CN108101312A - 一种含芳烃废水处理的*** - Google Patents

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Abstract

一种含芳烃废水处理的***，包括浮油处理装置，浮油处理装置的进水口和废水出口连接，浮油处理装置的出水口和碳纳米材料膜吸附装置的入水口连接，碳纳米材料膜吸附装置的出水口和均质调节装置的入水口连接，均质调节装置的出水口和生化处理装置的入水口连接，生化处理装置的出水口和沉淀装置的入水口连接，沉淀装置的出水口和碳纳米材料吸附装置的入水口连接，碳纳米材料吸附装置的出水达到外排水的要求；本发明能够快速、大通量、选择性的除去含芳烃水中难以生化的芳烃组分，同时通过生化处理和深度处理装置达到外排水的要求。

Description

一种含芳烃废水处理的***
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种含芳烃废水处理的***。
背景技术
芳香族化合物在石油化工、材料制造及药剂制造等领域具有广泛的应用，在生产过程中不可避免的会产生含芳香族化合物的工业废水。芳香族化合物具有致癌、致畸和致突变的特点对于生态环境及生物、人体健康具有很大的潜在危害，并且多数很多芳烃族衍生物(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)因其低极性和高疏水性而易穿透土壤，进入地下水，由于地下水所具有的特殊环境条件，有可能使其进一步积聚到很高浓度水平，成为一组高危险性的污染物类。但由于芳香族化合物稳定的环状结构和普遍水溶性差的特性导致不易被微生物利用，且对细胞具有破环作用，抑制微生物的生长，根据水处理工程师手册，苯>7mg/L,甲苯>10mg/L，二甲苯>10mg/L的情况下就会对于生化污泥具有毒性作用，从而难以进行生化处理。而稠环芳烃的生物毒性更大，且有致癌作用。
目前，对于高浓度的芳烃类物质常规的处理方法是进行调节、破乳后进行气浮除去***中大量的芳烃类物质，但是这种处理方法很难达到活性污泥生化处理的要求，因此，一般采用活性炭一类的常规碳材料进行吸附或高级氧化工艺进行处理。活性炭等碳材料可以除去污水中的芳烃，但吸附后的碳材料和芳烃无法回收利用导致成本较高；对于高级氧化法，芳烃是较难氧化的一类有机物,该类物种的除去需要投加大量的氧化剂才能达到预期的效果,设备和运行费用较高。公开号CN105668846A提供了一种甲醇制芳烃废水的处理工艺，采用活性焦作为吸附剂，处理芳烃取得了良好的效果，吸附芳烃的活性焦无法循环利用造成了较大的浪费。
公开号CN103755087B提供了一种以纳米碳材料离子交换树脂处理甲醇芳构化工艺水的工艺***并附加了纳米碳材料吸附的再生***，但该过程纳米碳材料同时吸附了有机酸和芳烃，无法发挥纳米碳材料吸收芳烃的特异性，并且后续过程中例子交换树脂再生的过程中产生的废碱液也是无法处置的污染物质。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种含芳烃废水处理的***，能够快速、大通量、选择性的除去含芳烃水中难以生化的芳烃组分，同时通过生化处理和深度处理装置达到外排水的要求。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种含芳烃废水处理的***，包括浮油处理装置1，浮油处理装置1的进水口和废水出口连接，浮油处理装置1的出水口和碳纳米材料膜吸附装置2的入水口连接，碳纳米材料膜吸附装置2的出水口和均质调节装置3的入水口连接，均质调节装置3的出水口和生化处理装置4的入水口连接，生化处理装置4的出水口和沉淀装置5的入水口连接，沉淀装置5的出水口和碳纳米材料吸附装置6的入水口连接，碳纳米材料吸附装置6的出水达到外排水的要求。
所述的浮油处理装置1是重力除油装置、气浮装置的一种或两种的组合。
所述的碳纳米材料膜是由碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或多种与分子筛、高岭土、海泡石、PET、PVC、PE、PC中的一种或多种混合后加工成膜，膜的厚度为0.1-2cm。
所述的生化处理装置4由好氧处理装置或厌氧处理装置的一种或两种组合而成。
所述的沉淀装置5由絮凝沉淀池和生物曝气滤池的一种或两种组合而成。
所述的碳纳米材料吸附装置6由碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或多种与分子筛、高岭土、海泡石中的一种或多种混合后形成的由一个或多个碳介质吸收层组成。
