CN106256788B - 一种处理含高浓度邻苯二甲酸二丁酯有机废水的组合工艺 - Google Patents
一种处理含高浓度邻苯二甲酸二丁酯有机废水的组合工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及利用臭氧氧化、好氧及活性炭吸附的组合工艺处理顺酐加氢法制备1,4‑丁二醇(BDO)过程中所产生的含高浓度邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的有机废水的方法。针对废水中高DBP含量的特点，通过臭氧氧化工艺对废水进行处理，提高有机废水的可生化性，处理后的污水进入好氧反应池进行深度处理，有效去除有机废水中化学需氧量(COD)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的含量，降低废水对于环境的危害，最后对废水进行活性炭吸附，实现达标排放。本发明所述的组合处理技术，充分实现了废水的治理，具有显著的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及利用“臭氧氧化+好氧+活性炭吸附”的组合工艺处理顺酐加氢法制备1,4-丁二醇(BDO)过程中所产生的含高浓度邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的有机废水的方法。
背景技术
邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种环境激素类物质，在日常生活和生产中应用广泛，主要用于塑料增塑剂、农药、印染、化妆品等的生产中，在土壤、水体、大气及生物体内均有DBP的存在。在顺酐加氢法生产1,4-丁二醇(BDO)的过程中，采用DBP作为有机溶剂，回收未反应的顺酐，实现产物分离，因此产生含高浓度DBP的有机废水。DBP在自然条件下的光解和水解速率都很缓慢，且容易在生物体内富集，引起中枢神经和周围神经系统的功能性变化，严重的产生致突变和致畸胎的作用。如果DBP污水未达到排放标准，则会导致水体中的生物免疫力下降、生殖能力降低等，对生态环境产生负面影响。
目前针对污水中DBP的去除主要采用微生物降解的处理方法，但是使用微生物降解的方法仅适用于污染物浓度较低的污水，含高浓度DBP的污水对菌体的生长会产生抑制作用，削弱微生物的降解效率。因此含高浓度DBP的工业废水不适宜直接使用微生物降解的方法处理。
采用臭氧氧化法处理DBP污水是一种高效的水处理工艺，通过臭氧与水中难降解的有机物充分接触发生反应，将大分子有机物断链开环，氧化成小分子物质。臭氧氧化法的主要优点是反应迅速，流程简单，没有二次污染问题。与活性炭吸附法结合，可以有效去除污水中的溶解性有机物，对于高浓度工业废水，这种组合工艺可以有效提高废水的可生化性，降低污水的化学需氧量(COD)，实现污水的深度处理，使污水达标排放。
专利“一种氧化去除饮用水中微量邻苯二甲酸二丁酯的方法”(ZL 02156734.4)提供了一种氧化去除饮用水中的邻苯二甲酸二丁酯的方法，以臭氧作为氧化剂，在静态反应装置中加入磷酸盐缓冲溶液，将臭氧通入该反应器中，使臭氧与水中的邻苯二甲酸二丁酯进行反应，控制pH在4.3～9.15范围内，反应时间为0～60min，处理后饮用水中的邻苯二甲酸二丁酯的去除率在45.4％～90％。该专利所涉及的含DBP的水为饮用水，水样浓度为10mg/L，浓度较低。而对于化工领域的含高浓度DBP的工业废水的处理方法还没有相关技术报道。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种有效处理含高浓度DBP的工业废水的方法，利用臭氧氧化、好氧及活性炭吸附的组合技术处理DBP废水，可以实现污水的达标排放，减少有机废水对环境的污染。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
所述含高浓度DBP的有机废水的水质特征为：pH为2.3～3.6，DBP浓度为310～490mg/L，COD浓度为2900～5000mg/L。
如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的有机废水置于容器中，向有机废水中加入碱，调节其pH至7～8。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP的有机废水加入到臭氧反应器中，臭氧持续通入，臭氧量为6～8mg/min，反应1～3h。
步骤3、好氧，使步骤2中反应后的含DBP的废水进入好氧反应池，污泥浓度为3000～5000mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在2～5mg/L，反应时间为10～20h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入500～1500mg/L活性炭，吸附2～4h。
在上述方案的基础上，步骤1中所述的碱均为氢氧化钠或者氢氧化钾。
在上述方案的基础上，步骤4中经活性炭吸附后的含DBP的废水，出水DBP浓度小于0.2mg/L,COD小于80mg/L，满足排放标准要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过臭氧氧化技术可以改变含DBP的污水中有机物的分子结构，使有机物大分子开环、断键，氧化成小分子有机物，从而更容易去除。
2)本发明中，通过微生物的好氧处理，含DBP废水的COD大幅度降低，实现了含DBP废水的深度处理。
3)本发明采用活性炭吸附的方法，进一步吸附废水中的溶解性有机物，保证出水水质达到排放标准。
4)经过臭氧氧化处理后的含DBP废水，其污染物浓度大幅降低，减少对微生物的毒性，减少对好氧处理系统的冲击性，使处理效果有明显的提高。
5)含高浓度DBP的有机废水经步骤1～4处理后，出水DBP浓度小于0.2mg/L,COD小于80mg/L，满足排放标准要求。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
