公布日：2023.05.05
申請日：2022.12.29
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/463(2023.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，首先將生化處理后的廢水流經(jīng)臭氧預氧化系統，出水流入混凝沉淀系統，之后投加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理；將處理后的出水流入樹(shù)脂吸附系統進(jìn)行吸附處理；對使用過(guò)的樹(shù)脂進(jìn)行再生處理，并收集脫附液；收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統，進(jìn)行脫附液強化處置，出水流入電絮凝系統；處理后的出水進(jìn)行回流。本發(fā)明通過(guò)樹(shù)脂吸附增強臭氧催化氧化系統處理效果，并通過(guò)臭氧氧化處理增強樹(shù)脂吸附效果，降低能耗，提高有機物深度去除能力，能夠實(shí)現樹(shù)脂再生液的自循環(huán)，簡(jiǎn)化工藝流程，縮短反應時(shí)間，降低成本。
權利要求書(shū)
1.一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟SI：首先將生化處理后的廢水流經(jīng)臭氧預氧化系統，出水流入混凝沉淀系統，之后投加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理，并排出混凝沉淀后的污泥；步驟S2：將步驟S1處理后的出水流入樹(shù)脂吸附系統進(jìn)行吸附處理；步驟S3：對步驟S2中使用過(guò)的樹(shù)脂進(jìn)行再生處理，并收集脫附液；步驟S4：步驟S3中收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統，進(jìn)行脫附液強化處置，出水流入電絮凝系統進(jìn)一步處理；步驟S5：將步驟S4處理后的出水進(jìn)行回流實(shí)現再利用或再處理，其中一部分用于配制再生劑，另一部分與步驟S1混凝沉淀處理后的出水混合后進(jìn)一步進(jìn)入樹(shù)脂吸附系統通過(guò)增強吸附實(shí)現深度凈化處理，經(jīng)過(guò)回流之后的水體經(jīng)樹(shù)脂吸附系統處理后從出水排出；所述步驟S1-步驟S5按照先后順序依次進(jìn)行。
2.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S1與步驟S4中，混凝沉淀處理中混凝劑為鋁系、鐵系、鋁鐵系無(wú)機混凝劑中的一種或幾種，混凝劑投加量為20-80mg/L。
3.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S1中廢水流經(jīng)臭氧預氧化系統處理時(shí)，臭氧氧化接觸時(shí)間為10-40min，臭氧初始通量為1-2mg/min；步驟S4中，收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統，臭氧催化氧化接觸時(shí)間為10～60min，臭氧初始通量為1～4mg/min。
4.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S2中，所述樹(shù)脂吸附系統中樹(shù)脂包括除氨氮吸附樹(shù)脂、離子交換樹(shù)脂、磁性樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S2中，樹(shù)脂吸附系統中廢水流速為1～8BV/h。
6.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S3中，通過(guò)再生劑對步驟S2使用過(guò)的樹(shù)脂進(jìn)行脫附再生。
7.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S3中，樹(shù)脂再生處理時(shí)再生劑采用2～15％NaCl和/或NaOH溶液，流速為1～6BV/h，再生液量為1.5～3BV。
