一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统及方法，该系统包括：依次相连的吸附反应及高效分离单元、酚回收单元和氨回收单元。方法包括除油及悬浮物、酚回收和氨回收过程。本发明专利技术的系统和方法，可快速高效彻底的去除废水中油类和悬浮物，与现有技术相比具有更短的流程、更高的处理效率、更小的设备、占地也更小，并且运行稳定可靠。得到的副产氮磷镁缓释复合肥实现了对氨的资源化回收，可直接用于农业生产。此外，经过本发明专利技术处理的酚氨废水同时也脱除了有害物质氰化物，可以达到出口含氰＜0.3mg/L。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统及方法
本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统及方法。
技术介绍
我国是一个煤化工大国，在诸如焦化、兰炭、煤气化、煤热解等煤化工生产过程中产生大量的含高浓度有机物和氨氮的废水，这类废水通常含有大量的氨氮、酚类物质、单环芳烃和多环芳烃以及含氮、硫、氧的杂环化合物，还含有焦油及氰化物、悬浮焦粉等污染物，其特点是污染物成分复杂，污染物浓度高，难以治理。目前工业上使用的酚氨废水处理技术均存在投资高、占地面积大、能耗高、处理效果不佳等问题。比如申请号2013106980738的专利技术专利所采用的萃取脱酚的处理技术是实现了工业化应用的，但是该技术存在投资高、占地面积大、设备多、操作复杂等问题。再就是生物降解法，其作为最常用的污水处理技术在处理这类废水时也遇到了困难，主要是因为生物降解法对废水的水质条件要求严格，废水的pH、温度、营养、有毒物质浓度、进水有机物浓度、溶解氧量等各种因素都会影响到细菌的生长和出水水质，对操作、管理提出了较高要求，需要大量的稀释水降低污染物浓度，停留时间长，处理设施规模大，占地大，投资费用较高。我国的这类煤化工项目多建设在西北等干旱缺水的地方，煤化工装置生产的水资源消耗大和产生废水量大之间的矛盾亟待解决，经济高效的处理这类煤化工废水并将其资源化利用对我国煤化工工业的健康发展具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对目前酚氨废水处理技术存在的问题，提供了一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统及方法，该技术不但可以有效处理这种酚氨废水，还可以将其中的酚和氨等有价值化学物质进行回收。本专利技术的技术方案为：第一个方面，本专利技术提供一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，包括：依次相连的吸附反应及高效分离单元、酚回收单元和氨回收单元；所述吸附反应及高效分离单元包括依次相连的吸附前pH调节装置、吸附反应器、吸附剂高效分离器和吸附剂热再生器，其中，所述吸附前pH调节装置连接外来废水管道，所述吸附反应器还连接吸附剂加料器；所述酚回收单元包括依次相连的脱酚前pH调节装置、温度调节装置、深度除油器、树脂吸附反应器和树脂再生装置，其中，所述脱酚前pH调节装置的进水口连通所述吸附剂高效分离器的出水口，所述树脂吸附反应器的出水口连通所述氨回收单元的进水口；所述氨回收单元包括依次相连的脱氨前pH调节装置、氨沉淀反应器、结晶分离器和陶瓷膜过滤器，所述氨沉淀反应器的进料口还与所述吸附剂加料器的出口相连。进一步地，所述吸附反应器和所述吸附剂高效分离器之间设置有反应器循环泵，所述反应器循环泵的出口通过三通阀分别连接所述吸附反应器的进口和所述吸附剂高效分离器的进口。进一步地，所述吸附剂高效分离器内设有分离膜，所述分离膜将所述吸附高效分离器的内部空间分割为浓缩相空间和清洁相空间，所述浓缩相空间的进口与所述反应器循环泵的出口相连，所述浓缩相空间还设有回流口与所述吸附反应器的进口相连，所述清洁相空间的出水口与所述酚回收单元的进水口相连。进一步地，所述氨回收单元还包括结晶干燥器，所述结晶干燥器的进料口和所述结晶分离器的固相出口相连，所述结晶干燥器的出水口和所述氨沉淀反应器的进料口相连。进一步地，所述氨回收单元还包括多个加药器，所述加药器用于向所述氨沉淀反应器中投加药剂。进一步地，所述系统还包括PLC控制器和设置在所述吸附反应及高效分离单元、所述酚回收单元、所述氨回收单元的水管路及加料管路上的控制阀门，所述PLC控制器与所述控制阀门分别相连。进一步地，所述系统还包括检测装置，所述检测装置包括多个检测传感器和与所述检测传感器相连的数据处理站，多个所述检测传感器分别用于检测所述吸附反应及高效分离单元、所述酚回收单元、所述氨回收单元及其内部设备的进水和/或出水水质。