申请日2015.11.20
公开(公告)日2017.06.30
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种对(β‑硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水集成处理方法，采用多效蒸发技术对其中含盐废水进行多效蒸发分离出盐分，将结晶母液和凝结水混合后调节pH，含酸废水采用制浆造纸企业碱回收系统产生的废弃物‑白泥进行中和，中和后的含酸废水与结晶母液、凝结水混合后，进入改良型氧化沟进行生物处理。生化尾水采用Fenton流化塔工艺进行氧化处理，流化塔内填料采用改性玄武岩，改性玄武岩填料表面附着大量的铁氧化物，减少Fenton氧化过程催化剂FeSO4·7H2O使用量，降低后期污泥的处理量，采用本发明的方法对(β‑硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水中COD去除率高达98.5%，能有效降解极难生化处理的废水。
权利要求书
1.一种对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水集成处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)含盐碱性废水的预处理：对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水中的含盐碱性废水采用多效蒸发器蒸发浓缩，形成过饱和晶浆，过饱和晶浆打入离心机进行固液分离处理，得到盐分和母液，蒸发过程中的凝结液和母液合并，调节pH为7-8;
(2)酸性废水的预处理：对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水中的酸性废水采用制浆造纸企业碱回收系统废弃的白泥进行中和、过滤，去除产生的硫酸钙及悬浮物，中和后酸性废水的pH值控制在6-8;
(3)改良型氧化沟生化处理：将步骤(1)中的调节pH后的凝结液和母液以及步骤(2)中的中和后酸性废水混合后，采用改良型氧化沟生化处理工艺进行处理，得到生化尾水;
(4)Fenton氧化处理：对生化尾水通过Fenton流化塔工艺进行氧化处理，处理后废水实现达标排放;
所述步骤(3)中的改良型氧化沟是指在氧化沟廊道外侧设有生物膜填料曝气池，生物填料曝气池内设置半浸没式弹性填料，采用射流曝气，所述的生物膜填料曝气池的容积为改良型氧化沟容积的30%;
所述的Fenton氧化处理控制进水pH值3-3.5，[H2O2]/[Fe2+]摩尔比3-5:1，Fenton氧化反应时间2-3小时。
2.根据权利要求1所述的对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水集成处理方法，其特征在于：所述的Fenton氧化处理在流化塔内进行，流化塔充填玄武岩改性填料，改性填料占流化塔体积的10%-20%。
3.根据权利要求2所述的对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水集成处理方法，其特征在于：所述的玄武岩改性填料，具体改性方法为：玄武岩破碎至0.5-2mm粒径，与10%-20%硫酸亚铁溶液等质量混合，以30%氢氧化钠溶液中和至pH6-8，去除多余液体，将浸渍后的玄武岩于600℃-700℃工业窑炉烧结2-3小时，完成玄武岩填料的改性过程。
说明书
对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水集成处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及到一种融多效蒸发、改良型氧化沟生物处理、Fenton流化床氧化于一体的集成处理技术，应用于对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水的集成处理。
背景技术
对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺简称对位酯，是一种活性染料的重要中间体。对位酯生产过程中排放大量废水，废水成分复杂，COD浓度高，属极难降解的有机化工废水。国内外对位酯废水处理的研究几近空白，由于其具有高盐、高化学需氧量、高毒性，常规的单一处理工艺对废水的降解率极低，如常规的生化处理工艺，其降解率仅为19%，且盐分极高无法连续直接进行生化处理。国内外对位酯生产废水处理工艺极少报道，环保要求日趋严格成为染料化工企业进一步发展的制约因素，因此迫切需要开发一套高效的集成处理方法，以减少染料化工企业生产废水对环境的污染。
对位酯生产企业产生的废水主要有两种：即含盐的碱性废水和酸性废水。酸性废水是氯磺化生产工段产生，还原、缩合在一个反应器中，反应后产生的废水为碱性含盐废水。对位酯生产废水中含有产品、中间体、原料和多种副产物，并且废水的成分复杂，COD浓度高，属极难生化降解的有机化工废水;因此不能用一种方法把所有的污染物去除殆尽，往往需要几种方法组成一个处理系统，才能具备所要求的处理功能。
发明内容
本发明的目的在于针对对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水提供一种处理效果好，有效的降解其污染负荷的集成处理方法。
