对苯二酚废水处理系统

　　申请日2017.09.28

　　公开(公告)日2018.01.12

　　IPC分类号C02F9/14; C02F103/36

　　摘要

　　本发明涉及一种对苯二酚废水处理系统，包括废水调节池、吸附沉淀池、高级氧化反应沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池、好氧池和砂滤池;吸附沉淀池包括混合搅拌区和沉淀区，高级氧化反应沉淀池包括进水干管、纳米铁填料筒、辐射式布水管、溢水堰，填料式缺氧厌氧反应池包括兼氧段、缺氧段和厌氧段;废水经调节池调节水量和pH值，然后进入吸附沉淀池与吸附剂混合反应，在高级氧化反应沉淀池里污染物被氧化分解，废水再进入填料式缺氧厌氧反应池、好氧池进行缺氧、厌氧和好氧反应，经过滤后达标排放;本发明结构简单，制造成本较低，具有非常好的处理效果。

　　权利要求书

　　1.一种对苯二酚废水处理系统，其特征在于：包括废水调节池、吸附沉淀池(1)、高级氧化反应沉淀池(2)、填料式缺氧厌氧反应池(3)、好氧池(4)和砂滤池;

　　所述的废水调节池包括废水调节池进水管、pH值测控装置和废水调节池出水管，用于调节对苯二酚废水的pH值、水质和水量;

　　所述的吸附沉淀池(1)包括混合搅拌区(1-1)和沉淀区(1-2)，混合搅拌区底部设有吸附沉淀池进水管(1-3)，混合搅拌区中上部设有吸附剂添加计量系统(1-4)，在搅拌区中部设置有搅拌装置(1-5);所述沉淀区内设有挡板(1-6)，该挡板与吸附沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有吸附沉淀池三相分离器(1-7)，沉淀区的出口上部设有吸附沉淀池溢水堰(1-8)，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有吸附沉淀池沉淀物排放阀(1-9);

　　所述的吸附剂添加计量系统(1-4)添加的吸附剂的制作过程为：

　　①将玉米秸秆放入粉碎机中进行粉碎，得到粒度大小均匀的颗粒料，粉碎粒度为40～60目;

　　②干燥，将粉碎后的颗粒料放入烘干箱中进行烘干，保持烘干炉的温度在105～120℃，烘干时间为1～1.5h;

　　③浸渍，以氯化锌溶液为活化剂，氯化锌溶液中按重量份计由氯化锌25份、氯化铝5份、其余为水;将颗粒料浸入氯化锌溶液，浸渍时保证颗粒料与氯化锌的配比为1:5～1:7，将颗粒料在氯化锌溶液中浸渍36～48h;

　　④微波辐射:将上述浸渍的物料放入微波炉中进行辐射，微波炉辐射采用频率为400～600MHZ、波长为150～250mm;

　　⑤酸洗，微波辐射后的颗粒料浸入酸洗液中进行酸洗，所述酸洗温度为20～35℃，酸洗时间为30min;

　　⑥一次漂洗，对酸洗后的颗粒料进行水漂洗，漂洗温度为10℃，采用pH为7的去离子水进行;二次清洗，采用pH为7～7.5的超纯水进行清洗，水温保持在15～20℃;

　　⑦烘干，将清洗后的颗粒料放入旋转烘干炉内进行烘干，制成产品活性炭，所述烘干炉的技术参数为：1.5圈/min，炉内温度120～150℃，时间10min;

　　⑧按活性炭:水=1:3的体积比加入去离子水，加热至液体沸腾计时煮沸30min后过滤，再用去离子水冲洗活性炭至滤液无色透明、pH为中性，在恒温110℃下加热5h，使活性炭完全干燥;

　　⑨改性：以氨水为改性剂，把完全干燥后的活性炭浸入浓度为15%的氨水中8～12h，过滤;

