃、压力为80KPa、时间为1.4h；在浓缩反应釜中将废水中的高盐及高有机物物质浓缩成结晶体析出进行回收；

2)氧化阶段：向步骤1)浓缩反应釜中加强氧化剂，反应温度为205℃、压力为90KPa、时间为1h。氧化废水中的苯胺、氯苯、甲苯等难降解有机污染物；

实施例6

1)浓缩阶段：将废水(废水不含酸性物质)置于反应釜中，加与废水体积比为0.2：1的质量浓度为98％浓硫酸，并加热浓缩至溶液酸浓度为82％；反应温度为230℃、压力为80KPa、时间为1h；

2)氧化阶段：向步骤1)浓缩反应釜中加强氧化剂，反应温度为210℃、压力为90KPa、时间为0.7h。氧化废水中的苯胺、氯苯、甲苯等难降解有机污染物；

上述实施例中强氧化剂用量、废水中COD和氨氮的含量及去除率列于下表1。

表1

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种高盐高有机物废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)酸性条件下，于反应釜中对所述高盐高有机物废水加热浓缩和氧化还原处理；

2)回收反应釜产生的冷凝液和反应釜的浓缩物；

3)其尾气经碱液吸收排放。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤1)的所述酸性条件为质量浓度98％的浓硫酸调节反应釜内溶液至酸浓度为70～98％的酸性条件。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤1)于190～250℃和压力80～90Kpa下处理1～3h。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述氧化还原的强氧化剂为无机强氧化剂；所述无机强氧化剂的用量，按其与废水的体积比为(0.005～0.01)：1的比例加入。

5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述无机强氧化剂为浓硝酸。

6.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述强氧化剂的输送设备为自吸泵和管道；所述自吸泵的泵体内设有喇叭形吸入管，该吸入管的一端经泵体内部通道与射流喷嘴连通，吸入管的另一端与连接有叶轮的导轮连通，所述叶轮通过转轴或磁力传动的方式连接驱动机构；物料经高速旋转的叶轮抛出到导轮再流向吸入管后，经射流喷嘴喷出。

7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述自吸泵由耐腐蚀合金材料制成，该合金材料包括按质量百分比计的下述组份：镁32～38％、钼2～6％、锂15～18％、钴2～5％、镍18～23％、钒2～5％、乙烯-四氟乙烯共聚物15％～25％、润滑剂1～2％。

8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述管道由耐腐蚀钢材制成，该钢材包括按质量百分比计的下述组份：C：0.008～0.09％；Si：0.001～0.3％；Mn：1.5～2.0％；P：0～0.025％；Al：0.005～0.010％；N：0～0.008wt％；Cu：0.03～0.12％；Sb：0.08～0.25％；S：0.0181～0.025％；余量为Fe和不可避免的杂质。

9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述反应釜的搅拌杆为复合材料所制，外层为甲基苯基乙烯基硅橡胶层，内层为不锈钢；所述反应釜内壁的涂覆层由包括按重量份计的下述组份制成：酸性水性硅胶1.8～2.0、改性水性硅胶0.4～0.6、硅酸1.7～2.0、纳米氧化铝0.4～0.5、硅微粉0.8～1.2、石墨粉0.2～0.5、蛭石粉0.2～0.4；所述改性水性硅胶由酸性水性硅胶经交联剂改性而成，酸性水性硅胶和交联剂的比例为1:(0.5～0.6)。

10.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述废水的COD为20000～400000mg/l，氨氮浓度为5000～50000mg/l；所述处理方法使COD去除率达85％以上，氨氮去除率达90％以上。