申请日2013.12.12
公开(公告)日2014.04.16
IPC分类号C02F1/467; C02F9/14
摘要
本发明涉及一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法，属于废水处理领域。本发明的装置包括：中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C、中间水池、机械过滤器、活性炭过滤器。本发明的方法先通过厌氧+好氧的生化处理工艺去除绝大部分污染物，然后通过电催化氧化处理单元提高废水可生化性，再通过好氧生化处理单元去除大部分污染物，最后通过机械过滤和活性炭过滤工艺进行把关，保证出水达标排放。本发明工艺处理效果好、工艺成本低，采用本发明的装置及方法处理奥克托今生产废水后的各项指标，COD(化学需氧量)可降至50mg/L以下，奥克托今小于0.5mg/L。
权利要求书
1.一种处理奥克托今生产废水的装置，其特征是：该装置包括：中和池A、 厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、 好氧池B、沉淀池C、中间水池、机械过滤器、活性炭过滤器;
中和池A内设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置及曝气搅拌装置; 其中，碱性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制 投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围;
厌氧池为封闭池体，外部设置保温层、加热装置和温度实时监控装置，内 部设置厌氧填料，加热装置根据温度实时监控装置设置的温度调节范围自动对 厌氧池废水进行温度调节;厌氧池顶设沼气放空管;
好氧池A内部设置好氧填料和曝气装置，曝气装置采用管式微孔曝气器;
沉淀池A的进水口设置在池体底部中心，出水口设置池体的侧面，沉淀池 的底部还设置有排泥通道和污泥回流通道;沉淀池B、沉淀池C与沉淀池A设 置相同;
酸化池内设置pH实时监测装置、酸性调节剂投放装置及曝气搅拌装置;其 中，酸性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投 加量，将待处理废水的pH调整至预定范围;
电催化氧化池内设置电化学设备，池底部安装曝气搅拌装置;电化学设备 中阳极采用高析氧电位型钛基二氧化锡电极，阴极采用不锈钢板，在两个极板 间填充表面负载有Sn-Sb-Ag的陶瓷粒子和铁屑;
中和池B内设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置、絮凝剂投放装置 及曝气搅拌装置;其中，碱性调节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH 预定范围自动控制投加量，将待处理废水的pH调整至预定范围;
好氧池B以生物活性炭作为填料，曝气采用单孔膜曝气器;
机械过滤器采用双层滤料，上层为厚0.4-0.5m，粒径0.8-1.8mm的无烟煤; 下层为厚0.4-0.5m，粒径0.5-1.2mm的石英砂;进水口设置在机械过滤器双层滤 料的上端，出水口设置在机械过滤器双层滤料的下端;
活性炭过滤器采用木质柱状活性炭，粒径2-5mm;
中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池 B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C之间的进出水口依次通过管路连接;沉淀池 C的出水口依次管路连接机械过滤器和活性炭过滤器;沉淀池A、沉淀池B和沉 淀池C的排泥通道均通过排泥泵管路连接污泥浓缩池的进水口。
2.如权利要求1所述的一种处理奥克托今生产废水的装置，其特征是：酸 化池的池内壁采用玻璃钢防腐。
3.如权利要求1所述的一种处理奥克托今生产废水的装置，其特征是：电 化学设备中的的高析氧电位型钛基二氧化锡电极，采用刷涂热氧化法制备。
4.一种处理奥克托今生产废水的方法，其特征是：具体处理步骤如下：
1)通过加入碱性调节剂将奥克托今生产废水的pH值调整至7.5～8.5，同时 进行曝气搅拌，曝气搅拌的气水比为2：1;
2)将经第1)步pH值调节处理后的奥克托今生产废水排入厌氧环境中厌氧 处理12h，温度维持在30～35℃之间;
3)将经第2)步厌氧处理后的奥克托今生产废水排入好氧环境中好氧处理 6h，污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L;
4)将经第3)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀1h以上，通过沉淀分 离去除水中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理;同时将上 层清液通过投加酸性调节剂使其pH调整至4.0～4.5，停留时间为10min，酸化 处理的同时通过曝气搅拌;