　　⑩清洗、干燥：过滤后的活性炭采用pH为7～7.5的超纯水进行清洗，水温保持在20～30℃;将清洗后的颗粒料放入旋转烘干炉内进行烘干，制成吸附剂;

　　所述的高级氧化反应沉淀池包括进水干管(2-1)、纳米铁填料筒(2-2)、内置于纳米铁填料筒内的辐射式布水管(2-3)、高级氧化反应沉淀池溢水堰(2-4)和高级氧化反应沉淀池出水管;所述的纳米铁填料筒(2-2)由不锈钢制成，纳米铁填料筒(2-2)内设置有辐射式布水管(2-3)，辐射式布水管位于纳米铁填料筒内中央，布水管周围添加纳米铁填料(2-5)，辐射式布水管(2-3)连接进水干管(2-1)，纳米铁填料筒和布水管上具有水平辐射出水口;所述的高级氧化反应沉淀池(2)上部外侧设有高级氧化反应沉淀池溢水堰(2-4)，所述的高级氧化反应沉淀池溢水堰与出水管相连;高级氧化反应沉淀池底部设计成锥形结构，在最底部设置有高级氧化反应沉淀池沉淀物排放阀(2-6);

　　所述填料式缺氧厌氧反应池(3)包括通过折流板(3-1)分隔成的兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)，所述兼氧段(3-2)首端设有用于供入废水的进水管(3-5)，兼氧段(3-2)末端与缺氧段(3-3)首端连通，缺氧段(3-3)末端与厌氧段(3-4)首端连通;所述缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)的进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用;厌氧段(3-4)末端设有填料式缺氧厌氧反应池三相分离器(3-6)和填料式缺氧厌氧反应池溢水堰(3-7)，填料式缺氧厌氧反应池溢水堰(3-7)连接填料式缺氧厌氧反应池出水管;所述兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀(3-8);所述填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖(3-9)设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端都设有甲烷废气的集气管(3-10);所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料式缺氧厌氧反应池填料(3-11);

　　所述好氧池(4)内中下部设置好氧池进水管(4-1)，所述好氧池进水管(4-1)下部设有布水三角锥(4-2);所述布水三角锥(4-2)下部设有曝气调控系统(4-3)，所述曝气调控系统(4-3)包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置;进一步的，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘;所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在好氧池外，好氧池的上部、废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作;所述进水管上部内置有好氧池填料(4-4);所述好氧池的出口处布设有好氧池溢流堰(4-5);

　　进一步地，所述的纳米铁填料筒中添加的纳米铁填料由活性炭、纳米铁和过氧化氢混合制成，纳米铁填料制作过程为：

　　1)把摩尔比为2:1的FeCl3和FeCl2混合后置于氨水中浸泡1h后用高纯水冲洗至上清液为中性;

　　2)在上述产物中加入HCl至pH为2，加入2,3-二巯基丁二酸搅拌60min，再加入NaOH至pH为11，反应30min;

　　3)再加入HCl至反应物为中性，高纯水冲洗，干燥得到纳米铁;

　　4)活性炭在清水中浸泡1h，按质量比1:1与纳米铁搅拌混合，再与过氧化氢混合制成纳米铁填料。

　　2.一种采用如权利要求1所述的对苯二酚废水处理系统进行废水处理的方法，其特征在于：处理的方法具有如下步骤;

　　①对苯二酚废水通过进水管进入废水调节池调节pH值、水质和水量;

　　②调节后的水通过吸附沉淀池混合搅拌区(1-1)底部的吸附沉淀池进水管(1-3)进入吸附沉淀池(1)，与来自吸附剂添加计量系统(1-4)的吸附剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置(1-5)进行搅拌，混合后的废水进入沉淀区(1-2)，沉淀区的吸附沉淀池三相分离器(1-7)实现泥水分离;

