污水用于冷却系统补充水的处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种污水用于冷却系统补充水的处理方法，属于工业废水处理再利用技术领域。本发明专利技术主要解决了现有技术中废水处理再利用技术的经济性问题，本发明专利技术方法通过对工业污水处理场经二级生化处理后的排放废水进行高效纤维、活性碳纤维、高效脱铵剂组成的三段过滤处理，使净化水水质稳定地保持在悬浮物＜１０ｍｇ／Ｌ、微生物和臭味性物质完全消除、ＣＯＤ＜２０ｍｇ／Ｌ、氨氮＜３ｍｇ／Ｌ，回用作循环冷却水系统的补充水，废水的回收率可达８５％以上。本发明专利技术方法处理流程简单、运行费用低、水回收率高，同时达到减少工业生产用水和减少污水排放的目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废水适度净化处理后回用的方法，特别是废水适度净化处理后用于循环冷却水系统补充水的处理方法，具体地说是对工业污水处理场经二级生化处理后的排放废水进行适度净化处理，使其达到循环冷却水系统补充水的水质要求，回用于循环冷却水系统，全部或部分替代工业新鲜水做循环冷却水系统的补充水。本专利技术方法属于废水处理再利用
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技术介绍
工业生产过程的用水量是巨大的，已大约占目前水总用量的20％以上，并随着工业的迅猛发展，工业用水的份额还将继续增大。由于水资源的日渐短缺，节水特别是在工业生产过程中的节水已成为一项重要的任务。通过对工业生产过程的用水分析表明，循环冷却水系统的补充用新鲜水量占有很大的份额，如根据近期对我国石化炼油厂的用水调查，循环冷却水系统的补充水约占炼油厂总新鲜水用量的20％-40％，因此减少循环冷却水系统的补充水对减少工业用水具有重要的意义。而工业污水适度净化处理回用既能降低污水排放量，同时又节省新鲜水用量，是一举两得的有效措施。工业污水回收用于补充水的基本要求为COD＜20mg/L，NH3-N＜3mg/L，悬浮物＜10mg/L。多年来，工业污水适度净化处理回用，特别是净化处理后回用做循环冷却水系统的补充水路线一直被许多研究者所重视。如对工业污水处理场二级生化排水通过沉降、过滤、活性炭吸附水中COD等适度处理回用技术研究等。然而活性炭吸附存在着以下缺点1、比表面积和孔容小，对有机物吸附容量低。2、孔径分布宽，大孔(＞50nm)、中孔(2.0-50nm)、和微孔(＜2.0nm)并存，吸附过程中有机物需要依次穿过大孔、中孔和微孔，吸附扩散阻力大，吸、脱附速度慢。3、对低浓度有机物吸附性能差。4、表面不均匀、柔性差，应用中易出现粉化、装填松动产生的沟槽和沉降等问题；5、吸附饱和再生困难，由于表面特性决定了活性炭的再生需要540-940℃的高温，每一次再生损失率高达7％-10％，使处理费用增加。对于氨氮含量较低、氨/铵值低的污水处理场出水，一般采用采用离子交换方法进行处理，如US4695387、US4344851等提出了用天然或合成沸石选择性吸附交换处理低浓度含铵废水，在合适的pH条件下，铵离子被优先吸附在沸石上，吸附饱和后用含一定浓度的Na+盐对沸石再生，再生液再进行空气汽提处理。然而这种方法的缺点是天然沸石铵离子吸附容量低；合成沸石尽管有着较高的吸附容量，但存在再生方面的问题由于沸石典型的硅铝结构，用强碱再生容易破坏沸石的结构，使运行周期缩短，因此再生过程中必须降低再生液的碱度或用中性Na+盐再生，使得再生液耗量较大，废水中的铵无法得到高度浓缩，给后面再生液的空气汽提处理带来难度。US4477355提出一种阳离子型沸石树脂和一种含季铵功能团型强碱性阴离子交换树脂分别吸附交换生活废水中的铵和磷酸根离子的方法，吸附饱和后分别用一定浓度的中性Na+盐使树脂得到再生，将两种再生液混合后，加入一定浓度的镁盐溶液，形成MgNH4PO4复合物沉淀，做为复合化肥使用。然而这种方法用于工业污水二级生化处理排水中铵的处理上存在以下缺点1、二级生化处理排水中总P含量很低，需要外加大量磷酸根；2、用于吸附交换铵离子的沸石树脂不能在高碱度再生液下再生，再生液不仅消耗量大，而且铵离子无法得到高浓度浓缩，为MgNH4PO4复合肥的制备带来技术和经济性问题。3、
