CN110655275A - 一种高cod含酚类污水的处理***及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高COD含酚类污水的处理***及其处理方法，包括预处理***和后处理***，所述预处理***包括物化预处理***和生化预处理***，所述物化预处理***和生化预处理***串联或并联在工艺废水的出水端，进而依次或独立对工艺废水进行预处理；所述后处理***与生化预处理***串联并对预处理后的工艺废水进行后处理。本发明的优点在于：本发明解决了传统污水处理***在酚类浓度波动时，***耐受能力差，容易导致处理后外排水不合格的问题；同时有效降低产品工艺废水中酚类的浓度，显著减小后续生化***的负荷，杜绝因酚类累积致使生化***活性降低的问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种高COD含酚类污水的处理***及其处理方法。
背景技术
苯酚，又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。常温下为一种无色晶体，有毒。苯酚是一种常见的化学品，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。苯酚有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶液；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶。其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤，苯酚暴露在空气中呈粉红色。
不含酚类的高COD废水处理方法研究较多的是A/O、A2/O、CASS、SBR、UCT等，此类方法处理效果较好，无二次污染，该类方法的缺点如下 ：
（1）由于其主要利用活性污泥，能通过细菌分解、降解废水高浓度有机物，但酚类属于氧化性物质，能杀死活性细菌
（2）此类技术对污泥中细菌的活性要求较高，故要运用到实际工程上还有很大困难 ；
（3）从目前生物法处理高COD含酚类废水的研究可以看出，目前运行良好的处理方法中废水中的酚类只是低浓度的，而高COD含酚类废水因其较高的毒性，生物法无法处理。
高浓度（280mg/L 左右）、对微生物有强毒性的酚类工艺废水，目前多采用大比例回流稀释生化的工艺，但因缺少有效的物化预处理，不仅增加了动力消耗，同时废水中酚类的累积会抑制生化池内污泥的活性 ；当发生上述因废水中酚类的累积致使生化池内污泥活性降低时，污水中酚类浓度的增高会导致生化池COD去除率远低于设计值，引起出水COD超标，生化***处理能力明显降低，污水处理装置外排废水不达标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够解决传统污水处理***在酚类浓度波动时，***耐受能力差，容易导致处理后外排水不合格的问题；同时有效降低产品工艺废水中酚类的浓度，显著减小后续生化***的负荷，杜绝因酚类累积致使生化***活性降低的问题的高COD含酚类污水的处理***及其处理方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高COD含酚类污水的处理***，其创新点在于：包括预处理***和后处理***，
所述预处理***包括物化预处理***和生化预处理***，所述物化预处理***和生化预处理***串联或并联在工艺废水的出水端，进而依次或独立对工艺废水进行预处理；
所述后处理***与生化预处理***串联并对预处理后的工艺废水进行后处理；