　　③吸附沉淀后的水通过高级氧化反应沉淀池的进水干管(2-1)、布水管(2-3)进入高级氧化反应沉淀池(2)，纳米铁填料筒(2-2)中的过氧化氢、纳米铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水通过高级氧化反应沉淀池溢水堰(2-4)、高级氧化反应沉淀池出水管进入填料式缺氧厌氧反应池进水管(3-5);

　　④沉淀物在重力的作用下下沉到高级氧化反应沉淀池(2)的下部，通过底部的高级氧化反应沉淀池沉淀物排放阀(2-6)排出;

　　⑤废水通过填料式缺氧厌氧反应池进水管(3-5)进入填料式缺氧厌氧反应池(3)的下部;废水进入填料式缺氧厌氧反应池后沿挡流板(3-1)上下前进，依次通过兼氧段(3-2)、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，挡流板(3-1)的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触;兼氧段(3-2)的兼性菌、缺氧段(3-3)和厌氧段(3-4)的异养菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物;

　　⑥厌氧反应后的废水在填料式缺氧厌氧反应池三相分离器(3-6)作用下实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀(3-8)排出;填料式缺氧厌氧反应池产生的甲烷气通过反应池顶部集气管(3-10)收集排放;废水通过填料式缺氧厌氧反应池溢水堰(3-7)、填料式缺氧厌氧反应池出水管进入好氧池进水管(4-1);

　　⑦废水通过好氧池进水管(4-1)进入好氧池(4)，在布水三角锥(4-2)的作用下均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧池水中的溶解氧大于2mg/L，处理后的废水通过好氧池溢流堰(4-5)流出;

　　⑧好氧池出水管连接砂滤池，过滤后的水达标排放;

　　⑨吸附沉淀池(1)、高级氧化反应沉淀池(2)、填料式缺氧厌氧反应池(3)产生的沉淀物和污泥脱水后外运。

　　说明书

　　一种对苯二酚废水处理系统

　　技术领域

　　本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种对苯二酚废水处理系统。

　　背景技术

　　酚类物质主要在工业中被用作化工生产使用的原料，对苯二酚是一种非常重要的化工产品，在各行各业都可以见到酚类物质，主要来自于工业废水，在加工生产酚类的一些化学产业以及工业生产中合成酚类的企业和将酚类物质作为生产原材料重新进行加工生产的企业，在其生产废水中都会含有不同的酚类污染物。除了在化学和工业生产的废水中外，人或动物的粪便以及一些种类的含氮有机物在分解的过程中会生成少量酚类污染物，城市里会产生大量的含有粪便的污水往往是造成水体被酚类物质污染的主要来源之一。

　　对苯二酚毒性较大，易环境中积累，是一种优先控制的污染物，在生物体内发生反应后会生成无法被生物利用的蛋白质，导致生物细胞坏死。含酚的有机物渗透到生物组织内部可能会使生物体发生贫血或者其他的一些神经系统病症。水体受到含酚物质污染后其耗氧量会增加，破坏水体生态平衡，危害水生生物的繁殖与生存。在农田灌溉的用水中酚类物质达到几百毫克每升农作物就会出现枯死和减产的现象。生物体长时间饮用了被酚类污染物质污染过的水就有可能会出现慢性一些神经系统方面的病症如头昏、乏力、难以入眠、幻听等症状。近年来由于污水处理的技术日渐发达，同时对含酚废水的治理得到重视，出现了很多对于酚类废水的治理方法。

　　目前对于对苯二酚废水的处理方法主要有物理处理法、化学处理法以及生物处理法。其中化学处理方法极易产生二次污染，而生物处理方法目前最大的问题是处理效率较低，经济水平要求高。

　　发明内容

　　本发明要解决的技术问题是：为了解决对苯二酚废水的处理难题，本发明提供一种对苯二酚废水处理系统。

　　本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种对苯二酚废水处理系统，包括废水调节池、吸附沉淀池、高级氧化反应沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池、好氧池和砂滤池;所述废水调节池、吸附沉淀池、高级氧化反应沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池、好氧池和砂滤池依次连通。

