CN103951101B - 一种硝基氯苯生产废水的处理方法及处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种硝基氯苯生产废水的处理方法及处理系统，硝基氯苯生产废水泵入调节池，调节其pH值至酸性，然后废水进入氧化池，加入氧化剂次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸进行化学氧化处理，氧化池出水排入中和池，调节废水pH值至中性，中和池出水进入混凝池，加入混凝剂聚合氯化铝、聚合氯化铁和聚丙烯酰胺中的一种或多种进行混凝反应，混凝池出水进入沉淀池，沉淀池内沉淀分离后的上清液溢流至清水池，达标外排，沉淀池内池底沉淀污泥经浓缩、过滤进行安全处理，浓缩和过滤过程产生的废液进入调节池重新处理。本发明处理后的硝基氯苯生产废水中的出水硝基氯苯和其它硝基苯类化合物去除率达到99%，具有处理效率高、运行费用低、无二次污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种硝基氯苯生产废水的处理方法及处理系统。
背景技术
硝基氯苯(Nitrochlorobenzenes)是一类含氯含硝基芳香烃化合物，广泛用作医药、染料和农药生产的中间体，而我国是世界上邻、对硝基氯苯产量最大的国家之一。2002年，世界硝基氯苯类化合物的产量为43万t/a，中国产量为33万t/a，占到世界总产量的76.7%。2003年，我国硝基氯苯产量达37万吨，年增长12%。
硝基氯苯会通过多种途径进入环境中，成为污染物。一些研究表明，邻硝基氯苯是基因毒素，具有“三致”作用。欧盟于1982年就宣布硝基氯苯是一种特别有害的化合物，且在环境中难以降解，能引起哺乳动物和人的高铁血红蛋白血症(Methemoglobinemia)，并且具有致癌作用。因此，对这类污染物进行及时和有效的清除对保障社会安全、保护生态环境具有重要的意义。
硝基氯苯因其硝基和氯取代基均为吸电子基团，引起苯环上电子云密度下降、氧化酶的亲电子攻击受阻，从而导致该类有机污染物难以被好氧生物降解。为强化含氯含硝基芳香烃的转化与降解，国内外学者开展了Fenton氧化、光催化氧化、臭氧氧化等高级化学氧化以及厌氧生物处理等方面。国内主要从微生物降解、臭氧催化氧化、电化学法和活性炭吸附等方面入手进行了硝基氯苯去除研究。
专利201110320747，采用硝基苯工程菌、无机氧化剂和催化剂复配成复合药剂的处理方式，其存在曝气耗能大、工艺流程长等不足。专利CN102603050A，利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水，处理时间1~3小时，耗时长、且反应副产物硫化物需要后续工艺进一步处理。专利CN103214057A，采用紫外/可见光镧催化双氧水氧化工艺处理硝基氯苯废水，其钙钛矿型超细粉体制作生产工艺复杂。专利CN103073139A，采用汽提和Fenton组合工艺处理硝基氯苯废水，其中汽提处理和紫外中压汞灯均耗能较大。此外，许恒韬2010年采用铁炭还原/生物降解/臭氧联合处理硝基氯苯类废水，李金玉2010年进行电化学方法处理邻硝基氯苯的研究，纪峰2010年进行了粉末活性炭对硝基氯苯类污染物的吸附特性研究，刘磊等2007年进行了Comamonas sp. strain CNB-1降解氯代硝基苯试验研究，杜曦进行了Ag/TiO2对邻硝基氯苯废水的催化氧化降解研究。
以上专利和研究表明，对于成分复杂、浓度较高的难降解硝基氯苯废水，应用单一的生物降解、化学(催化)氧化、电化学氧化和活性炭吸附等处理工艺因存在毒性抑制、运行费用高、二次污染及有机物矿化不彻底等问题，在实际应用中难以稳定、高效地运行。
发明内容
本发明的目的就是提供一种采用化学氧化和混凝沉淀组合工艺对硝基氯苯生产废水进行处理的方法及处理系统，以克服现有技术中存在的上述问题。
为实现本发明目的，本发明的技术方案为：一种硝基氯苯生产废水的处理方法，步骤如下：
（1）、在搅拌作用下，将硝基氯苯生产废水的pH值调节至酸性；
（2）、在搅拌作用下，向步骤（1）的废水中加入氧化剂进行化学氧化处理；
本步骤中所述氧化剂为次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸；
（3）、在搅拌作用下，将化学氧化处理后的废水的pH值调节至中性；
（4）、在搅拌作用下，向步骤（3）的废水中加入混凝剂进行混凝反应；
（5）、对混凝反应后产生的沉淀物进行分离去除即可。
步骤（1）中，采用氢氧化钠和盐酸将硝基氯苯生产废水的pH值调至1~3。
步骤（2）中，所述氧化剂采用质量浓度为5~10%的溶液，其投加量为20~50L/m3，反应10~30min。
步骤（3）中，采用氢氧化钠将化学氧化处理后的废水的pH值调节至中性。
步骤（4）中，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁和聚丙烯酰胺中的一种或多种，所选混凝剂均采用质量浓度为5~15%的溶液，其总投加量为1~2L/m3，反应20~30min。
步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）中，搅拌速度分别为50~60r/min、55~65r/min和75~85r/min。