一种含芳烃废水处理的方法，包括如下步骤：
a)含芳烃废水进入浮油处理装置1，除去浮油，浮油处理装置1的出水中石油类的含量低于50mg/L；
b)废水出浮油处理装置1后，进入碳纳米材料膜吸附装置2，回收废水中的芳烃；
c)来自碳纳米材料膜吸附装置2的废水，进入均质调节装置3进行均质调节，同时采用酸性气体吸收过程的碱性废水，进行调节pH到7-9；
d)均质调节装置3的废水，进入生化处理装置4降低废水中的有机物含量，使得COD含量低于150mg/L；
e)来自生化处理装置4的废水，进入沉淀装置5处理，以除去废水中的胶体和悬浮物，截流废水中污染物，使废水的浊度下降，进一步改善水质，以达到回用要求；
f)来自沉淀装置5的废水，进入碳纳米材料吸附装置6进一步除去废水中的有机物，使COD<30,油含量<5ppm，达到工业循环水的补水的要求。
所述的碳纳米材料膜吸附装置2吸收除去废水中的芳烃，包含如下步骤：
a)来自浮油处理装置1的废水通过装有碳材料的碳纳米材料膜吸附装置2选择性吸收废水中的芳烃，吸收水中苯含量<5ppm，甲苯<5ppm，二甲苯<5ppm，总芳烃小于10ppm；
b)碳纳米材料膜吸附装置2的出水的总芳烃接近10ppm，碳材料接近饱和，停止吸附，采用空气或真空泵除去装置的液体；
c)采用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料膜吸附装置2的芳烃，膜材料循环使用，回收芳烃组分。
所述的碳纳米材料膜吸附装置2的空速为500-20000kg/kg*h-1。
与现有技术相比，本发明过程具有如下优点：含芳烃废水中含有较多的芳烃物质，常规处理隔油、气浮后依然对于生化污泥具有毒性，导致生化处理效果较差、通量不足，但通过本发明可以大通量、短路径、选择性处理芳烃，并且能够回收芳烃，使出水的指标达到循环水补水的要求。
1、利用碳纳米材料膜吸附装置2，能够快速、大通量、高选择性的除去和回收废水中的芳烃组分，达到下游生化处理装置4的要求。
2、采用本发明方法处理后出水水质好，COD小于30，油含量小于5，能够达到循环水补水的指标。
附图说明
图1是基于本发明***的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示，一种含芳烃废水处理的***，包括浮油处理装置1，浮油处理装置1的进水口和废水出口连接，浮油处理装置1用于除去废水中的石油类物质，浮油处理装置1的出水口和碳纳米材料膜吸附装置2的入水口连接，碳纳米材料膜吸附装置2用于选择性的回收废水中的芳烃组分，碳纳米材料膜吸附装置2的出水口和均质调节装置3的入水口连接，均质调节装置3用于调节出气浮装置的废水的pH值，使废水pH值达到后续处理要求，均质调节装置3的出水口和生化处理装置4的入水口连接，生化处理装置4用于处理废水中的有机物，生化处理装置4的出水口和沉淀装置5的入水口连接，沉淀装置5用于除去生化处理过程的污水中的悬浮物和固体颗粒，沉淀装置5的出水口和碳纳米材料吸附装置6的入水口连接，碳纳米材料吸附装置6用于低浓度处理废水中生化的有机物，碳纳米材料吸附装置6的出水达到外排水的要求。
所述的浮油处理装置1是重力除油装置、气浮装置的一种或两种的组合。
所述的生化处理装置4由好氧处理装置或厌氧处理装置的一种或两种组合而成。
所述的沉淀装置5由絮凝沉淀池和生物曝气滤池的一种或两种组合而成。
下面结合实施例对本发明作详细说明。
实施例1：
一种含芳烃有机废水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为20，30，50ppm，油含量为120ppm，COD为1200，TDS为1000；首先进入重力除油装置，再进入气浮装置除去表面的浮油；废水出浮油处理装置1后，进入碳纳米材料膜吸附装置2，回收废水中的芳烃，出水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为1，1，3ppm，其中碳纳米材料膜吸附装置2的空速为500/kg*h-1，出水进入均质调节装置3进行均质调节，以减少水质波动对于后续***处理过程的影响，并调节pH到7-9，出水进入好氧生化池进行处理，出水的COD为150mg/L；来自生化处理装置4的废水，进入絮凝沉淀池处理，以除去废水中的胶体和悬浮物；来自沉淀装置5的水，进入碳纳米材料吸附装置6进一步除去废水中的有机物，使COD<30,油含量<5ppm，达到工业循环水的补水的要求。当碳纳米材料膜及碳纳米材料吸附装置吸附饱和后，空气吹扫除去装置的液体，用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料表面的芳烃和其他吸附质，使碳纳米材料完成再生，并回收芳烃组分。