采用顺酐加氢法制备1,4-丁二醇(BDO)，在BDO分离精制的过程中，用DBP作为溶剂回收未反应的顺酐，在此过程中产生了大量含有高浓度DBP的有机废水，所述含高浓度DBP的有机废水的水质特征为：pH为2.3～3.6，DBP浓度为310～490mg/L，COD浓度为2900～5000mg/L。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的有机废水置于容器中，向废水中加入碱，调节其pH至7～8。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP的有机废水加入到臭氧反应器中，臭氧持续通入，臭氧量为6～8mg/min，反应1～3h。例如：经步骤1处理后的有机废水加入到臭氧反应器中，臭氧持续通入，臭氧量为6～8mg/min，反应1～3h。
步骤3、好氧，使步骤2中反应后的含DBP的废水进入好氧反应池，污泥浓度为3000～5000mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在2～5mg/L，反应时间为10～20h，经过二沉池沉降后出水。例如：经步骤2处理后的有机废水进入好氧反应池，采用微孔曝气法曝气，反应时间为10～20h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入500～1500mg/L活性炭，吸附2～4h。例如：取二沉池出水，向其中加入活性炭，吸附2～4h。
在上述方案的基础上，步骤1中所述的碱均为氢氧化钠或者氢氧化钾。
在上述方案的基础上，步骤4中经活性炭吸附后的含DBP的废水，出水DBP浓度小于0.2mg/L,COD小于80mg/L，满足排放标准要求。
本发明所述方法的创新点在于利用臭氧氧化、好氧和活性炭吸附的组合工艺实现含DBP废水的深度处理，降低废水对于环境的危害，实现达标排放。
以下为若干实施例。
实施例1
本实施例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为3.6，DBP含量为350mg/L，COD浓度为3200mg/L，B/C比为0.2
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钠，调节其pH至7。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为7mg/min，反应3h。
步骤3、好氧，将步骤2中反应后的DBP废水进入好氧反应池，污泥浓度为5000mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在3mg/L，反应时间为15h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入1000mg/L活性炭，吸附4h。
经测定，臭氧氧化后的废水B/C为0.3，比原水显著提高，经过臭氧氧化+好氧+活性炭吸附的组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为58mg/L，DBP浓度为0.11mg/L。
实施例2
本实施例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为2.5，DBP含量为310mg/L，COD浓度为4000mg/L，B/C比为0.21。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钠，调节其pH至8。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为7mg/min，反应1h。
步骤3、好氧，将步骤2中反应后的DBP废水进入好氧反应池，污泥浓度为3500mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在2mg/L，反应时间为17h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入1000mg/L活性炭，吸附2h。
经测定，臭氧氧化后的废水B/C为0.32，比原水显著提高，经过臭氧氧化+好氧+活性炭吸附的组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为69mg/L，DBP浓度为0.19mg/L。
实施例3
本实施例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为2.3，DBP含量为490mg/L，COD浓度为5000mg/L，B/C比为0.17。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钾，调节其pH至7。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为8mg/min，反应2h。
步骤3、好氧，将步骤2中反应后的DBP废水进入好氧反应池，污泥浓度为4500mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在4mg/L，反应时间为20h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入1000mg/L活性炭，吸附3h。
经测定，臭氧氧化后的废水B/C为0.28，比原水显著提高，经过臭氧氧化+好氧+活性炭吸附的组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为60mg/L，DBP浓度为0.12mg/L。
实施例4