本发明实现上述硝基氯苯生产废水的处理方法所采用的处理系统，包括依次连接的调节池、氧化池、中和池、混凝池和沉淀池，调节池用于将硝基氯苯生产废水的pH值调至酸性；氧化池用于接受来自调节池的废水，并添加次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸进行化学氧化处理；中和池用于接受来自氧化池的处理液，并将处理液的pH值调至中性；混凝池用于接受来自中和池的处理液，并进行混凝反应；沉淀池用于接受来自混凝池的处理液，并进行沉淀分离；沉淀池中经沉淀分离后的上清液送至清水池后排放，沉淀池中经沉淀分离后的污泥通过污泥泵送入污泥浓缩池进行浓缩，污泥浓缩池的上清液送至调节池，污泥浓缩池的浓缩污泥通过污泥泵送至板框压滤机进行压滤，板框压滤机的滤液送至调节池，滤饼装入危险废物安全处置装置；其中氧化池、中和池和混凝池均设置有搅拌机。
所述调节池和氧化池采用玻璃钢防腐，饱和环氧树脂涂布，采用五层树脂三层玻璃纤维布进行施工。
有益效果：本发明方法有效利用硝基氯苯类化合物与次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸的反应特性，使废水中的硝基氯苯和其它硝基苯类化合物被氧化生成溶解度小的有机物析出，并在混凝剂的混凝作用下沉淀分离，使得处理后的硝基氯苯生产废水中的出水硝基氯苯和其它硝基苯类化合物去除率达到99%，达到一级排放标准。本发明方法相对于现有技术具有处理效率高、运行费用低、无二次污染、流程短、操作容易等优点，适合工业化处理。
附图说明
图1为本发明的处理方法的流程图。
具体实施方式
结合本发明的废水处理系统来详细说明本发明的硝基氯苯生产废水的处理方法。
硝基氯苯生产废水泵入调节池后，向调节池中投加氢氧化钠和盐酸溶液，调节废水的pH值至1~3，使废水处于酸性环境；调节池出水进入到氧化池中，酸性环境中，搅拌作用下，向氧化池内投加氧化剂次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸，氧化剂与废水中的硝基氯苯、硝基苯类化合物发生氧化反应，其主要产物为对氯酚、5-氯-2-硝基酚等极微溶于水的化合物，这些产物在废水中呈混浊状析出。氧化池出水排入中和池，搅拌作用下，向中和池中投加氢氧化钠，将氧化后废水的pH值调节到中性。中和池出水进入混凝池，搅拌作用下，向混凝池内投加混凝剂，在混凝剂作用下，氧化产物混凝聚集成大颗粒。混凝池出水进入斜管沉淀池，在重力作用下混凝聚集成的大颗粒物沉淀分离。沉淀池内沉淀分离后的上清液溢流至清水池，达标外排。沉淀池内池底沉淀污泥通过污泥泵打入污泥浓缩池。污泥浓缩池中浓缩后的上清液排入调节池，污泥浓缩池内地下浓缩污泥定期通过污泥泵打入板框压滤机进行压滤。板框压滤机的滤液回流至调节池，滤饼装入危险废物储运筒，进行安全处置。在这个过程中，氧化池、中和池和混凝池内分别设置有搅拌机进行搅拌，搅拌转速分别为50~60r/min、55~65r/min和75~85r/min，其中调节池、氧化池、中和池、混凝池和沉淀池，废水停留时间分别为：5~10min、10~30min、5~10min、20~30min、30~50min。
实施例1
取200ml硝基氯苯生产废水，然后投加氢氧化钠和盐酸调节pH到1~3，反应5~10min。在搅拌转速55r/min情况下，向该酸性废水中投加次氯酸钠，反应10~30min。反应完全后投加氢氧化钠调节pH至中性，再投加聚合氯化铝溶液，搅拌转速为80r/min情况下反应20~30min，然后静置30~50min。上清液即出水，该上清液色度、COD和硝基苯类化合物采用HJ 592-2010《硝基苯类化合物的测定 气相色谱法》检测，符合GB8979-1996《污水综合排放标准》中的一级标准。
实施例2
采用本发明的废水处理系统，50m3/d的硝基氯苯废水8小时处理，连续运行，小时处理量为6.25m3。处理工艺过程见上述，工艺参数具体为：调节池内，采用质量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液和1mol/L的盐酸溶液调节pH到2，废水停留10min；氧化池的搅拌机搅拌速度维持在55r/min，氧化剂次氯酸钠溶液的质量浓度为8%，次氯酸钠溶液的投加量为30L/m3，废水停留20min；中和池内，搅拌机速度维持在60r/min，采用质量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节氧化后废水的pH为中性，废水停留8min；混凝池内，投加质量浓度为10%的聚合氯化铝溶液，聚合氯化铝溶液的投加量为1L/m3，搅拌速度为80r/min，废水停留25min；沉淀池内，废水停留40min，出水即可达标排放，清水池中水质经检测，硝基氯苯和其它硝基苯类化合物去除率达到99%，达到一级排放标准。具体检测结果见表1。
实施例3