8.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S4，臭氧催化氧化系統中催化劑為鋁系催化劑、鐵系催化劑、生物炭催化劑及其負載型催化劑中的一種或幾種。
9.根據權利要求1所述的一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，其特征在于：步驟S4，所述電絮凝系統中的電流密度為1～50mA/cm2之間，陰陽(yáng)極間距為1～10cm之間，水力停留時(shí)間為1～20min。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法應用于有機廢水深度降解處理。
發(fā)明內容
針對背景技術(shù)中提到的問(wèn)題，本發(fā)明針對現在石化、焦化等行業(yè)廢水的尾水處理難度大，傳統的直接臭氧氧化處理方式成本過(guò)高，低濃度導致的氧化劑利用率低，而單一的吸附技術(shù)處理深度有限，且脫附液需單獨處理，再生液循環(huán)處理流程復雜，成本高等問(wèn)題，針對性提出一種以吸附增強為核心的廢水深度凈化多過(guò)程耦合調控方法，通過(guò)樹(shù)脂吸附增強臭氧催化氧化系統處理效果，并通過(guò)臭氧氧化處理增強樹(shù)脂吸附效果，降低能耗，充分發(fā)揮各工段的獨特優(yōu)勢與協(xié)同作用，提高有機物深度去除能力，能夠實(shí)現樹(shù)脂再生液的自循環(huán)，簡(jiǎn)化工藝流程，減少占地，縮短反應時(shí)間，大大降低成本。本申請適于工業(yè)廢水生化尾水的深度處理，有效發(fā)揮多過(guò)程耦合強化的優(yōu)勢，可實(shí)現多污染物協(xié)同去除，并同時(shí)實(shí)現了樹(shù)脂脫附液的高效處置與循環(huán)利用、氧化劑的梯級利用、混凝劑的高效利用以及吸附劑的功能增強。本發(fā)明方法穩定性好、藥耗量低，可大幅降低運行成本，應用推廣前景廣闊。
本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現的：
一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，包括以下步驟：
步驟S1：首先將生化處理后的廢水流經(jīng)臭氧預氧化系統，出水流入混凝沉淀系統，之后投加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理，并排出混凝沉淀后的污泥；
步驟S2：將步驟S1處理后的出水流入樹(shù)脂吸附系統進(jìn)行吸附處理；
步驟S3：對步驟S2中使用過(guò)的樹(shù)脂進(jìn)行再生處理，并收集脫附液；
步驟S4：步驟S3中收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統，進(jìn)行脫附液強化處置，出水流入電絮凝系統，之后投加混凝劑再次進(jìn)行混凝沉淀處理；
步驟S5：將步驟S4處理后的出水進(jìn)行回流實(shí)現再利用或再處理，其中一部分用于配制再生劑，另一部分與步驟S1混凝沉淀處理后的出水混合后進(jìn)一步進(jìn)入樹(shù)脂吸附系統通過(guò)增強吸附實(shí)現深度凈化處理；經(jīng)過(guò)一次的回流之后，水體經(jīng)樹(shù)脂吸附系統處理后從出水排出。
所述步驟S1-步驟S5按照先后順序依次進(jìn)行。
優(yōu)選的是，步驟S1與步驟S4中，混凝沉淀處理中混凝劑為鋁系、鐵系、鋁鐵系無(wú)機混凝劑中的一種或幾種，混凝劑投加量為20-80mg/L�；炷齽┩都恿繛�20-80mg/L范圍內的任意值，如20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L，70mg/L，80mg/L。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S1中廢水流經(jīng)臭氧預氧化系統處理時(shí)，臭氧氧化接觸時(shí)間為10-40min，臭氧初始通量為1-2mg/min，臭氧氧化接觸時(shí)間為10-40min范圍內的任意值，如10min，20min，30min，40min，臭氧初始通量為1-2mg/min范圍內的任意值，如1mg/min，2mg/min。