实施例2：
一种含芳烃有机废水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为50，50，100ppm，油含量为500ppm，COD为2000，TDS为1000；首先进入重力除油装置，再进入气浮装置除去表面的浮油，废水出浮油处理装置1后，进入碳纳米材料膜吸附装置2，回收废水中的芳烃，出水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为2，3，4ppm，其中碳纳米材料膜吸附装置2的空速为2000/kg*h-1，出水进入均质调节装置3进行均质调节，以减少水质波动对于后续***处理过程的影响，并调节pH到7-9；出水依次进入厌氧生化池、好氧生化池进行处理，出水的COD为150mg/L；来自生化处理装置4的废水，进入沉淀池处理，以除去废水中的胶体和悬浮物；来自沉淀装置5的水，进入碳纳米材料吸附装置6进一步除去废水中的有机物，使COD<20,油含量<2ppm，达到工业循环水的补水的要求；当碳纳米材料膜及碳纳米材料吸附装置吸附饱和后，真空泵脱除去装置中的液体，用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料表面的芳烃和其他吸附质，使碳纳米材料完成再生，并回收芳烃组分。
实施例3：
一种含芳烃有机废水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为20，20，30ppm，油含量为200ppm，COD为800，TDS为1000；首先进入重力除油装置，除去表面的浮油，废水出浮油处理装置1后，进入碳纳米材料膜吸附装置2，回收废水中的芳烃，出水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为2，3，3ppm，其中碳纳米材料膜吸附装置2的空速为5000/kg*h-1；出水进入均质调节装置3进行均质调节，以减少水质波动对于后续***处理过程的影响，并调节pH到7-9；出水依次进入好氧生化池、生物曝气滤池进行处理，除去废水中的胶体和悬浮物；出水进入碳纳米材料吸附装置6进一步除去废水中的有机物，使COD<30,油含量<2ppm，达到工业循环水的补水的要求；当碳纳米材料膜及碳纳米材料吸附装置吸附饱和后，真空泵脱除去装置中的液体，用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料表面的芳烃和其他吸附质，使碳纳米材料完成再生，并回收芳烃组分。
实施例4：
一种含芳烃有机废水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为20，20，30ppm，油含量为200ppm，COD为800，TDS为1000；首先进入重力除油装置，除去表面的浮油，废水出浮油处理装置1后，进入碳纳米材料膜吸附装置2，回收废水中的芳烃，出水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为1，3，3ppm，其中碳纳米材料膜吸附装置2的空速为10000/kg*h-1；出水进入均质调节装置3进行均质调节，以减少水质波动对于后续***处理过程的影响，并调节pH到7-9；出水进入厌氧处理装置进行处理，来自厌氧处理装置的废水，进入絮凝沉淀池处理，以除去废水中的胶体和悬浮物；出水进入碳纳米材料吸附装置6进一步除去废水中的有机物，使COD<30,油含量<2ppm，达到工业循环水的补水的要求；当碳纳米材料膜及碳纳米材料吸附装置吸附饱和后，真空本脱除去装置中的液体，用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料表面的芳烃和其他吸附质，使碳纳米材料完成再生，并回收芳烃组分。
实施例5：