其中，所述物化预处理***为蒸汽吹脱处理***，该预处理***包括依次串接的用于对工艺废水进行水质和水量调节的物化调节池A、用于处理产品工艺废水中酚类的吹脱反应器、用于将气相酚类转换成液相酚类的降膜吸收器以及用于收集液体酚类的收集器，且所述物化调节池A的输入端与工艺废水的出水端相连；
所述生化预处理***为催化氧化预处理***，该预处理***包括依次串联的用于隔离工艺废水中油性物质的隔油池、用于对工艺废水进行水质和水量调节的物化调节池B、用于降解高COD及降低酚含量的催化氧化反应釜、用于固液分离的斜板沉淀池以及用于对斜板沉淀池底部污泥进行浓缩的污泥浓缩池；所述隔油池的输入端与工艺废水的出水端相连，所述催化氧化反应釜的输入端与吹脱反应器的污水的出水端相连；
所述后处理***包括依次串联的用于对斜板沉淀池的上清液或生化污泥浓缩池的上清液进行水质和水量调节的生化调节池、用于将生化调节池调节后的水和接触氧化池的回水进行混合的配水池、用于微生物分解的接触氧化池、用于缓存微生物分解后废水的中间池、用于将微生物分解后的水和二沉池的回水进行再次微生物分解的好氧池、用于分离出活性污泥的二沉池、用于对活性污泥进行浓缩的生化污泥浓缩池以及用于对污泥压滤的压滤机，且压滤机的出水端还与中间池的输入端相连。
一种采用上述高COD含酚类污水的处理***处理高COD含酚类污水的方法，其创新点在于：所述处理方法包括如下步骤：
步骤1：物化预处理：在蒸汽吹脱预处理***中，含酚类工艺废水首先通过物化调节池A去除污水中上浮的悬浮物，并污水送至温度≤95℃的吹脱反应器中进行吹脱处理3～5h，吹脱后酚类以气相形式从吹脱反应器顶部进入降膜吸收器中，降膜吸收器通过温度为25～30℃的循环水冷却将气相的酚类转换成液相酚类，最后将液态酚类通入气体收集器中进行收集，回收的酚类溶液可以根据具体情况做生产原料或锅炉燃料；
步骤2：生化预处理：将步骤1中经吹脱反应器处理后的污水从吹脱反应器底部送至催化氧化反应釜中，向催化氧化反应釜中加入双氧水、七水硫酸亚铁、小分子催化剂，反应温度为50～65℃，反应时间≥15分钟时，酚类去除率达99%；然后从催化氧化反应釜底送至斜板沉淀池中，通过添加液碱、PAM，实现固液分离，底部污泥经泵送至所述污泥浓缩池中，经叠螺式压滤机压滤后排出污泥，此时斜板沉淀池中的上清液的PH值、COD及酚含量皆符合后续生化处理要求；
步骤3：后处理：步骤2中斜板沉淀池内的上清液送至生化调节池，生化调节池可对污水的水量和水质进行调节，生化调节池污水通过预曝气搅拌后送至配水池，所述配水池将所述调节池的水和所述接触氧化池的回水进行混合，污水浓度下降，经接触氧化池中微生物分解后，流至二沉池，该二沉池分离出接触氧化池出水中的活性污泥，二沉池中的回流水回流到好氧池中，二沉池中的剩余污泥则经所述生化污泥浓缩池经带式压滤机压滤后排出污泥；此时二沉池中上部的污水达到国家三级污水排放标准。
进一步地，所述步骤2中，催化氧化反应釜中双氧水与污水体积的比值设定为1：100，双氧水与七水硫酸亚铁的摩尔比为1:3。
进一步地，所述步骤2中，斜板沉淀池排出的污水PH值5-8，COD≤3000mg/L，酚类含量≤30mg/L。
进一步地，所述步骤3中，二沉池排出的污水PH值6-9，COD≤500mg/L，醛类含量≤5mg/L，达到国家三级污水排放标准。
本发明的优点在于：
（1）本发明高COD含酚类污水的处理***，在一般的污水处理***的基础上增设了物化预处理***和生化预处理***；经催化氧化出去污水中的苯酚，污水可以进一步进行常规的生化处理 ；经气体收集器回收的酚类溶液，可以作为生产原料、亦可作为锅炉热源，进行焚烧，同时经蒸汽吹脱处理后的含酚污水，污水可以进一步进行常规的生化处理，处理后污水 PH 值 6-9，COD ≤ 500mg/L，酚类含量≤ 5mg/L，达到国家三级污水排放标准；
