公布日：2024.06.14
申請日：2024.04.25
分類號：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
本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，對難降解生化尾水進行高級氧化處理，提高可生化性，通過深度生化系統處理控制出水總有機碳含量，再對深度生化系統出水進行深度氧化，把有機物可氧化分子基團氧化成羧基，然后對深度氧化后的出水進行深度吸附，去除難氧化有機物等小分子有機物，再進入荷負電納濾膜系統，利用膜表面荷電道南效應去除水中的多價離子型有機物及通過納濾膜的納米級孔道直徑去除一些大分子，最后通過反滲透系統脫除鹽和少量總有機碳，本申請從源頭控制總有機碳含量，通過協同互補脫除總有機碳，解決了煤化工生化尾水無法達到高溫高壓鍋爐的用水要求的問題。
權利要求書
1.一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)將煤化工廢水經過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一步經過高級氧化系統處理；(2)將難降解煤化工生化尾水經過高級氧化系統處理后的出水和可降解煤化工生化尾水混合進入深度生化系統進行處理，高級氧化系統出水的B/C比大于0.3，總有機碳小于25mg/L；(3)將步驟(2)的出水進入深度氧化系統處理；(4)將步驟(3)的出水進入深度吸附系統；(5)將步驟(4)出水進入深度分離系統處理，深度分離系統出水總有機碳小于1mg/L；(6)將步驟(5)的濃相水返回到步驟(2)進入深度生化系統進行處理；(7)將步驟(5)的出水進入反滲透系統處理，反滲透系統出水總有機碳小于0.5mg/L，反滲透系統的濃相水進入除鹽系統處理。
2.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，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.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述可降解煤化工生化尾水的總有機碳小于30mg/L；難降解煤化工生化尾水總有機碳小于150mg/L。
4.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述高級氧化系統為臭氧催化氧化系統或雙氧水臭氧聯合催化氧化系統。
5.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述深度生化系統為缺氧-好氧-曝氣生物濾池系統或缺氧-好氧-微濾膜系統。
6.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述深度氧化系統為臭氧催化氧化系統或雙氧水臭氧聯合催化氧化系統，經深度氧化系統處理后出水總有機碳去除率為50％-70％。
7.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述深度吸附系統為大孔吸附樹脂系統或活性炭吸附系統。
8.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述缺氧-好氧-微濾膜系統停留時間為12-48小時；所述缺氧-好氧-曝氣生物濾池系統停留時間為12-48小時。
9.根據權利要求1所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述深度分離系統為荷負電納濾膜系統，過濾精度在150-600道爾頓。
10.根據權利要求9所述的一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，其特征在于：所述荷負電納濾膜材質為聚酰胺、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合膜。
發明內容
本發明的目的在提供一種生化尾水去除總有機碳的水處理方法，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問題。
為達到上述目的，本發明提供一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，本發明從源頭上把煤化工生化尾水根據可生化性B/C比(5日生化需氧量/化學需氧量)進行分類，B/C比大于0.3的可降解生化尾水直接進入深度生化系統，難降解生化尾水B/C比小于0.3，對難降解生化尾水進行高級氧化處理，提高可生化性，B/C比提高到0.3以上再進入深度生化系統，通過深度生化系統處理后穩定控制了出水總有機碳(TOC)的含量，出水總有機碳(TOC)小于25mg/L；深度生化系統出水再進行深度氧化，把有機物可氧化分子基團(如羥基、醛基、酮基、酚羥基、亞甲基等)氧化成羧基，使有機物盡可能形成烷基多羧酸(R(COOH)n)，總有機碳(TOC)深度氧化去除率在50％-70％之間；通過深度氧化后出水進入深度吸附系統，首先去除難氧化有機物、苯類、石油和石油產品類、單羧酸等小分子有機物，再進入荷負電納濾膜系統，通過荷負電納濾膜的膜表面荷電道南效應去除水中的多價離子型有機物，以及通過納濾膜的納米級孔道直徑去除一些大分子；深度氧化系統、深度吸附系統和深度分離系統的協同互補，最后通過反滲透系統脫除鹽和少量總有機碳，可實現出水總有機碳(TOC)小于0.5mg/L。