本实施例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为2.9，DBP含量为400mg/L，COD浓度为4200mg/L，B/C比为0.24。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钠，调节其pH至8。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为6mg/min，反应3h。
步骤3、好氧，将步骤2中反应后的DBP废水进入好氧反应池，污泥浓度为4000mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在5mg/L，反应时间为10h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入1500mg/L活性炭，吸附3h。
经测定，臭氧氧化后的废水B/C为0.33，比原水显著提高，经过臭氧氧化+好氧+活性炭吸附的组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为65mg/L，DBP浓度为0.16mg/L。
实施例5
本实施例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为3.2，DBP含量为320mg/L，COD浓度为2900mg/L，B/C比为0.22。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钾，调节其pH至7。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为7mg/min，反应1h。
步骤3、好氧，将步骤2中反应后的DBP废水进入好氧反应池，污泥浓度为3000mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在4mg/L，反应时间为12h，经过二沉池沉降后出水。
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入500mg/L活性炭，吸附2h。
经测定，臭氧氧化后的废水B/C为0.31，比原水显著提高，经过臭氧氧化+好氧+活性炭吸附的组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为73mg/L，DBP浓度为0.19mg/L。
对比例1
本对比例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为3.3，DBP含量为360mg/L，COD浓度为4100mg/L，B/C比为0.24。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钠，调节其pH至7。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为7mg/min，反应3h。
步骤3、好氧，将步骤2中反应后的DBP废水进入好氧反应池，污泥浓度为5000mg/L，采用微孔曝气法曝气，氧含量维持在3mg/L，反应时间为15h，经过二沉池沉降后出水。
经臭氧氧化+好氧组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为191mg/L，DBP浓度为0.8mg/L。与实施例1相比，不经过活性炭吸附处理，DBP废水出水DBP浓度大于0.2mg/L，COD大于80mg/L，无法实现达标排放。
对比例2
本实施例中含高浓度DBP有机废水的水质特征为：pH为2.3，DBP含量为390mg/L，COD浓度为4100mg/L，B/C比为0.21。
具体包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的废水置于容器中，向废水中加入氢氧化钾，调节其pH至7。
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP废水加入到臭氧反应器中，臭氧量为8mg/min，反应2h。
步骤3、活性炭吸附，取步骤2中臭氧氧化出水，向其中加入1000mg/L活性炭，吸附3h。
经臭氧氧化+活性炭吸附组合工艺处理后的DBP废水，出水COD浓度为410mg/L，DBP浓度为30mg/L。与实施例3相比，不经过好氧处理，DBP废水出水DBP浓度大于0.2mg/L，COD大于80mg/L，无法实现达标排放。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (2)
1.一种处理含高浓度邻苯二甲酸二丁酯有机废水的组合工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、调节废水pH，取含高浓度DBP的有机废水置于容器中，向有机废水中加入碱，调节其pH至7～8；
步骤2、臭氧氧化，将步骤1中调节pH后的含DBP的有机废水加入到臭氧反应器中，臭氧持续通入，臭氧量为6～8mg/min，反应1～3h；
步骤3、好氧，使步骤2中反应后的含DBP的废水进入好氧反应池，采用微孔曝气法曝气，反应时间为10～20h，经过二沉池沉降后出水；
步骤4、活性炭吸附，取步骤3中二沉池沉降后出水，向其中加入活性炭，吸附2～4h；
步骤1中所述的含高浓度DBP的有机废水的水质特征为：pH为2.3～3.6，DBP浓度为310～490mg/L，COD浓度为2900～5000mg/L；
步骤3中所述的含DBP的废水中污泥浓度为3000～5000mg/L，采用微孔曝气法曝气时氧含量维持在2～5mg/L；
步骤4中所述的活性炭为500～1500mg/L；
步骤4中经活性炭吸附后的含DBP的废水，出水DBP浓度小于0.2mg/L，COD小于80mg/L，满足排放标准要求。
2.如权利要求1所述的处理含高浓度邻苯二甲酸二丁酯有机废水的组合工艺，其特征在于：步骤1中所述的碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。
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