5)将经第4)步酸化处理后的奥克托今生产废水进行电化学处理，电化学 处理中的电流密度为10mA/cm2，停留时间为2h，在电化学处理的同时进行曝气 搅拌，使废水混合均匀;
6)将经过第5)步电化学处理后的奥克托今生产废水通过投加碱性调节剂 使其pH调整至中性，并在调节pH后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰氨，投加量分 别为聚合氯化铝10mg/L、聚丙烯酰氨2mg/L，再曝气搅拌5min后，沉淀处理0.5h 以上，去除废水中的悬浮物;
7)将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的下层污泥抽出，依 次进行浓缩、脱水处理;同时将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中 的上层清液排入好氧环境中好氧处理3h以上，其中曝气反应的气水比为10：1;
8)将经第7)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀0.5h以上，去除废水 中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理;同时将上层清液依 次经过双层滤料和活性炭过滤。
说明书
一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种处理奥克托今生产废水的装置及其方法，属于废水处理领 域。
背景技术
奥克托今生产后的废水中含有大量的硝胺类物质，化学性质稳定，难以进 行生物降解，对微生物有抑制或毒害作用。目前，对奥克托今生产废水的处理 方法主要有芬顿试剂法、活性炭吸附法、臭氧氧化法等。
芬顿试剂法在处理前需要将废水pH调至3～4，氧化结束后再加碱反调至 中性，在酸化及中和过程中需要消耗大量的酸和碱。另外，由于废水COD高， 硫酸亚铁和双氧水的消耗量也非常大，而且处理过程中产生大量无机污泥，难 以处置。芬顿试剂法可将废水中部分难生化物质氧化去除，但去除效率不够高， 结合生化处理工艺，出水COD难以降至100mg/L以下。
活性炭吸附法采用活性炭吸附去除废水中的污染物。活性炭吸附可有效去 除废水中的污染物，出水各项指标均可达到排放标准要求。但是，活性炭吸附 饱和后不易再生，需要频繁更换新炭。一次性投资与运行成本都非常高。
臭氧氧化可提高废水B/C，将不可生化的物质转化为可生化物质。在实际工 程应用中，臭氧氧化法存在电耗大、出水水质差的缺点。而且臭氧氧化系统的 管线及曝气设备均需采用高规格不锈钢，池体需要密封，一次性投资非常大。
20世纪80年代人们提出了高级氧化工艺(AOPs)的概念，指出通过反应 生成羟基自由基[·OH]是有效地进行难降解污染物的无害化处理的关键步骤。科 学工作者开始研究用电化学方法产生氧化性更强、无二次污染的氧化剂，如 [·OH]、H2O2和O3等。90年代初，逐渐发展形成了电化学氧化工艺。电化学氧 化法通过有催化活性的电极直接或间接产生羟基自由基或强氧化活性物质，从 而有效氧化难降解污染物。因在电化学氧化过程中，不需要加入其它化学物质， 且不会产生新的污染物质，而被称为“环境友好”技术，以其多种优势有着其它高 级氧化工艺所不能比拟的特点。虽然国外电化学氧化法在垃圾渗滤液、制革废 水、印染废水、炼油废水、造纸废水等领域的应用研究进展较快，但是至今为 止，电化学氧化法在火炸药生产废水上的研究和应用还是很少并存在许多未解 决的问题，如操作费用过高和处理效率偏低。电化学氧化处理的步骤控制是解 决电化学成本和效率问题的关键。电化学氧化处理难降解废水中的特征污染物 (毒性物质)首先转化为低毒中间产物，进一步氧化生成低分子有机酸，完全 矿化生成CO2、H2O和无机盐类。氧化生成有机酸历程相对有机酸矿化能耗低， 反应易于发生，有机酸矿化是一个漫长过程。难生化高浓度有机废水处理的关 键是可生化的预处理，不同的预处理方法对不同的废水有一定的适应性和经济 性，采用合理的工艺路线将难降解废水中的毒性物质转化为低毒中间产物，再 采用处理费用低廉的生化工艺进行后续处理。
我国对环境保护的重视程度越来越大，出台的法律、法规不断强化排放标 准的管理力度。兵器集团对火炸药生产废水的处理的资金支持逐年加大，并出 于民生和可持续发展的需要加大对生产废水的管理与规划。因此，本发明的研 发和应用，将有力地促进我国火炸药企业的可持续发展，不仅具有良好的环境 效益，而且具有突出的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理奥克托今生产废水的工艺及其装置，使处 理后出水后达到排放标准，并降低装置的一次性投资及处理成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种处理奥克托今生产废水的装置，该装置包括：中和池A、厌 氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池B、沉淀池B、好 氧池B、沉淀池C、中间水池、机械过滤器、活性炭过滤器。
