一種甲苯硝化廢水的處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及含硝基芳香化合物廢水的處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 硝基甲苯是重要的精細(xì)化工中間體，由甲苯硝化制得。甲苯硝化工藝會產(chǎn)生大量 的硝化廢水，其中含有較多硝基芳香化合物，具有副產(chǎn)物多、毒性大、難以生化等特點(diǎn)，直接 排放會對自然水體的水生生態(tài)系統(tǒng)和土壤陸地生態(tài)系統(tǒng)會產(chǎn)生一系列的生態(tài)影響和環(huán)境 效應(yīng)。硝基芳烴化合物能夠在生物體內(nèi)積累，在生物鏈內(nèi)產(chǎn)生放大效應(yīng)，甚至?xí)：ι?康。由于硝基芳香化合物排入生化系統(tǒng)容易導(dǎo)致微生物死亡，因此，甲苯硝化廢水不能直接 采用生化工藝處理。
[0003] 目前國內(nèi)對甲苯硝化廢水的處理工藝以化學(xué)藥劑法為主，g卩：投加 NaCIO、Fenton 試劑、鐵粉;但該方法存在產(chǎn)生大量含有硝基苯及硝基苯酚類物質(zhì)的含鐵污泥，而該類污泥 屬于危險廢棄物，其處理成本高昂，屬于國家嚴(yán)格控制的污染物。若采用臭氧氧化法，可達(dá) 到Fenton試劑相當(dāng)效果，同時不產(chǎn)生污泥，但由于臭氧處理成本較高限制該技術(shù)的推廣應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種甲苯硝化廢水的處理方法及系統(tǒng)，能夠有效 處理甲苯硝化廢水，處理效果好、效率高，與單純使用臭氧處理相比具有較低的處理成本。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種甲苯硝化廢水的處理方 法，包括以下步驟:先將甲苯硝化廢水進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行深度處理； 所述預(yù)處理包括:將甲苯硝化廢水均質(zhì)、均量后，與臭氧接觸進(jìn)行預(yù)氧化處理，提高廢 水的可生化性;將預(yù)氧化處理后的廢水進(jìn)行生化處理，生化處理完后進(jìn)行固液分離，得預(yù)處 理后廢水，所述生化處理依次包括厭氧生化處理、好氧生化處理、兼氧生化處理、二級好氧 生化處理； 所述深度處理包括:將預(yù)處理后廢水與臭氧接觸進(jìn)行后氧化處理，進(jìn)一步提高廢水的 可生化性;將后氧化處理后的廢水通入曝氣生物濾池進(jìn)行處理。
[0006] 進(jìn)一步地，所述預(yù)氧化處理過程和后氧化處理過程所用臭氧的濃度為140~ 150mg/L，臭氧加入廢水的方法相同，為:將臭氧以曝氣的方式分三段投加入廢水中，各段之 間臭氧投加量之比依次為2:2:1，每段中設(shè)有三個投加點(diǎn);所述預(yù)氧化處理過程和后氧化處 理過程臭氧與廢水接觸時間均不小于4個小時。
[0007] 進(jìn)一步地，所述厭氧生化處理、好氧生化處理、兼氧生化處理和二級好氧生化處理 均將廢水通入相應(yīng)的移動床生物膜反應(yīng)器中進(jìn)行生化處理，各生化處理單元的水力停留時 間不小于25個小時。
[0008] 進(jìn)一步地，所述生化處理完后進(jìn)行固液分離的方法為:將廢水通入豎流沉淀池，沉 淀生化系統(tǒng)產(chǎn)生的固體懸浮污染物。
[0009] 進(jìn)一步地，所述曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)從下到上依次為:布水布?xì)鈱?、鵝卵石級承托 層、輕質(zhì)陶粒生物濾料層、清水層；后氧化處理后的廢水由布水布?xì)鈱油ㄈ肫貧馍餅V池， 經(jīng)所述承托層到達(dá)所述濾料層，進(jìn)行生物接觸，發(fā)生有機(jī)物降解和氨氮硝化反應(yīng)。
[0010] -種甲苯硝化廢水的處理系統(tǒng)，包括依次以管道連通的調(diào)節(jié)池、臭氧接觸預(yù)氧化 池、厭氧移動床生物膜反應(yīng)器、一級好氧移動床生物膜反應(yīng)器、兼氧移動床生物膜反應(yīng)器、 二級好氧移動床生物膜反應(yīng)器、沉淀池、緩沖水池、臭氧接觸后氧化池、曝氣生物濾池、清水 池；甲苯硝化廢水依次通過各池處理后到達(dá)清水池，再排出所述處理系統(tǒng)； 所述臭氧接觸預(yù)氧化池和臭氧接觸后氧化池內(nèi)均設(shè)有三個臭氧曝氣裝置，所述臭氧曝 氣裝置與臭氧發(fā)生裝置連通，所述臭氧發(fā)生裝置為板式臭氧發(fā)生器； 所述厭氧移動床生物膜反應(yīng)器包括厭氧池和位于厭氧池內(nèi)的懸浮填料及厭氧微生物， 所述厭氧池的出水端設(shè)有填料攔截網(wǎng)； 所述一級好氧移動床生物膜反應(yīng)器和二級好氧移動床生物膜反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同，分別包 括一級好氧池和二級好氧池，各好氧池內(nèi)均設(shè)有懸浮填料及好氧微生物，各好氧池的底部 均設(shè)有空氣曝氣裝置，各好氧池的出水端均設(shè)有填料攔截網(wǎng)； 所述兼氧移動床生物膜反應(yīng)器包括兼氧池和位于兼氧池內(nèi)的懸浮填料及厭氧微生物 和好氧微生物，所述兼氧池的出水端設(shè)有填料攔截網(wǎng)； 所述厭氧池和兼氧池內(nèi)均設(shè)有攪拌機(jī)； 所述曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)從下到上依次為:布水布?xì)鈱?、鵝卵石級承托層、輕質(zhì)陶粒生 物濾料層、清水層，所述布水布?xì)鈱釉O(shè)有進(jìn)液管和曝氣布?xì)夤?，所述清水層與清水池連通。
