公布日：2024.06.14
申請(qǐng)日：2024.04.25
分類號(hào)：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
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，對(duì)難降解生化尾水進(jìn)行高級(jí)氧化處理，提高可生化性，通過(guò)深度生化系統(tǒng)處理控制出水總有機(jī)碳含量，再對(duì)深度生化系統(tǒng)出水進(jìn)行深度氧化，把有機(jī)物可氧化分子基團(tuán)氧化成羧基，然后對(duì)深度氧化后的出水進(jìn)行深度吸附，去除難氧化有機(jī)物等小分子有機(jī)物，再進(jìn)入荷負(fù)電納濾膜系統(tǒng)，利用膜表面荷電道南效應(yīng)去除水中的多價(jià)離子型有機(jī)物及通過(guò)納濾膜的納米級(jí)孔道直徑去除一些大分子，最后通過(guò)反滲透系統(tǒng)脫除鹽和少量總有機(jī)碳，本申請(qǐng)從源頭控制總有機(jī)碳含量，通過(guò)協(xié)同互補(bǔ)脫除總有機(jī)碳，解決了煤化工生化尾水無(wú)法達(dá)到高溫高壓鍋爐的用水要求的問(wèn)題。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)將煤化工廢水經(jīng)過(guò)生化后的尾水分成難降解煤化工生化尾水和可降解煤化工生化尾水，將難降解煤化工生化尾水進(jìn)一步經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化系統(tǒng)處理；(2)將難降解煤化工生化尾水經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化系統(tǒng)處理后的出水和可降解煤化工生化尾水混合進(jìn)入深度生化系統(tǒng)進(jìn)行處理，高級(jí)氧化系統(tǒng)出水的B/C比大于0.3，總有機(jī)碳小于25mg/L；(3)將步驟(2)的出水進(jìn)入深度氧化系統(tǒng)處理；(4)將步驟(3)的出水進(jìn)入深度吸附系統(tǒng)；(5)將步驟(4)出水進(jìn)入深度分離系統(tǒng)處理，深度分離系統(tǒng)出水總有機(jī)碳小于1mg/L；(6)將步驟(5)的濃相水返回到步驟(2)進(jìn)入深度生化系統(tǒng)進(jìn)行處理；(7)將步驟(5)的出水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)處理，反滲透系統(tǒng)出水總有機(jī)碳小于0.5mg/L，反滲透系統(tǒng)的濃相水進(jìn)入除鹽系統(tǒng)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，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，所述難降解煤化工生化尾水的B/C比小于0.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述可降解煤化工生化尾水的總有機(jī)碳小于30mg/L；難降解煤化工生化尾水總有機(jī)碳小于150mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述高級(jí)氧化系統(tǒng)為臭氧催化氧化系統(tǒng)或雙氧水臭氧聯(lián)合催化氧化系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述深度生化系統(tǒng)為缺氧-好氧-曝氣生物濾池系統(tǒng)或缺氧-好氧-微濾膜系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述深度氧化系統(tǒng)為臭氧催化氧化系統(tǒng)或雙氧水臭氧聯(lián)合催化氧化系統(tǒng)，經(jīng)深度氧化系統(tǒng)處理后出水總有機(jī)碳去除率為50％-70％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述深度吸附系統(tǒng)為大孔吸附樹(shù)脂系統(tǒng)或活性炭吸附系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述缺氧-好氧-微濾膜系統(tǒng)停留時(shí)間為12-48小時(shí)；所述缺氧-好氧-曝氣生物濾池系統(tǒng)停留時