　　所述的废水调节池包括废水调节池进水管、pH值测控装置和废水调节池出水管，用于调节对苯二酚废水的pH值、水质和水量。

　　所述的吸附沉淀池包括混合搅拌区和沉淀区，混合搅拌区底部设有吸附沉淀池进水管，中上部设有用于添加吸附剂的吸附剂添加计量系统，在搅拌区中部设置有搅拌装置;所述沉淀区内设有挡板，该挡板与沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有吸附沉淀池三相分离器，沉淀区的出口上部设有吸附沉淀池溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有吸附沉淀池沉淀物排放阀。

　　进一步地，所述的吸附剂的制作过程为：

　　①将玉米秸秆放入粉碎机中进行粉碎，得到粒度大小均匀的颗粒料，粉碎粒度为40～60目;

　　②干燥，将粉碎后的颗粒料放入烘干箱中进行烘干，保持烘干炉的温度在105℃～120℃，烘干时间为1h～1.5h;

　　③浸渍，以氯化锌溶液为活化剂，氯化锌溶液中按重量份计由氯化锌25份、氯化铝5份、其余为水。将颗粒料浸入氯化锌溶液，浸渍时保证颗粒料与氯化锌的配比为1:5～1:7，将颗粒料在氯化锌溶液中浸渍36～48h;

　　④微波辐射:将上述浸渍的物料放入微波炉中进行辐射，微波炉辐射采用频率为400MHZ～600MHZ、波长为150mm～250mm;

　　⑤酸洗，微波辐射后的颗粒料浸入酸洗液中进行酸洗，所述酸洗温度为20～35℃，酸洗时间为30min;

　　⑥一次漂洗，对酸洗后的颗粒料进行水漂洗，漂洗温度为10℃，采用pH为7的去离子水进行;二次清洗，采用pH为7～7.5的超纯水进行清洗，水温保持在15～20℃;

　　⑦烘干，将清洗后的颗粒料放入旋转烘干炉内进行烘干，制成产品活性炭，所述烘干炉的技术参数为：1.5圈/min，炉内温度120℃～150℃，时间10min;

　　⑧按活性炭:水=1:3的体积比加入去离子水，加热至液体沸腾计时煮沸30min后立即过滤，在过滤同时用去离子水冲洗活性炭至滤液无色透明，pH为中性，避免杂质重新吸附，在恒温110℃下加热5h，使活性炭完全干燥;

　　⑨改性：以氨水为改性剂，把完全干燥后的活性炭浸入浓度为15%的氨水中8～12h，过滤;

　　⑩清洗、干燥：过滤后的活性炭采用pH为7～7.5的超纯水进行清洗，水温保持在20～30℃;将清洗后的颗粒料放入旋转烘干炉内进行烘干，制成吸附剂。

　　所述的高级氧化反应沉淀池包括进水干管、纳米铁填料筒、内置于纳米铁填料筒内的辐射式布水管、高级氧化反应沉淀池溢水堰和高级氧化反应沉淀池出水管。所述的纳米铁填料筒由不锈钢制成，纳米铁填料筒内设置有辐射式布水管，辐射式布水管位于纳米铁填料筒内中央，布水管周围添加纳米铁填料，布水管连接进水干管，纳米铁填料筒和布水管上具有水平辐射出水口。所述的高级氧化反应沉淀池上部外侧设有高级氧化反应沉淀池溢水堰，所述的高级氧化反应沉淀池溢水堰与高级氧化反应沉淀池出水管相连;高级氧化反应沉淀池底部设计成锥形结构，在最底部设置有高级氧化反应沉淀池沉淀物排放阀。

　　进一步地，所述的纳米铁填料筒中添加的纳米铁填料由活性炭、纳米铁和过氧化氢混合制成，纳米铁填料的制作过程为：

　　1)把摩尔比为2:1的FeCl3和FeCl2混合后置于氨水中浸泡1h后用高纯水冲洗至上清液为中性;