步驟S4中，收集的脫附液流入臭氧催化氧化系統，臭氧催化氧化接觸時(shí)間為10～60min，臭氧初始通量為1～4mg/min，臭氧氧化接觸時(shí)間為10-60min范圍內的任意值，如10min，20min，30min，40min，50min，60min；臭氧初始通量為1-4mg/min范圍內的任意值，如1mg/min，2mg/min，3mg/min，4mg/min。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S2中，所述樹(shù)脂吸附系統中樹(shù)脂包括除氨氮吸附樹(shù)脂、離子交換樹(shù)脂、磁性樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂中的一種或幾種。經(jīng)過(guò)步驟S2處理后，多種污染物去除率同時(shí)獲得有效提升，吸附出水得到深度凈化。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S2中，樹(shù)脂吸附系統中廢水流速為1～8BV/h，吸附體積為50～150BV。樹(shù)脂吸附系統中廢水流速為1～8BV/h范圍內的任意值，如1BV/h，2BV/h，3BV/h，4BV/h，5BV/h，6BV/h，7BV/h，8BV/h。吸附體積為50～150BV范圍內的任意值，如50BV，80BV，100BV，120BV，140BV，150BV。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S3中，通過(guò)再生劑對步驟S2使用過(guò)的樹(shù)脂進(jìn)行脫附再生。通過(guò)再生劑對使用過(guò)的樹(shù)脂進(jìn)行脫附再生，脫附液排出后用清洗水將樹(shù)脂清洗干凈，準備下一批次待用，同時(shí)廢水流經(jīng)其他樹(shù)脂，保證整體系統可連續運行。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S3中，樹(shù)脂再生處理時(shí)再生劑采用2～15％NaCl和/或NaOH溶液，流速為1～6BV/h。該步驟中再生劑可以采用2％NaCl和/或NaOH溶液，5％NaCl和/或NaOH溶液，6％NaCl和/或NaOH溶液，8％NaCl和/或NaOH溶液，10％NaCl和/或NaOH溶液，12％NaCl和/或NaOH溶液，15％NaCl和/或NaOH溶液；流速為1BV/h，2BV/h，3BV/h，4BV/h，5BV/h，6BV/h。步驟S3中，通過(guò)反洗脫附樹(shù)脂材料表面和內部的有機物，流速為1～4BV/h，再生液量為1.5～3BV，反洗后的樹(shù)脂通過(guò)大量的清洗水進(jìn)行清洗，清洗水量為1.5～3BV，洗掉殘存在樹(shù)脂表面和內部的殘留液，隨后將沖洗水排空，準備下一次使用。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S4，臭氧催化氧化系統中催化劑為鋁系催化劑、鐵系催化劑、生物炭催化劑及其負載型催化劑中的一種或幾種。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S4，所述電絮凝系統中的電流密度為1～50mA/cm2之間，陰陽(yáng)極間距為1～10cm之間，水力停留時(shí)間為1～20min。電流密度為1～50mA/cm2范圍內的任意值，如1mA/cm2，10mA/cm2，20mA/cm2，30mA/cm2，40mA/cm2，50mA/cm2；陰陽(yáng)極間距可以為1cm，3cm，5cm，6cm。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S4中，所述臭氧催化氧化系統，通過(guò)臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧以及臭氧催化氧化系統內的催化劑的進(jìn)一步催化作用對步驟S3濃縮后的脫附液進(jìn)行高效臭氧催化氧化處理，溢出的臭氧氣體無(wú)需單獨吸收液進(jìn)行吸收處理直接進(jìn)入步驟S1中的臭氧預氧化系統中對其進(jìn)水進(jìn)行臭氧氧化預處理，降解污染物的同時(shí)，所述樹(shù)脂吸附系統出水作為臭氧吸收液，降低了工藝成本。
