公布日：2023.12.01
申请日：2023.09.13
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种含对羧基三联苯类污水的减碳零排放处理方法及系统，采用对氧化尾气的液体污水进行单独处理的技术方案，先加入氢氧化钠与尾气洗涤塔污水反应生成碳酸钠，实现二氧化碳的回收；然后采用好氧池加生物膜池，去除易降解COD，再经锰砂过滤器去除有害金属离子，然后膜分离浓缩回收部分水；反渗透浓水经过臭氧催化氧化去除对羧基三联苯粘度大的物质，防止堵塞蒸发器，进一步蒸发浓缩回收水；浓缩后的碳酸钠和溴化钠经离心分离碳酸钠和溴化钠，并回收水。采用本发明的技术方案可以实现PTA生产装置中氧化尾气洗涤吸收单元中含溴、含盐、高COD污水的回收利用，以及二氧化碳回收利用，达到碳中和和污水的零排放的目的。
权利要求书
1.一种含对羧基三联苯类污水的减碳零排放处理方法，其特征在于，所述处理方法包括下列步骤：步骤A：对尾气洗涤塔废水原水进行预处理，所述预处理包括对尾气洗涤塔废水原水进行降温处理，然后加入氢氧化钠使其与尾气洗涤塔D-172废水中的碳酸根离子反应，得到碳酸钠；步骤B：对预处理后的污水依次进行好氧处理和膜生物反应处理，主要去除浓度高的容易降解的COD，即去除大部分高浓度有机物，所得污泥输送至污泥脱水单元；所述好氧处理的污水进水流量为30～50t/h，空气与污水中COD的质量比例为(30～20):1；空气与污水中COD的质量比例为(10～5):1；步骤C：膜生物反应处理后的污水进入锰砂过滤器，除去铁镍有害离子，进水流量30～50t/h，反洗流量1.5～1.7吨/次；步骤D：对锰砂过滤处理后的污水进行反渗透(RO)处理，以提纯浓缩对羧基三联苯等难降解有机物，得到反渗透产水和反渗透浓水；其中，污水进水流量为30～50t/h，反渗透压力为3～5MPa；反渗透产水进入回用水装置作为回用水，大约得到75％的反渗透产水，反渗透产水的出水流量为22.5～28t/h；得到7.5～10t/h反渗透浓水；步骤E：对反渗透浓水进行臭氧催化氧化处理，以进一步去除对羧基三联苯等难降解有机物；臭氧与污水中COD的质量比例为(2～1)：1；步骤F：臭氧催化氧化处理后的浓水进入多效蒸发结晶单元，通过蒸发浓缩、结晶浓水中的溴化钠和碳酸钠，得到碳酸钠晶浆、蒸发浓缩后的浓缩物和蒸发产水，所得冷凝液回用作为补充水；其中，多效蒸发结晶单元的进料流量为7.5～12.5t/h，得到的蒸发产水为6.68～8.35t/h；步骤G：蒸发浓缩后的浓缩物、碳酸钠晶浆进入离心分离单元，分离出碳酸钠和溴化钠的混合物，其中，蒸发浓缩后的浓缩物的进料流量为1.18～1.47t/h；步骤H：反渗透产水和蒸发产水进入回用水装置，经过回用水膜处理后可作为循环水补水。
2.根据权利要求1所述的含对羧基三联苯类污水的减碳零排放处理方法，其特征在于，步骤A中，尾气洗涤塔废水原水的进料流量为30～50t/h，进料浓度为0.5～2％W/W；预处理的温度20～30℃，预处理的压力为0.2～0.3MPa，氢氧化钠和尾气洗涤塔废水中碳酸根离子含量的质量比例为2：1；控制预处理的反应体系pH值在7～9之间；所述碳酸根离子是PTA制备过程中氧化单元中对二甲苯和空气反应的副产物CO2溶于污水中形成的；和/或，步骤B中，所述好氧处理的污水进水流量为30～50t/h，好氧处理的空气供应量为250～350m3/h，空气与污水中COD的质量比例为(30～20):1；膜生物反应处理的空气供应量为100～200m3/h，空气与污水中COD的质量比例为(10～5):1；好氧处理的温度为20～30℃，pH值为6～9；和/或，步骤C中，膜生物反应处理后的污水进水流量30～50t/h，反洗流量1.5～1.7吨/次，锰砂过滤器的运行滤速为4m/h，强制反洗滤速为8m/h；所述锰砂过滤处理用于去除污水中的有害金属离子铁和镍。