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题为如何将工业废水经过简单、经济地处理后再利用。本专利技术的目的在于提供一种经济性好、流程简单的将工业污水处理场二级生化处理排水净化处理为循环冷却水补充水的方法。本专利技术所提出的处理方法主要由纤维、活性碳纤维、脱铵剂组成的三段过滤器组成，其中第三段过滤器使用的脱铵剂为Na+型强酸性阳离子交换树脂，脱铵剂饱和后采用含有Na+的碱性溶液进行再生。本专利技术方案可以达到如下有效效果1、可以将工业污水处理场二级生化处理排水有效净化，达到循环水补充水的水质要求，水回收率高，可达85％以上，有效节省了水资源，同时减少了污水排放量，具有良好环境效益。2、方案简单，流程短，投资低，运行费用低，具有良好的经济性。3、使用的高效活性炭纤维具有单一态的微孔结构、巨大的比表面积和多种官能团，具有物理吸附、化学吸附以及物理和化学吸附的作用，使有机物吸附能在高效、高容量、高速度下进行，使该工艺更具实用性。4、选用Na+型强酸性阳离子交换树脂为脱铵剂，其吸附容量和选择性高，即使废水中同时存在较高浓度的其它杂质，如Ca2+、Mg2+、和Na+等情况下，对铵根离子的吸附交换性能仍不产生明显影响，同时铵根离子的吸、脱附交换能在较高的速度下进行，这是使本工艺得以实现的基本保障。5、脱铵剂的再生溶液为具有一定碱性的含钠离子溶液，其中的钠离子起到离子交换再生作用，同时其中含有的氢氧根离子使交换后的铵离子变为氨分子，降低再生液中的铵离子浓度，有利于提高再生速度，另外氢氧根离子也可以直接与脱铵剂上吸附的铵离子变为氨分子进入再生液中，因此再生的速度进一步提高。使用这种具有特色的脱铵剂的再生方法，一方面保证污水净化工艺的顺利进行，另外还可以回收其中可利用的资源，不对环境产生二次污染，再生液耗量低，进一步处理的费用低。附图说明图1是本专利技术工业废水净化处理的流程示意图，二级生化出水经过三段过滤器后可以用作工业循环冷却水，三段过滤器的过滤介质可以反复再生。具体实施方式下面具体介绍一下三段过滤器的过滤介质及其作用，以及各过滤器的操作和再生条件等。本专利技术的第一段过滤器装填一种高效纤维束材料，可以采用本领域通用的纤维束过滤器，如过滤器主要由固定多孔板、纤维束、活动多孔板、布气板等组成，过滤和清洗可以采用通常的操作方式和条件。如通常的操作条件为过滤器操作压力为0.2-0.6MPa、过滤速度20-50m/h、废水在床层中的停留时间为5～10分钟、清洗水压力0.2-0.6MPa、清洗水流速20-30m/h、清洗用空气压力0.5-0.6MPa、清洗用空气强度0.04-0.06m3/m2.s、过程清洗水耗为废水处理量的2％-5％等。再生产生的悬浮液经脱水或不脱水后进一步处理。通过本专利技术第一段过滤器过滤，使工业污水处理场二级生化处理排水中的悬浮物由100-200mg/L降低到10mg/L以下，同时又使废水中的高分子微生物得到部分脱除。本专利技术的第二段过滤器装填一种活性碳纤维，用于脱除经过第一段过滤器处理后废水中的有机污染物和剩余全部的臭味性物质。该活性碳纤维按通常方法制备，如以纤维素、酚醛树脂、聚乙烯醇、人造丝、煤焦油沥青、废棉纱等中的一种为原料，经碳化和活化制成活性炭纤维，装填到第二段过滤器中。过滤器可以采用常规设计，如主要由活性碳纤维、布水板、支撑筛板和热空气系统、过热水蒸汽系统等组成。活性碳纤维吸附饱和后，采用过热水蒸汽、空气或热空气和微量的洗涤水交替再生，活性碳纤维吸附性能得到恢复。再生下来的高浓度有机物和臭味性物质通入焚烧炉或回收有机物装置进一步处理或回收。过滤器操作压力0.0-0.6MPa、过滤速度20-50m/h、废水在床层中的停留时间为5～10分钟、清洗水压力0.1-0.6MPa、清洗水流速5-20m/h、再生用空气温度常温-80℃、压力0.2-0.6MPa、强度0.04-0.06m3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水用于冷却系统补充水的处理方法，其特征在于包括纤维过滤器、活性碳纤维过滤器、脱铵剂过滤器三段组成，其中脱铵剂为Ｎａ↑［＋］型强酸性阳离子交换树脂，脱铵剂饱和后采用含有Ｎａ↑［＋］的碱性溶液进行再生。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏山，林大泉，李克祥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]