公布日：2022.10.14
申请日：2022.08.18
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/34(2006.01)N
摘要
一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置及利用其处理高浓度含酚含油废水的方法，它涉及一种废水处理装置及处理含酚含油废水的方法。本发明的目的是要解决现有处理高浓度含酚含油废水的方法存在去除率低，空气气浮造成大量泡沫、COD升高、可生化性降低，空气气浮中氧气将酚类污染物氧化成苯醌等难降解物质的问题。一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置，包括二氧化碳储气罐、二氧化碳压缩机、微纳米气泡发生器、气浮沉淀装置、泥油池、油水分离器、AOAO生化处理装置和二氧化碳净化器。本发明的方法适用于广大石油化工企业和煤化工企业的含酚含油废水处理，是一种符合“双碳”目标下的低成本含酚含油废水处理方法，应用前景广阔。
权利要求书
1.一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置，其特征在于该装置包括二氧化碳储气罐(1)、二氧化碳压缩机(2)、微纳米气泡发生器(3)、气浮沉淀装置(4)、泥油池(5)、油水分离器(6)、AOAO生化处理装置(7)和二氧化碳净化器(8)；所述的二氧化碳储气罐(1)的出气口与二氧化碳压缩机(2)的进气口相连通，二氧化碳压缩机(2)的出气口与微纳米气泡发生器(3)的进气口相连通，微纳米气泡发生器(3)的出气口与气浮沉淀装置(4)的下部相连通，气浮沉淀装置(4)的底部与泥油池(5)相连通，泥油池(5)的上部分别与油水分离器(6)和二氧化碳净化器(8)连通，二氧化碳净化器(8)与二氧化碳储气罐(1)相连通；油水分离器(6)与AOAO生化处理装置(7)中的厌氧段相连通；所述的AOAO生化处理装置(7)包括自上而下设置的厌氧段、兼氧段、缺氧段、好氧段和沉淀池；厌氧段、兼氧段、缺氧段、好氧段和沉淀池依次连通，其中沉淀池与出水管连通。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置，其特征在于沉淀池与厌氧段相连通，好氧段与兼氧段相连通；油水分离器(6)与泥油池(5)相连通。
3.利用如权利要求1所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：一、将高浓度含酚含油废水引入到气浮沉淀装置(4)中，向气浮沉淀装置(4)中投入絮凝剂，调节废水的pH值为3-6，二氧化碳储气罐(1)中的常压二氧化碳通过二氧化碳压缩机(2)压缩后进入到微纳米气泡发生器(3)中，微纳米气泡发生器(3)将压缩的二氧化碳转变为二氧化碳微纳米气泡，二氧化碳微纳米气泡进入到气浮沉淀装置(4)中，与水中油、酚、悬浮物等污染物充分接触上浮至水面，再从气浮沉淀装置(4)的顶部逸出，进入到二氧化碳净化器(8)中净化回收，最后进入到二氧化碳储气罐(1)中，循环利用；二、气浮沉淀装置(4)中产生的沉淀从其底部进入到泥油池(5)中，经过气浮沉淀装置(4)处理后的废水从其上部进入到油水分离器(6)中，经过油水分离器(6)处理后的废水再进入到AOAO生化处理装置(7)的厌氧段中进行处理，然后依次经过兼氧段、缺氧段和好氧段进行处理，最后进入到沉淀池中，沉淀池与出水管连通；油水分离器(6)分离出来的油进入到泥油池(5)中。
4.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于二氧化碳压缩机(2)的运行压力为0.05MPa-1.0MPa。
5.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于气浮沉淀装置(4)中二氧化碳微纳米气泡的释放方式为：气水量按10mL-200mL/L，二氧化碳微纳米气泡的直径为10nm-100μm。
6.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于所述的絮凝剂为硅藻土、高岭土、聚合氯化铝或复合絮凝剂；所述的复合絮凝剂是按以下步骤制备的：将戊二醛和聚环氧乙烷混合均匀，再在50℃-60℃下反应2-3h，再加入硅藻土、聚合氯化铝、过硫酸铵和去离子水，搅拌均匀，再在50℃-60℃下反应2-3h，过滤，干燥，得到复合絮凝剂。所述的戊二醛与聚环氧乙烷的质量比为(10-50):(20-35)；所述的戊二醛与硅藻土的质量比为(10-50):(150-300)；所述的戊二醛与聚合氯化铝的质量比为(10-50):(20-30)；所述的戊二醛与过硫酸铵的质量比为(10-50):(5-10)。
7.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于所述的厌氧段采用的厌氧发酵技术为EGSB、UASB或IC；厌氧段的水利停留时间为4h-48h。
8.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于所述的兼氧段的溶解氧浓度为0.2-1.5mg/L，水力停留的时间为8h-24h，采用完全混合式或附着式生物填料形式，填料采用MBBR、组合填料和生物活性碳中的一种。