上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟S5中，將步驟S4處理后的出水進(jìn)行回流實(shí)現再利用或再處理，其中20％用于配制再生劑，80％與步驟S1混凝沉淀處理后的出水混合后進(jìn)一步進(jìn)入樹(shù)脂吸附系統通過(guò)增強吸附實(shí)現深度凈化處理；經(jīng)過(guò)一次的回流之后，水體經(jīng)樹(shù)脂吸附系統處理后從出水排出。
本發(fā)明還公開(kāi)上述的以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法應用于有機廢水深度降解處理。
綜上所述，本發(fā)明主要具有以下有益效果：
本申請公開(kāi)一種以吸附增強為核心的廢水多污染物協(xié)同去除調控方法，通過(guò)選取合適的樹(shù)脂材料，在樹(shù)脂吸附系統中利用樹(shù)脂材料表面大量的活性位點(diǎn)與帶電基團，一并吸附去除且富集尾水中的苯類(lèi)或酚類(lèi)化合物、有機酸等多類(lèi)溶解性有機物，由于其具有吸附容量大，處理深度高，運營(yíng)成本低，可再生重復使用等優(yōu)點(diǎn)，在廢水尾水深度處理方面顯現出巨大的針對性技術(shù)耦合優(yōu)勢。而分離后產(chǎn)生的高濃度脫附液，具備更高的初始濃度，可以顯著(zhù)提高臭氧催化氧化的效率和臭氧利用率。過(guò)量未被利用的臭氧可以通過(guò)樹(shù)脂吸附之前進(jìn)行預氧化處理，進(jìn)行有效再利用并吸收，大大降低成本，同時(shí)增強樹(shù)脂吸附效果。脫附液經(jīng)過(guò)臭氧催化氧化處理后，其混凝效果大幅增強，可經(jīng)過(guò)混凝處理進(jìn)一步實(shí)現脫附液的再生與循環(huán)利用，使得針對性的組合樹(shù)脂吸附與臭氧催化氧化技術(shù)形成了良好的技術(shù)性耦合與經(jīng)濟性耦合優(yōu)勢。具體的：
(1)本申請先通過(guò)臭氧預氧化與混凝增強樹(shù)脂吸附效果，樹(shù)脂吸附去除尾水中大量溶解性有機物，并進(jìn)行濃縮富集，脫附后形成高濃度脫附液，再對其進(jìn)行臭氧催化氧化處理，可大大提高臭氧的利用效率。
(2)將溢出臭氧通入樹(shù)脂吸附進(jìn)水前端進(jìn)行預處理，使其作為臭氧的吸收液的同時(shí)，對多余臭氧進(jìn)行再次利用，分解溶解性有機物，增強后續樹(shù)脂吸附效果，減少額外占地與設備投入，大大降低了成本，并提高了安全性。
(3)脫附液經(jīng)過(guò)臭氧催化氧化處理后，其混凝沉淀處理能力大幅增強，構成了良好的耦合效果，經(jīng)過(guò)混凝處理后，可適量補充再升劑，實(shí)現再生劑再生循環(huán)利用，能夠實(shí)現樹(shù)脂再生液的自循環(huán)，簡(jiǎn)化工藝流程，減少占地，體現出良好的技術(shù)耦合特性與經(jīng)濟性耦合優(yōu)勢。
(4)該方法可在弱堿性pH下對石化、焦化等廢水生化尾水進(jìn)行有效處理，不引入新的金屬，不需要調節pH，可有效發(fā)揮多過(guò)程交互強化的優(yōu)勢，同時(shí)實(shí)現了樹(shù)脂脫附液的高效處置與循環(huán)利用、氧化劑梯級利用、混凝劑高效利用以及吸附劑功能增強，從而大幅降低集成工藝成本，且本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易操作，穩定性較好，應用前景非常廣闊。
(5)采用鈉鹽溶液進(jìn)行樹(shù)脂的反洗再生，對設備要求低，操作簡(jiǎn)易安全；
(6)本發(fā)明反應過(guò)程簡(jiǎn)單，并且涉及的原料價(jià)廉易得，無(wú)危險昂貴的化學(xué)藥品，安全性能高且綠色環(huán)保。
(7)本發(fā)明適于工業(yè)廢水生化尾水的深度處理，有效發(fā)揮了多過(guò)程耦合強化的優(yōu)勢，可實(shí)現多污染物協(xié)同去除，并同時(shí)實(shí)現了樹(shù)脂脫附液的高效處置與循環(huán)利用、氧化劑的梯級利用、混凝劑的高效利用以及吸附劑的功能增強。本發(fā)明方法穩定性好、藥耗量低，可大幅降低運行成本，應用推廣前景廣闊。
（發(fā)明人：劉福強;荊世超;張為國;李杰;范俊;梁英;徐根華;李?lèi)?ài)民）