（2）物化预处理***为蒸汽吹脱预处理***，可以有效降低产品工艺废水中酚类的浓度，显著减小后续生化***的负荷 ；
（3）催化氧化预处理***将污水中剩余的酚类在双氧水、七水硫酸亚铁作用下使酚降解，生成可供生化***处理的小分子有机物，酚类去除率可达99%，有效避免了因酚类的累积致使生化池内污泥活性降低；同时接触氧化池可以用于通过气浮作用使污水混合均匀并使污水中的悬浮物上浮以便去除；
（4）本发明在吹脱处理中，通过工艺参数的设置，可同时用于产品工艺废水中其它热敏性能及水溶性能好的物质的分离，酚类去除率为75%，减小后续生化***的负荷。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明高COD含酚类污水的处理***的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例高COD含酚类污水的处理***，包括预处理***和后处理***，预处理***包括物化预处理***和生化预处理***，所述物化预处理***和生化预处理***串联或并联在工艺废水的出水端，进而依次或独立对工艺废水进行预处理；后处理***与生化预处理***串联并对预处理后的工艺废水进行后处理。
具体地，如图1所示，物化预处理***为蒸汽吹脱处理***，该预处理***包括依次串接的用于对工艺废水进行水质和水量调节的物化调节池A1、用于处理产品工艺废水中酚类的吹脱反应器2、用于将气相酚类转换成液相酚类的降膜吸收器3以及用于收集液体酚类的收集器4，且物化调节池A1的输入端与工艺废水的出水端相连；
生化预处理***为催化氧化预处理***，该预处理***包括依次串联的用于隔离工艺废水中油性物质的隔油池5、用于对工艺废水进行水质和水量调节的物化调节池B6、用于降解高COD及降低酚含量的催化氧化反应釜7、用于固液分离的斜板沉淀池8以及用于对斜板沉淀池底部污泥进行浓缩的污泥浓缩池9；隔油池5的输入端与工艺废水的出水端相连，催化氧化反应釜7的输入端与吹脱反应器2的污水的出水端相连。
后处理***包括依次串联的用于对斜板沉淀池的上清液或生化污泥浓缩池的上清液进行水质和水量调节的生化调节池10、用于将生化调节池10调节后的水和接触氧化池12的回水进行混合的配水池11、用于微生物分解的接触氧化池12、用于缓存微生物分解后废水的中间池13、用于将微生物分解后的水和二沉池15的回水进行再次微生物分解的好氧池14、用于分离出活性污泥的二沉池15、用于对活性污泥进行浓缩的生化污泥浓缩池16以及用于对污泥压滤的压滤机17，且压滤机17的出水端还与中间池13的输入端相连。
采用本实施例高COD含酚类污水的处理***进行处理的具体步骤，如下：
步骤1：物化预处理：在蒸汽吹脱预处理***中，含酚类工艺废水首先通过物化调节池A1去除污水中上浮的悬浮物，并污水送至温度≤95℃的吹脱反应器2中进行吹脱处理3～5h，吹脱后酚类以气相形式从吹脱反应器2顶部进入降膜吸收器3中，降膜吸收器3通过温度为25～30℃的循环水冷却将气相的酚类转换成液相酚类，最后将液态酚类通入气体收集器4中进行收集，回收的酚类溶液可以根据具体情况做生产原料或锅炉燃料；
步骤2：生化预处理：将步骤1中经吹脱反应器2处理后的污水从吹脱反应器2底部送至催化氧化反应釜7中，向催化氧化反应釜7中加入双氧水、七水硫酸亚铁、小分子催化剂，反应温度为50～65℃，反应时间≥15分钟时，酚类去除率达99%；然后从催化氧化反应釜7底送至斜板沉淀池8中，通过添加液碱、PAM，实现固液分离，底部污泥经泵送至所述污泥浓缩池9中，经叠螺式压滤机压滤后排出污泥，此时斜板沉淀池8中的上清液的PH值、COD及酚含量皆符合后续生化处理要求；