和/或，步骤D中，经锰砂过滤器处理后的污水经过反渗透膜提纯浓缩，反渗透产水进入回用水装置作为回用水，得到70％～80％的反渗透产水，反渗透膜中污水进料流量为30～50t/h，反渗透压力3～5MPa，反渗透产水的出水流量为22.5～28t/h；和/或，步骤E中，臭氧催化氧化反应器的反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗水为本级处理出水，反冲洗空气来自滤板下部的反冲洗气管，反冲洗时滤料层有轻微膨胀，在汽水对滤料的冲刷下，被截留的SS等杂质与滤料分离，冲洗下来的杂质随反冲洗排水排出反应器；优选地，步骤E中，所述臭氧催化氧化处理的反应时间为1小时，反洗水量为5m3/h，臭氧与污水中COD的质量比例为(2～1)：1，气体洗涤气量为20m3/h，催化剂为铝基金属催化剂，所述催化剂的年固定投加量为4.9～5.1立方米固定床；步骤E的目的在于去除污水中杂环物质和对羧基三联苯；和/或，步骤F中，多效蒸发结晶单元的进料流量为7.5～12.5t/h，得到的蒸发产水为6.68～8.35t/h；其中，多效蒸发浓缩比为3～5，温度为65～90℃，压力为0.02～0.06MPa，优选地，步骤F中，通过离心分离单元得到的碳酸钠和溴化钠的混合物中含水量10％，离心分离单元得到的碳酸钠和溴化钠的混合物的产量500～600kg/h；和/或，步骤G中，蒸发浓缩后的浓缩物的进料流量为1.18～1.47t/h。
3.根据权利要求1或2所述的含对羧基三联苯类污水的减碳零排放处理方法，其特征在于，步骤B中，好氧处理中要求好氧池内污水最大回流比为500，活性污泥最大回流比为100，反应时间为50小时，污泥负荷4000mg/L。
4.根据权利要求1或2所述的含对羧基三联苯类污水的减碳零排放处理方法，其特征在于，步骤F中，多效蒸发结晶单元中的分盐分质结晶工艺所需的热源采用主装置的副产蒸汽，所述副产蒸汽的压力为0.32～0.38MPa，温度为145～150℃。
5.根据权利要求1或2所述的含对羧基三联苯类污水的减碳零排放处理方法，其特征在于，步骤D得到的反渗透水和步骤G得到的蒸发产水经过回用水膜处理后送到装置循环水作为补水。
6.一种减碳回收含对羧基三联苯污水钠盐零排放系统，其特征在于，所述系统包括：预处理装置，用于将尾气洗涤塔废水中的碳酸根离子转化为碳酸钠；好氧-MBR反应池，与所述预处理装置连接，用于处理来自所述预处理装置的废水；锰砂过滤器，所述锰砂过滤器与好氧-MBR反应池的出水口连接，用于对MBR产水进行锰砂过滤处理，去除污水中的有害金属离子；高压反渗透装置，与好氧-MBR反应池的出水口连接，用于对来自好氧-MBR反应池的废水进行反渗透处理；臭氧催化氧化装置，与所述高压反渗透装置的浓水出口连接，用于对来自臭氧催化氧化装置的浓水中的难降解有机物进行降解；多效蒸发结晶单元，与所述臭氧催化氧化装置的出水口连接，用于蒸发、浓缩、结晶来自臭氧催化氧化装置的废水中的溴化钠和碳酸钠，并通过固液分离设备获得溴化钠和碳酸钠混合物；回用水膜处理单元，与多效蒸发结晶单元中的冷凝水出口以及高压反渗透装置的反渗透产水出口连接，用于对冷凝水和/或反渗透水进行净化处理。