(shí)間為12-48小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述深度分離系統(tǒng)為荷負(fù)電納濾膜系統(tǒng)，過(guò)濾精度在150-600道爾頓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，其特征在于：所述荷負(fù)電納濾膜材質(zhì)為聚酰胺、磺化聚砜、聚乙烯醇、磺化聚醚砜、醋酸纖維素、聚砜、聚醚醚酮或其形成的復(fù)合膜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提供一種生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，以解決目前煤化工生化尾水處理面臨著資源化利用率低和水資源浪費(fèi)問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，本發(fā)明從源頭上把煤化工生化尾水根據(jù)可生化性B/C比(5日生化需氧量/化學(xué)需氧量)進(jìn)行分類，B/C比大于0.3的可降解生化尾水直接進(jìn)入深度生化系統(tǒng)，難降解生化尾水B/C比小于0.3，對(duì)難降解生化尾水進(jìn)行高級(jí)氧化處理，提高可生化性，B/C比提高到0.3以上再進(jìn)入深度生化系統(tǒng)，通過(guò)深度生化系統(tǒng)處理后穩(wěn)定控制了出水總有機(jī)碳(TOC)的含量，出水總有機(jī)碳(TOC)小于25mg/L；深度生化系統(tǒng)出水再進(jìn)行深度氧化，把有機(jī)物可氧化分子基團(tuán)(如羥基、醛基、酮基、酚羥基、亞甲基等)氧化成羧基，使有機(jī)物盡可能形成烷基多羧酸(R(COOH)n)，總有機(jī)碳(TOC)深度氧化去除率在50％-70％之間；通過(guò)深度氧化后出水進(jìn)入深度吸附系統(tǒng)，首先去除難氧化有機(jī)物、苯類、石油和石油產(chǎn)品類、單羧酸等小分子有機(jī)物，再進(jìn)入荷負(fù)電納濾膜系統(tǒng)，通過(guò)荷負(fù)電納濾膜的膜表面荷電道南效應(yīng)去除水中的多價(jià)離子型有機(jī)物，以及通過(guò)納濾膜的納米級(jí)孔道直徑去除一些大分子；深度氧化系統(tǒng)、深度吸附系統(tǒng)和深度分離系統(tǒng)的協(xié)同互補(bǔ)，最后通過(guò)反滲透系統(tǒng)脫除鹽和少量總有機(jī)碳，可實(shí)現(xiàn)出水總有機(jī)碳(TOC)小于0.5mg/L。
根據(jù)上述思路，本發(fā)明提供了一種煤化工生化尾水去除總有機(jī)碳的水處理方法，采用以下技術(shù)方案，處理步驟如下：
(1)將煤化工廢水經(jīng)過(guò)生化后的尾水分成難降解煤化工生化尾水和可降解煤化工生化尾水，將難降解煤化工生化尾水進(jìn)一步經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化系統(tǒng)處理；
(2)將難降解煤化工生化尾水經(jīng)過(guò)高級(jí)氧化系統(tǒng)處理后的出水和可降解煤化工生化尾水混合進(jìn)入深度生化系統(tǒng)進(jìn)行處理，出水總有機(jī)碳(TOC)小于25mg/L，優(yōu)選為15-20mg/L；
(3)將步驟(2)的出水進(jìn)入深度氧化系統(tǒng)處理；
(4)將步驟(3)的出水進(jìn)入深度吸附系統(tǒng)；
(5)將步驟(4)的出水進(jìn)入深度分離系統(tǒng)處理，出水總有機(jī)碳(TOC)小于1mg/L，優(yōu)選為0.6-0.8mg/L；
(6)將步驟(5)的濃相水返回到步驟(2)進(jìn)入深度生化系統(tǒng)進(jìn)行處理；
(7)將步驟(5)的出水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)處理，出水總有機(jī)碳(TOC)小于0.5mg/L，優(yōu)選為0.3-0.5mg/L；反滲透系統(tǒng)的濃相水進(jìn)入除鹽系統(tǒng)處理。
根據(jù)上述處理步驟(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/化學(xué)需氧量)比大于0.3，難降解煤化工生化尾水的B/C(5日生化需氧量/化學(xué)需氧量)比小于0.3，兩種生化尾水可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況任意比例混合。