中和池A用来调整废水pH。奥克托今生产废水呈酸性，在中和池A中加入 碱，将废水pH调整至中性，以满足后续生化处理系统进水要求。中和池A内 设置pH实时监测装置、碱性调节剂投放装置及曝气搅拌装置;其中，碱性调节 剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处 理废水的pH调整至预定范围。
厌氧池为封闭池体，外部设置保温层、加热装置和温度实时监控装置，内 部设置厌氧填料，加热装置根据温度实时监控装置设置的温度调节范围自动对 厌氧池废水进行温度调节;厌氧池顶设沼气放空管。
好氧池A内部设置好氧填料和曝气装置，曝气装置采用管式微孔曝气器。
沉淀池A的进水口设置在池体底部中心，出水口设置池体的侧面，沉淀池 的底部还设置有排泥通道和污泥回流通道。
酸化池用于将废水pH调至酸性，池内壁采用玻璃钢防腐。酸化池内设置 pH实时监测装置、酸性调节剂投放装置及曝气搅拌装置;其中，酸性调节剂投 放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待处理废 水的pH调整至预定范围。
电催化氧化池用于对废水进行电化学处理。电催化氧化池内设置电化学设 备，池底部安装曝气搅拌装置。电化学设备中阳极采用高析氧电位型钛基二氧 化锡电极(Ti/SnO2)，该电极采用刷涂热氧化法制备，阴极采用不锈钢板，在两 个极板间填充表面负载有Sn-Sb-Ag的陶瓷粒子和铁屑。
中和池B用来调整电催化氧化池出水的pH。中和池B内设置pH实时监测 装置、碱性调节剂投放装置、絮凝剂投放装置及曝气搅拌装置;其中，碱性调 节剂投放装置根据pH实时监测装置设置的pH预定范围自动控制投加量，将待 处理废水的pH调整至预定范围。
沉淀池B、沉淀池C与沉淀池A设置相同。
好氧池B采用生物活性炭工艺。以生物活性炭作为填料，曝气采用单孔膜 曝气器。
机械过滤器采用双层滤料，上层为厚0.4-0.5m，粒径0.8-1.8mm的无烟煤; 下层为厚0.4-0.5m，粒径0.5-1.2mm的石英砂;进水口设置在机械过滤器双层滤 料的上端，出水口设置在机械过滤器双层滤料的下端。
活性炭过滤器采用木质柱状活性炭，粒径2-5mm。
中和池A、厌氧池、好氧池A、沉淀池A、酸化池、电催化氧化池、中和池 B、沉淀池B、好氧池B、沉淀池C之间的进出水口依次通过管路连接;沉淀池 C的出水口依次管路连接机械过滤器和活性炭过滤器;沉淀池A、沉淀池B和 沉淀池C的排泥通道均通过排泥泵管路连接污泥浓缩池的进水口。
本发明的一种处理奥克托今生产废水的方法，具体处理步骤如下：
1)通过加入碱性调节剂将奥克托今生产废水的pH值调整至7.5～8.5，同 时进行曝气搅拌，曝气搅拌的气水比为2：1;
2)将经第1)步pH值调节处理后的奥克托今生产废水排入厌氧环境中厌 氧处理12h，温度维持在30～35℃之间;
3)将经第2)步厌氧处理后的奥克托今生产废水排入好氧环境中好氧处理 6h，污泥浓度维持在3000mg/L～4500mg/L;
4)将经第3)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀1h以上，通过沉淀分 离去除水中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理;同时将上 层清液通过投加酸性调节剂使其pH调整至4.0～4.5，停留时间为10min，酸化 处理的同时通过曝气搅拌;
5)将经第4)步酸化处理后的奥克托今生产废水进行电化学处理，电化学 处理中的电流密度为10mA/cm2，停留时间为2h，在电化学处理的同时进行曝气 搅拌，使废水混合均匀;
6)将经过第5)步电化学处理后的奥克托今生产废水通过投加碱性调节剂 使其pH调整至中性，并在调节pH后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰氨，投加量分 别为聚合氯化铝10mg/L、聚丙烯酰氨2mg/L，再曝气搅拌5min后，沉淀处理 0.5h以上，去除废水中的悬浮物;
7)将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的下层污泥抽出，依 次进行浓缩、脱水处理;
同时将经过第6)步沉淀处理后的奥克托今生产废水中的上层清液排入好氧 环境中好氧处理3h以上，其中曝气反应的气水比为10：1;
8)将经第7)步好氧处理后的奥克托今生产废水沉淀0.5h以上，去除废水 中的悬浮物，将下层污泥抽出，依次进行浓缩、脱水处理;同时将上层清液依 次经过双层滤料和活性炭过滤。
有益效果
本发明将物化与生化工艺结合，先通过厌氧+好氧的生化处理工艺去除绝大 部分污染物，然后通过电催化氧化处理单元提高废水可生化性，再通过好氧生 化处理单元去除大部分污染物，最后通过机械过滤和活性炭过滤工艺进行把关， 保证出水达标排放。本发明充分发挥了物化工艺处理效果好生化工艺成本低的 优点，在保证处理效果的同时有效降低了运行费用。采用本发明的装置及方法 处理奥克托今生产废水后的各项指标，COD(化学需氧量)可降至50mg/L以下， 奥克托今小于0.5mg/L，符合《兵器工业水污染物排放标准 火炸药》 (GB14470.1-2002)的要求，其中COD指标可达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)的一级排放标准。