采用本发明的废水处理系统，50m3/d的硝基氯苯废水8小时处理，连续运行，小时处理量为6.25m3。处理工艺过程见上述，工艺参数具体为：调节池内，采用质量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液和1mol/L的盐酸溶液调节pH到1，废水停留5min；氧化池的搅拌机搅拌速度维持在50r/min，氧化剂次氯酸钙溶液的质量浓度为10%，次氯酸钙溶液的投加量为20L/m3，废水停留10min；中和池内，搅拌机速度维持在65r/min，采用质量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节氧化后废水的pH为中性，废水停留5min；混凝池内，投加质量浓度为15%的聚合氯化铁溶液，聚合氯化铁溶液的投加量为2L/m3，搅拌速度为85r/min，废水停留20min；沉淀池内，废水停留30min，出水即可达标排放，清水池中水质经检测，硝基氯苯和其它硝基苯类化合物去除率达到99%，达到一级排放标准。
实施例4
采用本发明的废水处理系统，50m3/d的硝基氯苯废水8小时处理，连续运行，小时处理量为6.25m3。处理工艺过程见上述，工艺参数具体为：调节池内，采用质量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液和1mol/L的盐酸溶液调节pH到3，废水停留8min；氧化池的搅拌机搅拌速度维持在60r/min，氧化剂次氯酸溶液的质量浓度为5%，次氯酸溶液的投加量为50L/m3，废水停留30min；中和池内，搅拌机速度维持在55r/min，采用质量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节氧化后废水的pH为中性，废水停留10min；混凝池内，投加质量浓度为5%的聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺溶液的投加量为1L/m3，搅拌速度为75r/min，废水停留30min；沉淀池内，废水停留50min，出水即可达标排放，清水池中水质经检测，硝基氯苯和其它硝基苯类化合物去除率达到99%，达到一级排放标准。
表1硝基苯类物质检测结果（单位：mg/L）
注：1、硝基苯系物检测参照HJ 592-2010《硝基苯类化合物的测定 气相色谱法》。
2、硝基苯系物排放标准参照GB8979-1996《污水综合排放标准》中的一级标准。
Claims (7)
1.一种硝基氯苯生产废水的处理方法，其特征在于：步骤如下：
（1）、将硝基氯苯生产废水的pH值调节至酸性；
（2）、在搅拌作用下，向步骤（1）的废水中加入氧化剂进行化学氧化处理，以使废水中的硝基氯苯和其它硝基苯类化合物被氧化生成溶解度小的有机物析出；本步骤中所述氧化剂为次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸；
（3）、在搅拌作用下，将化学氧化处理后的废水的pH值调节至中性；
（4）、在搅拌作用下，向步骤（3）的废水中加入混凝剂进行混凝反应，以使步骤（2）氧化过程中析出的有机物生成沉淀物；
（5）、对混凝反应后产生的沉淀物进行分离去除即可。
2.如权利要求1所述的一种硝基氯苯生产废水的处理方法，其特征在于：步骤（1）中，采用氢氧化钠和盐酸将硝基氯苯生产废水的pH值调至1~3。
3.如权利要求1所述的一种硝基氯苯生产废水的处理方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氧化剂采用质量浓度为5~10%的溶液，其投加量为20~50L/m3，反应10~30min。
4.如权利要求1所述的一种硝基氯苯生产废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中，采用氢氧化钠将化学氧化处理后的废水的pH值调节至中性。
5.如权利要求1所述的一种硝基氯苯生产废水的处理方法，其特征在于：步骤（4）中，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁和聚丙烯酰胺中的一种或多种，所选混凝剂均采用质量浓度为5~15%的溶液，其总投加量为1~2L/m3，反应20~30min。
6.如权利要求1所述的一种硝基氯苯生产废水的处理方法，其特征在于：步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）中，搅拌速度分别为50~60r/min、55~65r/min和75~85r/min。
7.权利要求1所述的硝基氯苯生产废水的处理方法用的处理系统，其特征在于：包括依次连接的调节池、氧化池、中和池、混凝池和沉淀池，调节池用于将硝基氯苯生产废水的pH值调至酸性；氧化池用于接受来自调节池的废水，并添加次氯酸钠、次氯酸钙或者次氯酸进行化学氧化处理；中和池用于接受来自氧化池的处理液，并将处理液的pH值调至中性；混凝池用于接受来自中和池的处理液，并进行混凝反应；沉淀池用于接受来自混凝池的处理液，并进行沉淀分离；沉淀池中经沉淀分离后的上清液送至清水池后排放，沉淀池中经沉淀分离后的污泥通过污泥泵送入污泥浓缩池进行浓缩，污泥浓缩池的上清液送至调节池，污泥浓缩池的浓缩污泥通过污泥泵送至板框压滤机进行压滤，板框压滤机的滤液送至调节池，滤饼装入危险废物安全处置装置；其中氧化池、中和池和混凝池均设置有搅拌机。
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