根據上述思路，本發明提供了一種煤化工生化尾水去除總有機碳的水處理方法，采用以下技術方案，處理步驟如下：
(1)將煤化工廢水經過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一步經過高級氧化系統處理；
(2)將難降解煤化工生化尾水經過高級氧化系統處理后的出水和可降解煤化工生化尾水混合進入深度生化系統進行處理，出水總有機碳(TOC)小于25mg/L，優選為15-20mg/L；
(3)將步驟(2)的出水進入深度氧化系統處理；
(4)將步驟(3)的出水進入深度吸附系統；
(5)將步驟(4)的出水進入深度分離系統處理，出水總有機碳(TOC)小于1mg/L，優選為0.6-0.8mg/L；
(6)將步驟(5)的濃相水返回到步驟(2)進入深度生化系統進行處理；
(7)將步驟(5)的出水進入反滲透系統處理，出水總有機碳(TOC)小于0.5mg/L，優選為0.3-0.5mg/L；反滲透系統的濃相水進入除鹽系統處理。
根據上述處理步驟(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/化學需氧量)比小于0.3，兩種生化尾水可根據生產實際情況任意比例混合。
根據上述處理步驟(1)所述，所述的可降解煤化工生化尾水的總有機碳(TOC)小于30mg/L，優選為25-30mg/L；難降解煤化工生化尾水總有機碳(TOC)小于150mg/L，優選為80-120mg/L。
根據上述處理步驟(1)所述，所述的高級氧化系統為臭氧催化氧化系統或雙氧水臭氧聯合催化氧化系統，優選為雙氧水臭氧聯合催化氧化系統。
根據上述處理步驟(1)所述，所述的難降解煤化工生化尾水經高級氧化系統處理后，出水B/C(5日生化需氧量/化學需氧量)比大于0.3。
根據上述處理步驟(2)所述，所述的深度生化系統為缺氧-好氧-曝氣生物濾池(AO-BAF)系統或缺氧-好氧-微濾膜(AO-MBR)系統。
根據上述處理步驟(3)所述，所述的深度氧化系統為臭氧催化氧化系統或雙氧水臭氧聯合催化氧化系統，經深度氧化系統處理后出水總有機碳(TOC)去除率為50％-70％，優選為60％。
根據上述處理步驟(4)所述，所述的深度吸附系統為大孔吸附樹脂系統或活性炭吸附系統，優選為活性炭吸附系統。
根據上述處理步驟(5)所述，所述的深度分離系統為荷負電納濾膜系統，過濾精度在150-600道爾頓之間，優選為300-400道爾頓。
根據上述處理步驟(7)所述，所述的反滲透系統為脫鹽反滲透膜過濾系統，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合膜。
進一步地，根據上述處理步驟所述，所述的缺氧-好氧-微濾膜(AO-MBR)系統，停留時間為12-48小時，優選為24小時；所述的缺氧-好氧-曝氣生物濾池(AO-BAF)系統，停留時間為12-48小時，優選為24小時。
進一步地，根據上述處理步驟所述，所述的活性炭為煤基顆粒炭、木質活性炭、果殼活性炭、合成樹脂活性炭、橡膠/塑料活性炭、再生顆粒活性炭或竹炭，優選為果殼活性炭或再生顆粒活性炭；所述的大孔吸附樹脂為非極性、弱極性、中極性或極性類樹脂，優選為極性類樹脂。
進一步地，根據上述處理步驟所述，所述的荷負電納濾膜材質為聚酰胺(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)或以上述材質形成的復合膜，優選為聚酰胺(PA)。
進一步地，根據上述處理步驟所述，所述的活性炭為中孔活性炭或大孔活性炭。
本發明通過對難降解煤化工生化尾水進行高級氧化，和可降解煤化工生化尾水一起進行深度生化，再進行深度氧化、深度吸附、深度分離和反滲透等一系列步驟，實現了本技術的創新。
本發明的有益效果：本發明通過源頭控制總有機碳含量，處理過程中各工藝系統協同互補，特別是深度氧化、深度吸附與荷負電納濾膜的配合，強力脫除總有機碳，最后通過反滲透系統脫除鹽和總有機碳，出水穩定達到總有機碳(TOC)小于0.5mg/L。本發明解決了煤化工生化尾水無法處理到總有機碳(TOC)小于0.5mg/L，無法達到高溫高壓鍋爐的用水要求(GB/T1576-2018工業鍋爐水質)的問題，解決了煤化工企業水資源化利用率低、避免水資源浪費的問題，是一項綠色環保的技術。
（發明人：邱明建;曹華剛;張炳康;李朝暉）