　　2)在上述产物中加入HCl至pH为2，加入2,3-二巯基丁二酸搅拌60min，再加入NaOH至pH为11，反应30min;

　　3)再加入HCl至反应物为中性，高纯水冲洗，干燥得到纳米铁;

　　4)活性炭在清水中浸泡1h，按质量比1:1与纳米铁混合搅拌，再与过氧化氢混合制成纳米铁填料。

　　所述填料式缺氧厌氧反应池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段，所述兼氧段首端设有用于供入废水的填料式缺氧厌氧反应池进水管，兼氧段末端与缺氧段首端连通，缺氧段末端与厌氧段首端连通，所述缺氧段和厌氧段进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用;厌氧段末端设有填料式缺氧厌氧反应池三相分离器和填料式缺氧厌氧反应池溢水堰，填料式缺氧厌氧反应池溢水堰连接填料式缺氧厌氧反应池出水管;所述兼氧段、缺氧段和厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接污泥排放阀;所述填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有独立的甲烷废气的集气管;所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料式缺氧厌氧反应池填料。

　　所述好氧池内中下部设置有好氧池进水管，所述好氧池进水管下部设有布水三角锥;所述布水三角锥下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置;进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在好氧池外，好氧池的上部、废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作;所述好氧池进水管上部内置有好氧池填料;好氧池的出水口处布设有好氧池溢流堰。

　　所述好氧池的出水管连接砂滤池，处理后的水经过滤后达标排放。

　　一种采用上述对苯二酚废水处理系统进行废水处理的方法，具有如下步骤：

　　①对苯二酚废水通过废水调节池进水管进入废水调节池调节pH值、水质和水量。

　　②调节后的水通过吸附沉淀池进水管进入吸附沉淀池，与来自吸附剂添加计量系统的吸附剂混合，利用设置在搅拌区中部的搅拌装置进行搅拌，混合后的废水进入沉淀区，吸附沉淀池三相分离器实现泥水分离。

　　③吸附沉淀后的水通过高级氧化反应沉淀池的进水干管、布水管进入高级氧化反应沉淀池，纳米铁填料筒中的过氧化氢、纳米铁盐反应产生大量活泼的羟基自由基，破坏废水中污染物的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后的废水通过高级氧化反应沉淀池溢水堰、高级氧化反应沉淀池出水管进入填料式缺氧厌氧反应池进水管。

　　④污泥等沉淀物在重力的作用下下沉到高级氧化反应沉淀池的下部，通过底部的高级氧化反应沉淀池沉淀物排放阀排出。

　　⑤废水通过填料式缺氧厌氧反应池进水管进入填料式缺氧厌氧反应池的下部;废水进入填料式缺氧厌氧反应池后沿挡流板上下前进，依次通过兼氧段、缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，挡流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。

　　⑥厌氧反应后的废水在填料式缺氧厌氧反应池三相分离器的作用下实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，多余的污泥通过底部的污泥排放阀排出。填料式缺氧厌氧反应池产生的甲烷气通过反应池顶部的集气管收集排放;废水通过填料式缺氧厌氧反应池溢水堰、填料式缺氧厌氧反应池出水管进入好氧池进水管。

　　⑦废水通过好氧池进水管进入好氧池的中下部，在布水三角锥的作用下均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧池水中的溶解氧大于2mg/L，处理后的废水通过好氧池溢流堰和好氧池出水管流出。

　　⑧好氧池的出水管连接砂滤池，过滤后的水达标排放。

　　⑨吸附沉淀池、高级氧化反应沉淀池、填料式缺氧厌氧反应池产生的污泥脱水后外运。

　　本发明的有益效果是：本发明结构简单，制造成本较低，对对苯二酚废水处理具有非常好的处理效果，运行效率高。