一种含芳烃有机废水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为20，20，30ppm，油含量为200ppm，COD为800，TDS为1000；首先进入重力除油装置，除去表面的浮油，废水出浮油处理装置1后，进入碳纳米材料膜吸附装置2，回收废水中的芳烃，出水中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为2，3，4ppm，其中碳纳米材料膜吸附装置2的空速为20000/kg*h-1；出水进入均质调节装置3进行均质调节，以减少水质波动对于后续***处理过程的影响，并调节pH到7-9；出水依次进入厌氧生化池、生物曝气滤池进行处理，以除去废水中的胶体和悬浮物；出水进入碳纳米材料吸附装置6进一步除去废水中的有机物，使COD<30,油含量<2ppm，达到工业循环水的补水的要求；当碳纳米材料膜及碳纳米材料吸附装置吸附饱和后，真空泵脱除去装置中的液体，用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料表面的芳烃和其他吸附质，使碳纳米材料完成再生，并回收芳烃组分。

Claims (9)

1.一种含芳烃废水处理的***，包括浮油处理装置1，其特征在于：浮油处理装置(1)的进水口和废水出口连接，浮油处理装置(1)的出水口和碳纳米材料膜吸附装置(2)的入水口连接，碳纳米材料膜吸附装置(2)的出水口和均质调节装置(3)的入水口连接，均质调节装置(3)的出水口和生化处理装置(4)的入水口连接，生化处理装置(4)的出水口和沉淀装置(5)的入水口连接，沉淀装置(5)的出水口和碳纳米材料吸附装置(6)的入水口连接，碳纳米材料吸附装置(6)的出水达到外排水的要求。
2.根据权利要求1所述的一种含芳烃废水处理的***，其特征在于：所述的浮油处理装置(1)是重力除油装置、气浮装置的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种含芳烃废水处理的***，其特征在于：所述的碳纳米材料膜是由碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或多种与分子筛、高岭土、海泡石、PET、PVC、PE、PC中的一种或多种混合后加工成膜，膜的厚度为0.1-2cm。
4.根据权利要求1所述的一种含芳烃废水处理的***，其特征在于：所述的生化处理装置(4)由好氧处理装置或厌氧处理装置的一种或两种组合而成。
5.根据权利要求1所述的一种含芳烃废水处理的***，其特征在于：所述的沉淀装置(5)由絮凝沉淀池和生物曝气滤池的一种或两种组合而成。
6.根据权利要求1所述的一种含芳烃废水处理的***，其特征在于：所述的碳纳米材料吸附装置(6)由碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或多种与分子筛、高岭土、海泡石中的一种或多种混合后形成的由一个或多个碳介质吸收层组成。
7.一种含芳烃废水处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)含芳烃废水进入浮油处理装置(1)，除去浮油，浮油处理装置(1)的出水中石油类的含量低于50mg/L；
b)废水出浮油处理装置(1)后，进入碳纳米材料膜吸附装置(2)，回收废水中的芳烃；
c)来自碳纳米材料膜吸附装置(2)的废水，进入均质调节装置(3)进行均质调节，同时采用酸性气体吸收过程的碱性废水，进行调节pH到7-9；
d)均质调节装置(3)的废水，进入生化处理装置(4)降低废水中的有机物含量，使得COD含量低于150mg/L；
e)来自生化处理装置(4)的废水，进入沉淀装置(5)处理，以除去废水中的胶体和悬浮物，截流废水中污染物，使废水的浊度下降，进一步改善水质，以达到回用要求；
f)来自沉淀装置(5)的废水，进入碳纳米材料吸附装置(6)进一步除去废水中的有机物，使COD<30,油含量<5ppm，达到工业循环水的补水的要求。
8.根据权利要求7所述的一种含芳烃废水处理的方法，其特征在于，所述的碳纳米材料膜吸附装置(2)吸收除去废水中的芳烃，包含如下步骤：
a)来自浮油处理装置(1)的废水通过装有碳材料的碳纳米材料膜吸附装置(2)选择性吸收废水中的芳烃，吸收水中苯含量<5ppm，甲苯<5ppm，二甲苯<5ppm，总芳烃小于10ppm；
b)碳纳米材料膜吸附装置(2)的出水的总芳烃接近10ppm，碳材料接近饱和，停止吸附，采用空气或真空泵除去装置的液体；
c)采用高温水蒸气脱除吸附在碳纳米材料膜吸附装置(2)的芳烃，膜材料循环使用，回收芳烃组分。
9.根据权利要求7所述的一种含芳烃废水处理的方法，其特征在于，所述的碳纳米材料膜吸附装置(2)的空速为500-20000kg/kg*h-1。
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