[0011] 進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有預(yù)曝氣系統(tǒng)。
[0012] 進(jìn)一步地，所述臭氧接觸預(yù)氧化池和臭氧接觸后氧化池均為連續(xù)依次連通的三 個。
[0013] 進(jìn)一步地，所述沉淀池為豎流沉淀池。
[0014] 進(jìn)一步地，所述曝氣生物濾池的輕質(zhì)陶粒生物濾料層采用粒徑規(guī)格為Φ 3~5mm和 Φ 5~7mm球型輕質(zhì)陶粒濾料，濾層高度2500mm，承托層鵝卵石粒徑包括Φ 4-8mm和Φ 8-16mm，承托層高度300mm。
[0015] 本發(fā)明方法的原理為:采用臭氧技術(shù)對甲苯硝化廢水進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水的可 生化性(B/C比），之后用成本很低的生化方法進(jìn)行處理。
[0016] 兼氧池為缺氧池，其內(nèi)微生物為兼性微生物，將污水中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，同時利 用有機(jī)碳源作為電子供體，將好氧池產(chǎn)生的n〇 2-n、n〇3-n轉(zhuǎn)化為N2，而且還利用部分有機(jī)碳 源和氨氮合成新的細(xì)胞物質(zhì)。所以缺氧池不僅具有一定的有機(jī)物去除功能，減輕后續(xù)二級 好氧池的有機(jī)生化處理負(fù)荷，而且依靠污水中的高濃度有機(jī)物，完成反硝化作用，消除氮的 富營養(yǎng)化污染。
[0017] 經(jīng)過兼氧池的生化作用，廢水中仍有一定量的有機(jī)物和較高的氮氨存在，為使有 機(jī)物進(jìn)一步氧化分解，同時在碳化作用趨于完全的情況下硝化作用能順利進(jìn)行，特設(shè)置二 級好氧池，二級好氧池的處理依靠自養(yǎng)型細(xì)菌(硝化菌)完成，它們利用有機(jī)物分解產(chǎn)生的 無機(jī)碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為N〇2-N、N〇3-N，從而達(dá)到 去除廢水中有機(jī)物和氨氮的目的。
[0018] 深度處理中臭氧接觸后氧化處理一方面降解廢水中的部分有機(jī)污染物，降低廢水 COD;另一方面通過臭氧的強(qiáng)氧化作用，將廢水中高分子、大分子的有機(jī)污染物分解為低分 子、小分子易于生化降解的有機(jī)物，從而改善廢水的可生化性(提高B/C比）。
[0019] 經(jīng)臭氧后氧化后的廢水進(jìn)入BAF內(nèi)進(jìn)行處理，進(jìn)一步地完成污水中有機(jī)物的降解 和氨氮的硝化，同時實(shí)現(xiàn)對各種懸浮物的過濾，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
[0020] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于： 1)本發(fā)明方法采用臭氧和生化方法處理技術(shù)的組合，能夠替代甲苯硝化廢水傳統(tǒng)的芬 頓氧化處理技術(shù)，避免含鐵污泥等危險廢物的產(chǎn)生，避免了二次污染及高昂的處理費(fèi)用。
[0021] 2)本發(fā)明方法臭氧氧化技術(shù)采用三段式投放，臭氧的利用率高，能夠達(dá)到95%以 上，臭氧的產(chǎn)生采用板式臭氧發(fā)生器，更加節(jié)能。
[0022] 3)本發(fā)明方法生化處理中引入?yún)捬跻苿哟采锬ぜ夹g(shù)，比單純僅采用好氧技術(shù)的 常規(guī)工藝更能提高生化系統(tǒng)對該類難降解化工廢水的抗沖擊力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;本發(fā)明 方法生化處理中使微生物在缺氧、好氧狀態(tài)下交替運(yùn)行進(jìn)行微生物篩選，經(jīng)篩選的微生物 不但可有效地去除廢水中的有機(jī)物和氨氮等污染物，而且抑制了絲狀菌的繁殖，可避免發(fā) 生污泥膨脹現(xiàn)象;本發(fā)明方法生化處理還具有耐沖擊負(fù)荷高，操控性好，污泥沉降性能好、 操作簡單方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0023] 4)本發(fā)明方法深度處理采用臭氧處理和曝氣生物濾池的工藝，用臭氧技術(shù)提高可 生化性，曝氣生物濾池采用優(yōu)質(zhì)陶粒濾料，非常有利于分解污染物的微生物生長，同時該濾 料可有效攔截各種懸浮物(SS)，通過協(xié)同作用，確保出水水質(zhì)達(dá)到國標(biāo)一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)， 使得該類難降解化工廢水達(dá)到市政污水廠外排水相當(dāng)?shù)乃?，?yīng)用本發(fā)明方法及系統(tǒng)處理 甲苯硝化廢水，其C0D可從原水中的10000~14000降低至50以下，氨氮可從數(shù)千降低到10以 下。
[0024