步骤3：后处理：步骤2中斜板沉淀池8内的上清液送至生化调节池10，生化调节池10可对污水的水量和水质进行调节，生化调节池10污水通过预曝气搅拌后送至配水池11，所述配水池11将所述生化调节池10的水和所述接触氧化池12的回水进行混合，污水浓度下降，经接触氧化池12中微生物分解后，流至二沉池15，该二沉池15分离出接触氧化池12出水中的活性污泥，二沉池15中的回流水回流到好氧池14中，二沉池15中的剩余污泥则经所述生化污泥浓缩池16经带式压滤机17压滤后排出污泥；此时二沉池15中上部的污水达到国家三级污水排放标准。
具体地，所述步骤2中，催化氧化反应釜中双氧水与污水体积的比值设定为1：100，双氧水与七水硫酸亚铁的摩尔比为1:3。
具体地，所述步骤2中，斜板沉淀池排出的污水PH值5-8，COD≤3000mg/L，醛类含量≤30mg/L。
具体地，所述步骤3中，二沉池排出的污水PH值6-9，COD≤500mg/L，醛类含量≤5mg/L，达到国家三级污水排放标准。
上述处理***处理含高COD含酚类污水的方法，以含酚污水量为 30m3/d，其中 COD值为168200mg/L，酚类含量约为 226mg/L，PH 值约为 6.4 为例，该方法具体步骤如下 ：
第一步，物化预处理 ：在蒸汽吹脱预处理***中，含酚类工艺废水首先通过物化调节池A1去除污水中上浮的悬浮物，并污水送至吹脱反应器2中进行吹脱处理，吹脱处理压强0.6MPa，温度 95℃、吹脱时间 4h，吹脱后酚类以气相形式从吹脱反应器2顶部进入降膜吸收器3中，降膜吸收器3通过循环水冷却将气相的酚类转换成液相酚类，该循环水温度 25-30℃ ；最后将液态酚类通入气体收集器4中进行收集，回收的酚类溶液可以根据具体情况做生产原料或锅炉燃料 ；经蒸汽吹脱装置处理后，污水中酚类含量降至 (10-20)mg/L ；
第二步，生化预处理 ：将第一步中经吹脱反应器2处理后的污水从吹脱反应器2底部送至催化氧化反应釜7中，向加催化氧化反应釜7中加入双氧水、七水硫酸亚铁、小分子催化剂；其中双氧水与污水体积的比值设定为1：100，双氧水与七水硫酸亚铁的摩尔比为1:3，催化剂的量为进水质量的万分之二反应温度为65℃，反应时间≥30分钟时，酚类去除率达99%，然后从催化氧化反应釜底送至混合池中，通过添加液碱、PAM，去除沉渣池中过量的双氧水，底部污泥经泵送至污泥浓缩池中，经叠螺式滤机压滤后排出污泥，此时沉渣池中的上清液的 PH 值6.8、COD=2200mg/L 及酚含量22mg/L皆符合后续生化处理要求 ；
第三步，后处理 ：将第二步中斜板沉淀池8内的上清液送至生化调节池10，生化调节池10可对污水的水量和水质进行调节，生化调节池10污水通过预曝气搅拌后送至配水池11，配水池11将生化调节池10的水和接触氧化池12的回水进行混合，污水浓度下降至 800mg/L以下，经接触氧化池12中微生物分解后，流至二沉池15，该二沉池15分离出接触氧化池12出水中的活性污泥，二沉池15中的回流水回流到好氧化池14中，二沉池15中的剩余污泥则经生化污泥浓缩池16经带式压滤机17压滤后排出污泥 ；此时二沉池二沉池中上部的污水 PH值 7.6， COD 380mg/L，酚类含量3.8mg/L，达到国家三级污水排放标准。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种高COD含酚类污水的处理***，其特征在于：包括预处理***和后处理***，
所述预处理***包括物化预处理***和生化预处理***，所述物化预处理***和生化预处理***串联或并联在工艺废水的出水端，进而依次或独立对工艺废水进行预处理；
所述后处理***与生化预处理***串联并对预处理后的工艺废水进行后处理；