根據(jù)上述處理步驟(1)所述，所述的可降解煤化工生化尾水的總有機(jī)碳(TOC)小于30mg/L，優(yōu)選為25-30mg/L；難降解煤化工生化尾水總有機(jī)碳(TOC)小于150mg/L，優(yōu)選為80-120mg/L。
根據(jù)上述處理步驟(1)所述，所述的高級(jí)氧化系統(tǒng)為臭氧催化氧化系統(tǒng)或雙氧水臭氧聯(lián)合催化氧化系統(tǒng)，優(yōu)選為雙氧水臭氧聯(lián)合催化氧化系統(tǒng)。
根據(jù)上述處理步驟(1)所述，所述的難降解煤化工生化尾水經(jīng)高級(jí)氧化系統(tǒng)處理后，出水B/C(5日生化需氧量/化學(xué)需氧量)比大于0.3。
根據(jù)上述處理步驟(2)所述，所述的深度生化系統(tǒng)為缺氧-好氧-曝氣生物濾池(AO-BAF)系統(tǒng)或缺氧-好氧-微濾膜(AO-MBR)系統(tǒng)。
根據(jù)上述處理步驟(3)所述，所述的深度氧化系統(tǒng)為臭氧催化氧化系統(tǒng)或雙氧水臭氧聯(lián)合催化氧化系統(tǒng)，經(jīng)深度氧化系統(tǒng)處理后出水總有機(jī)碳(TOC)去除率為50％-70％，優(yōu)選為60％。
根據(jù)上述處理步驟(4)所述，所述的深度吸附系統(tǒng)為大孔吸附樹(shù)脂系統(tǒng)或活性炭吸附系統(tǒng)，優(yōu)選為活性炭吸附系統(tǒng)。
根據(jù)上述處理步驟(5)所述，所述的深度分離系統(tǒng)為荷負(fù)電納濾膜系統(tǒng)，過(guò)濾精度在150-600道爾頓之間，優(yōu)選為300-400道爾頓。
根據(jù)上述處理步驟(7)所述，所述的反滲透系統(tǒng)為脫鹽反滲透膜過(guò)濾系統(tǒng)，所選的反滲透膜材料為醋酸纖維素、芳香聚酰胺、殼聚糖類膜、聚苯類反滲透膜或由上述材料制成的復(fù)合膜。
進(jìn)一步地，根據(jù)上述處理步驟所述，所述的缺氧-好氧-微濾膜(AO-MBR)系統(tǒng)，停留時(shí)間為12-48小時(shí)，優(yōu)選為24小時(shí)；所述的缺氧-好氧-曝氣生物濾池(AO-BAF)系統(tǒng)，停留時(shí)間為12-48小時(shí)，優(yōu)選為24小時(shí)。
進(jìn)一步地，根據(jù)上述處理步驟所述，所述的活性炭為煤基顆粒炭、木質(zhì)活性炭、果殼活性炭、合成樹(shù)脂活性炭、橡膠/塑料活性炭、再生顆粒活性炭或竹炭，優(yōu)選為果殼活性炭或再生顆粒活性炭；所述的大孔吸附樹(shù)脂為非極性、弱極性、中極性或極性類樹(shù)脂，優(yōu)選為極性類樹(shù)脂。
進(jìn)一步地，根據(jù)上述處理步驟所述，所述的荷負(fù)電納濾膜材質(zhì)為聚酰胺(PA)、磺化聚砜(SPS)、聚乙烯醇(PVA)、磺化聚醚砜(SPES)、醋酸纖維素(CA)、聚砜(PS)、聚醚醚酮(PEEK)或以上述材質(zhì)形成的復(fù)合膜，優(yōu)選為聚酰胺(PA)。
進(jìn)一步地，根據(jù)上述處理步驟所述，所述的活性炭為中孔活性炭或大孔活性炭。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)難降解煤化工生化尾水進(jìn)行高級(jí)氧化，和可降解煤化工生化尾水一起進(jìn)行深度生化，再進(jìn)行深度氧化、深度吸附、深度分離和反滲透等一系列步驟，實(shí)現(xiàn)了本技術(shù)的創(chuàng)新。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)源頭控制總有機(jī)碳含量，處理過(guò)程中各工藝系統(tǒng)協(xié)同互補(bǔ)，特別是深度氧化、深度吸附與荷負(fù)電納濾膜的配合，強(qiáng)力脫除總有機(jī)碳，最后通過(guò)反滲透系統(tǒng)脫除鹽和總有機(jī)碳，出水穩(wěn)定達(dá)到總有機(jī)碳(TOC)小于0.5mg/L。本發(fā)明解決了煤化工生化尾水無(wú)法處理到總有機(jī)碳(TOC)小于0.5mg/L，無(wú)法達(dá)到高溫高壓鍋爐的用水要求(GB/T1576-2018工業(yè)鍋爐水質(zhì))的問(wèn)題，解決了煤化工企業(yè)水資源化利用率低、避免水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，是一項(xiàng)綠色環(huán)保的技術(shù)。
（發(fā)明人：邱明建;曹華剛;張炳康;李朝暉）