7.根据权利要求6所述的减碳回收含对羧基三联苯污水钠盐零排放系统，其特征在于，所述好氧-MBR反应池包括好氧池和生物膜反应(MBR)池，主要用于处理高浓度的容易降解的COD，得到MBR产水；和/或，所述高压反渗透装置包括高压反渗透器和反渗透浓水池；所述高压反渗透器与所述锰砂过滤器的出水口连接，用于对锰砂过滤处理后的出水进行高压反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水；所述反渗透浓水池与用于对高压反渗透器的浓水出水口连接，用于储存反渗透浓水；和/或，所述臭氧催化氧化装置用于使用臭氧和催化剂对反渗透浓水进行催化氧化处理，优选地，所述催化剂采用活性铝基金属催化剂；优选地，所述臭氧催化氧化反应器包括塔体、布水、反冲洗布水布气系统、承托层、催化剂层和臭氧投加系统；催化氧化反应器的反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗水为本级处理出水，反冲洗空气来自滤板下部的反冲洗气管，反冲洗时滤料层有轻微膨胀，在气水对滤料的冲刷下，被截留的SS等杂质与滤料分离，冲洗下来的杂质随反冲洗排水排出反应器；和/或，所述多效蒸发结晶单元包括蒸发结晶器、碳酸钠离心机、溴化钠-碳酸钠蒸发装置、溴化钠-碳酸钠增稠装置和溴化钠-碳酸钠离心装置；和/或，所述回用水膜处理单元包括回用水装置和回用水膜处理装置，所述回用水装置的入口分别与高压反渗透装置的反渗透产水出口、蒸发结晶器的蒸发结晶产水出口、和溴化钠-碳酸钠蒸发装置的蒸发冷凝水出口连接，用于将反渗透产水、蒸发结晶产水和蒸发冷凝水回收到回用水装置中；和/或，所述预处理装置包括尾气洗涤塔废水储罐和换热器，所述尾气洗涤塔废水储罐用于储存尾气洗涤塔废水并采用碱性化合物对其进行中和处理；所述尾气洗涤塔废水包含碳酸根离子。
8.根据权利要求6或7所述的减碳回收含对羧基三联苯污水钠盐零排放系统，其特征在于，所述多效蒸发结晶单元中，所述蒸发结晶器与所述臭氧催化氧化装置的出水口连接，用于用于对臭氧催化氧化后的出水进行蒸发处理，得到碳酸钠晶浆和蒸发结晶产水；所述碳酸钠离心机与碳酸钠晶浆罐的出料口连接，用于对碳酸钠晶浆进行离心分离得到碳酸钠晶体、离心浓缩液和离心母液；所述溴化钠-碳酸钠蒸发装置与所述碳酸钠离心装置的离心母液罐出口连接，用于通过蒸发将离心母液中含有的溴化钠和碳酸钠进行浓缩处理，得到溴化钠-碳酸钠浓缩液和蒸发冷凝水；所述溴化钠-碳酸钠增稠装置与所述溴化钠-碳酸钠蒸发装置的溴化钠-碳酸钠浓缩液的出口连接，用于对溴化钠-碳酸钠浓缩液进行增稠处理，得到溴化钠-碳酸钠增稠液；所述溴化钠-碳酸钠离心装置与所述溴化钠-碳酸钠增稠装置连接，用于对增稠处理后的溴化钠-碳酸钠增稠液进行离心处理，得到溴化钠和碳酸钠。
9.根据权利要求6或7所述的减碳回收含对羧基三联苯污水钠盐零排放系统，其特征在于，所述多效蒸发结晶单元中，所述碳酸钠离心装置的离心浓缩液出口与蒸发结晶器连接，用于使离心浓缩液回流到蒸发结晶器进行再次蒸发结晶，从而回收碳酸钠晶体。
10.根据权利要求6或7所述的减碳回收含对羧基三联苯污水钠盐零排放系统，其特征在于，所述回用水膜处理装置与所述回用水装置的出口连接，用于对所述回用水装置中的回用水进行膜处理，所得膜处理产水可作为循环水补水。
（发明人：崔甲军;管向伟;陈建军;魏茂清;杨帆;郑伟;钱枝茂）