9.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于所述的缺氧段的溶解氧浓度为0.01mg/L-0.5mg/L，水力停留的时间为8h-48h，采用脱氮生物滤池或附着式生物填料形式，滤料采用火山岩、石英砂中的一种，填料采用MBBR、组合填料和生物活性碳中的一种。
10.根据权利要求3所述的一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，其特征在于所述的好氧段的溶解氧浓度为0.5mg/L-4mg/L，水力停留的时间为8h-48h，采用曝气生物滤池或附着式生物填料形式，滤料采用沸石、火山岩、石英砂中的一种，填料采用MBBR、组合填料和生物活性碳中的一种。
发明内容
本发明的目的是要解决现有处理高浓度含酚含油废水的方法存在去除率低，空气气浮造成大量泡沫、COD升高、可生化性降低，空气气浮中氧气将酚类污染物氧化成苯醌等难降解物质的问题，而提供一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置及利用其处理高浓度含酚含油废水的方法。
一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置，包括二氧化碳储气罐、二氧化碳压缩机、微纳米气泡发生器、气浮沉淀装置、泥油池、油水分离器、AOAO生化处理装置和二氧化碳净化器；
所述的二氧化碳储气罐的出气口与二氧化碳压缩机的进气口相连通，二氧化碳压缩机的出气口与微纳米气泡发生器的进气口相连通，微纳米气泡发生器的出气口与气浮沉淀装置的下部相连通，气浮沉淀装置的底部与泥油池相连通，泥油池的上部分别与油水分离器和二氧化碳净化器连通，二氧化碳净化器与二氧化碳储气罐相连通；油水分离器与AOAO生化处理装置中的厌氧段相连通；
所述的AOAO生化处理装置包括自上而下设置的厌氧段、兼氧段、缺氧段、好氧段和沉淀池；厌氧段、兼氧段、缺氧段、好氧段和沉淀池依次连通，其中沉淀池与出水管连通。
利用一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理装置处理高浓度含酚含油废水的方法，是按以下步骤完成的：
一、将高浓度含酚含油废水引入到气浮沉淀装置中，向气浮沉淀装置中投入絮凝剂，调节废水的pH值为3-6，二氧化碳储气罐中的常压二氧化碳通过二氧化碳压缩机压缩后进入到微纳米气泡发生器中，微纳米气泡发生器将压缩的二氧化碳转变为二氧化碳微纳米气泡，二氧化碳微纳米气泡进入到气浮沉淀装置中，与水中油、酚、悬浮物等污染物充分接触上浮至水面，再从气浮沉淀装置的顶部逸出，进入到二氧化碳净化器中净化回收，最后进入到二氧化碳储气罐中，循环利用；
二、气浮沉淀装置中产生的沉淀从其底部进入到泥油池中，经过气浮沉淀装置处理后的废水从其上部进入到油水分离器中，经过油水分离器处理后的废水再进入到AOAO生化处理装置的厌氧段中进行处理，然后依次经过兼氧段、缺氧段和好氧段进行处理，最后进入到沉淀池中，沉淀池与出水管连通；油水分离器分离出来的油进入到泥油池中。
本发明的优点：
一、本发明致力于一种高效节能的高浓度含酚含油废水处理方法，本发明所述方法优势主要体现在：与传统处理方法相比，该种方法可以有效去除废水中的酚类污染物，去除率可达98％以上，保证后续生化处理的进行；避免空气气浮造成大量泡沫、COD升高、可生化性降低，酚类污染物去除率低的问题；避免空气气浮中氧气将酚类污染物氧化成苯醌等难降解物质；
二、本发明利用二氧化碳溶于水形成碳酸降低高浓度含酚废水的pH；利用形成的碳源的不稳定性，易分解成二氧化碳和水，处理后pH升高，不需要碱加药回调，同时避免投加的酸、碱盐分进入后续生化处理装置；利用加压二氧化碳释放过程吸热，降低水温，辅助絮体析出；利用碳酸分解形成碳酸盐降低硬度，利用产生的碳酸钙加速絮体沉淀；利用二氧化碳回收净化装置实现二氧化碳的回收利用，减少处理成本；
三、本发明利用AOAO厌氧段，将二氧化碳除油脱酚后水中的难生物降解物质分解为小分子易生物降解物质，去除或分解水中的蒽、芴、萘、茆、芘、吡啶、喹啉等难降解有机污染物，提高废水的可生化性；利用AOAO兼氧段脱通过曝气，去除水中酚类和以苯胺类为主的含氮杂环污染物污染物，降低COD；利用AOAO缺氧段实现低能耗去除硝酸盐、硫酸盐和对-甲酚等污染物；利用AOAO好氧段进行去除COD、氨氮、磷等污染物；沉淀池进行泥水分离，泥回流至兼氧段，上清液排放或深度处理；
四、本发明中复合絮凝剂中含有的醛基类物质可以与高浓度含酚含油废水中的酚类有机物发生酚醛缩聚反应，生成较大的带电荷基团分子，再与聚合氯化铝、硅藻土发生反应，产生压缩双电层效应，产生絮凝，凝聚到一定体积后即在重力作用下脱离水相形成沉淀；使用复合絮凝剂可以有效降低高浓度含酚含油废水的浓度，使得废水快速达到排放标准；
五、本发明的方法适用于广大石油化工企业和煤化工企业的含酚含油废水处理，是一种符合“双碳”目标下的低成本含酚含油废水处理方法，应用前景广阔。
（发明人：马军;张瑛洁;刘鹏程;程喜全;宋丹;王凯;朱彦磊）