其中，所述物化预处理***为蒸汽吹脱处理***，该预处理***包括依次串接的用于对工艺废水进行水质和水量调节的物化调节池A、用于处理产品工艺废水中酚类的吹脱反应器、用于将气相酚类转换成液相酚类的降膜吸收器以及用于收集液体酚类的收集器，且所述物化调节池A的输入端与工艺废水的出水端相连；
所述生化预处理***为催化氧化预处理***，该预处理***包括依次串联的用于隔离工艺废水中油性物质的隔油池、用于对工艺废水进行水质和水量调节的物化调节池B、用于降解高COD及降低酚含量的催化氧化反应釜、用于固液分离的斜板沉淀池以及用于对斜板沉淀池底部污泥进行浓缩的污泥浓缩池；所述隔油池的输入端与工艺废水的出水端相连，所述催化氧化反应釜的输入端与吹脱反应器的污水的出水端相连；
所述后处理***包括依次串联的用于对斜板沉淀池的上清液或生化污泥浓缩池的上清液进行水质和水量调节的生化调节池、用于将生化调节池调节后的水和接触氧化池的回水进行混合的配水池、用于微生物分解的接触氧化池、用于缓存微生物分解后废水的中间池、用于将微生物分解后的水和二沉池的回水进行再次微生物分解的好氧池、用于分离出活性污泥的二沉池、用于对活性污泥进行浓缩的生化污泥浓缩池以及用于对污泥压滤的压滤机，且压滤机的出水端还与中间池的输入端相连。
2.一种采用权利要求1所述高COD含酚类污水的处理***处理高COD含酚类污水的方法，其特征在于：所述处理方法包括如下步骤：
步骤1：物化预处理：在蒸汽吹脱预处理***中，含酚类工艺废水首先通过物化调节池A去除污水中上浮的悬浮物，并污水送至温度≤95℃的吹脱反应器中进行吹脱处理3～5h，吹脱后酚类以气相形式从吹脱反应器顶部进入降膜吸收器中，降膜吸收器通过温度为25～30℃的循环水冷却将气相的酚类转换成液相酚类，最后将液态酚类通入气体收集器中进行收集，回收的酚类溶液可以根据具体情况做生产原料或锅炉燃料；
步骤2：生化预处理：将步骤1中经吹脱反应器处理后的污水从吹脱反应器底部送至催化氧化反应釜中，向催化氧化反应釜中加入双氧水、七水硫酸亚铁、小分子催化剂，反应温度为50～65℃，反应时间≥15分钟时，酚类去除率达99%；然后从催化氧化反应釜底送至斜板沉淀池中，通过添加液碱、PAM，实现固液分离，底部污泥经泵送至所述污泥浓缩池中，经叠螺式压滤机压滤后排出污泥，此时斜板沉淀池中的上清液的PH值、COD及酚含量皆符合后续生化处理要求；
步骤3：后处理：步骤2中斜板沉淀池内的上清液送至生化调节池，生化调节池可对污水的水量和水质进行调节，生化调节池污水通过预曝气搅拌后送至配水池，所述配水池将所述调节池的水和所述接触氧化池的回水进行混合，污水浓度下降，经接触氧化池中微生物分解后，流至二沉池，该二沉池分离出接触氧化池出水中的活性污泥，二沉池中的回流水回流到好氧池中，二沉池中的剩余污泥则经所述生化污泥浓缩池经带式压滤机压滤后排出污泥；此时二沉池中上部的污水达到国家三级污水排放标准。
3.根据权利要求2所述的采用高COD含酚类污水的处理***处理高COD含酚类污水的方法，其特征在于：所述步骤2中，催化氧化反应釜中双氧水与污水体积的比值设定为1：100，双氧水与七水硫酸亚铁的摩尔比为1:3。
4.根据权利要求2所述的采用高COD含酚类污水的处理***处理高COD含酚类污水的方法，其特征在于：所述步骤2中，斜板沉淀池排出的污水PH值5-8，COD≤3000mg/L，醛类含量≤30mg/L。
5.根据权利要求2所述的采用高COD含酚类污水的处理***处理高COD含酚类污水的方法，其特征在于：所述步骤3中，二沉池排出的污水PH值6-9，COD≤500mg/L，醛类含量≤5mg/L，达到国家三级污水排放标准。
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