基于上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水集成处理方法，步骤如下：
(1)含盐碱性废水的预处理：对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水中的含盐碱性废水采用多效蒸发器，蒸发浓缩，形成过饱和晶浆，过饱和晶浆用泵打入离心机进行固液分离处理，得到盐分和凝结液，凝结液和母液合并，调节pH为7-8;
(2)酸性废水的预处理：对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水中的酸性废水采用制浆造纸企业碱回收系统废弃的白泥进行中和、过滤，去除产生的硫酸钙及悬浮物，中和后酸性废水的pH值控制在6-8;
(3)改良型氧化沟生化处理：将步骤(1)中的调节pH后的凝结液和母液以及步骤(2)中的中和后酸性废水混合后，采用改良型氧化沟生化处理工艺进行处理，得到生化尾水;
(4)Fenton氧化处理：对生化尾水通过Fenton流化塔工艺进行氧化处理，处理后废水实现达标排放。
所述步骤(3)中的改良型氧化沟是指在氧化沟廊道外侧设有生物膜填料曝气池，生物填料曝气池内设置半浸没式弹性填料，采用射流曝气，所述的生物膜填料曝气池的容积为改良型氧化沟容积的30%。
所述的Fenton氧化处理在流化塔内进行，流化塔充填玄武岩改性填料，改性填料占流化塔体积的10%-20%。
所述的玄武岩改性填料，具体改性方法为：玄武岩破碎至0.5-2mm粒径，与10%-20%硫酸亚铁溶液等质量混合，以30%氢氧化钠溶液中和至pH6-8，去除多余液体，将浸渍后的玄武岩于600℃-700℃工业窑炉烧结2-3小时，完成玄武岩填料的改性过程。
所述的Fenton氧化处理控制进水pH值3-3.5，[H2O2]/[Fe2+]摩尔比3-5:1，Fenton氧化反应时间2-3小时。
(一)预处理主要是脱除含盐碱性废水中盐分和中和酸性废水中的酸。含盐碱性废水中盐分15%-20%，高盐分抑制生化降解;因此，采用三体三效蒸发器，蒸发脱盐，物料进入一效、二效、三效蒸发器进行蒸发浓缩，使物料达到过饱和状态并有大量结晶出现，形成过饱和晶浆，过饱和晶浆用泵打入离心机进行固液分离处理，凝结液和母液合并，调节pH值后，与预处理后的酸水送入污水处理系统处理。
酸性废水含酸的2%-3%，主要是盐酸和硫酸。采用制浆造纸企业黑液碱回收系统产生的废弃物—白泥进行中和，实现以废治废的目的。白泥中主要成分是碳酸钙和残留的氢氧化钠，中和后的酸水采用真空带式过滤机过滤，去除产生的硫酸钙及大量的悬浮物，中和后酸性废水的pH值控制在6-8。
经过预处理后的碱性废水和酸性废水混合，送入污水处理厂进行后续处理。
(二)经过预处理后的混合废水其COD约为4500-5500mg/L，由于污染负荷高，普通的氧化沟不能提供充足的溶解氧来降解有机物，本发明创造性提出在氧化沟外侧廊道设置生物填料曝气池，其容积占氧化沟容积的30%与氧化沟一体，形成改良型氧化沟，生物填料曝气池内设置半浸没式弹性填料，曝气采用射流曝气系统，提供充足的溶解氧。本发明的改良型氧化沟处理对位酯生产废水COD去除率达88%，去除率高于常规氧化沟10-20%，且具有运行稳定、抗毒性强等特点。
(三)Fenton氧化难生物降解的有机物具有独特的优势。H2O2在Fe2+的催化作用下产生•OH自由基，其氧化电位达2.8V，能将大部分有机物彻底矿化，同时Fe2+被氧化成Fe3+，在调节pH至中性时具有混凝沉淀的效果，也能去除部分污染物质，因此Fenton具有氧化和混凝的双重作用。普通Fenton氧化存在着催化剂使用量多、产泥量大等缺点，本发明的Fenton氧化采用流化塔工艺，改性玄武岩填料，以期提高混合效果和减少硫酸亚铁使用量。玄武岩的改性：将玄武岩破碎至0.5-2mm粒径，与等质量10%-20%硫酸亚铁溶液混合，以30%氢氧化钠溶液中和至pH6-8，去除多余的液体，将浸渍后的玄武岩于600℃-700℃工业窑炉烧结2-3小时，即完成玄武岩填料的改性过程。改性玄武岩填料表面附着大量铁氧化物，有利于Fenton氧化流化过程中铁盐的附着，降低硫酸亚铁的使用量，减少后续铁泥处理量;同时，玄武岩具有质地致密，密度较普通填料石英岩低，不易破碎，在流化过程中，具有流化分散性好，节能等特点。
本发明的有益效果：1、本发明所提供的处理方法合理的集成了多效蒸发器蒸发技术、改良型氧化沟、Fenton氧化、充填改性玄武岩填料的流化塔等系统，对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺生产废水中COD去除率高达98.5%，能有效降解极难生化处理的废水。2、本发明的改良型氧化沟处理对位酯生产废水COD去除率达88%，去除率高于常规氧化沟10-20%，且具有运行稳定、抗毒性强等特点。3、本发明的Fenton氧化采用流化塔工艺，改性玄武岩填料，以期提高混合效果和减少硫酸亚铁使用量。改性玄武岩填料表面附着大量铁氧化物，有利于Fenton氧化流化过程中铁盐的附着，降低硫酸亚铁的使用量，减少后续铁泥处理量;同时，玄武岩具有质地致密，密度较普通填料石英岩低，不易破碎，在流化过程中，具有流化分散性好，节能等特点。