第二个方面，本专利技术提供一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的方法，包括以下步骤：步骤1，除油及悬浮物，包括：步骤1-1，调节废水pH：向废水中加入酸调节废水pH至3—7；步骤1-2，吸附除油和除悬浮物：向经步骤1-1处理后的废水中投加粉末吸附剂，于温度40℃—80℃，控制吸附剂和废水的接触时间在0.5小时—6小时；步骤1-3，高效分离：将步骤1-2后的料液进行固液分离，获得清净水相和料浆；其中，清净水相进入酚回收过程；料浆分两路：10wt％—60wt％返回到步骤1-2继续参与吸附反应，余下的进入步骤1-4进行再生和循环；步骤1-4，吸附剂再生和循环：从步骤1-3送过来的料浆先脱水形成干渣，分离出的水返回步骤1-2，分离出的干渣进行高温热处理再生，再生后的吸附剂返回到步骤1-2继续使用；步骤2，酚回收，包括：步骤2-1，将步骤1-3送过来的清净水相调节pH4—8，然后将温度控制到34℃—55℃；步骤2-2，将步骤2-1获得的清净水相进行深度除油；步骤2-3，树脂吸附：将经步骤2-2深度除油的清净水相进行树脂吸附，控制水在树脂吸附反应器内的空速为0.4/h—9/h，当流出树脂吸附反应器的水中酚含量达到控制值后停止进水，并将树脂吸附反应器内水相排净；步骤2-4，树脂吸附反应器再生和回收酚：使用3—4倍树脂体积的60％—90％(v/v)的甲醇水溶液以空速1/h—5/h反向淋洗树脂吸附反应器；收集淋洗后的树脂再生液经精馏分离获得重组分粗酚产品，轻组分甲醇循环回用；步骤3，氨回收，包括：步骤3-1，向经过步骤2-3除酚处理后的废水中加入碱调节废水pH至8—11；步骤3-2，沉淀除氨：根据废水中N：P：Mg摩尔比为1：(1.0～1.1)：(1.1～1.3)向废水中投加镁剂和磷剂，反应生成磷酸氨镁沉淀，过滤并干燥沉淀得到缓释氮磷复合肥，过滤的水相再经陶瓷膜过滤后作为净化水送生化处理装置。进一步地，所述步骤1-1中调节废水pH所加入的酸为废盐酸或者废磷酸，优选浓度30％—80％的废磷酸，废磷酸的添加量以控制废水中氮磷元素比不超过1:1为基准，如果酸度不足则继续补充废盐酸调整pH值至3～7，优选调整到4～6.5。进一步地，所述步骤1-2中粉末吸附剂采用粒径100目—300目的粉末活性炭或者硅藻土，吸附剂的绝对投加量以经步骤1-1处理后的废水中油含量为基准计：50—100mg油/1g吸附剂，吸附剂在经步骤1-1处理后的废水中的相对浓度通过步骤1-3的料浆回流和步骤1-4的再生吸附剂循环控制在5％—10％(质量分数)。优选地，所述步骤1-3中固液分离的分离元件为金属膜、陶瓷膜、金属-陶瓷复合膜中的一种，所述分离元件的分离精度在0.05μm—10μm，优选0.5μm—2μm；进一步地，所述步骤1-4中高温热处理再生过程包括：先于300℃—500℃温度下炭化10分钟—1小时，然后于700℃—900℃温度下通入活化剂活化5分钟—1小时，活化剂使用350℃—450℃的过热水蒸汽或者是350℃—450℃的过热水蒸汽与空气配比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，包括：依次相连的吸附反应及高效分离单元、酚回收单元和氨回收单元；/n所述吸附反应及高效分离单元包括依次相连的吸附前pH调节装置、吸附反应器、吸附剂高效分离器和吸附剂热再生器，其中，所述吸附前pH调节装置连接外来废水管道，所述吸附反应器还连接吸附剂加料器；/n所述酚回收单元包括依次相连的脱酚前pH调节装置、温度调节装置、深度除油器、树脂吸附反应器和树脂再生装置，其中，所述脱酚前pH调节装置的进水口连通所述吸附剂高效分离器的出水口，所述树脂吸附反应器的出水口连通所述氨回收单元的进水口；/n所述氨回收单元包括依次相连的脱氨前pH调节装置、氨沉淀反应器、结晶分离器和陶瓷膜过滤器，所述氨沉淀反应器的进料口还与所述吸附剂加料器的出口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，包括：依次相连的吸附反应及高效分离单元、酚回收单元和氨回收单元；
所述吸附反应及高效分离单元包括依次相连的吸附前pH调节装置、吸附反应器、吸附剂高效分离器和吸附剂热再生器，其中，所述吸附前pH调节装置连接外来废水管道，所述吸附反应器还连接吸附剂加料器；
所述酚回收单元包括依次相连的脱酚前pH调节装置、温度调节装置、深度除油器、树脂吸附反应器和树脂再生装置，其中，所述脱酚前pH调节装置的进水口连通所述吸附剂高效分离器的出水口，所述树脂吸附反应器的出水口连通所述氨回收单元的进水口；
所述氨回收单元包括依次相连的脱氨前pH调节装置、氨沉淀反应器、结晶分离器和陶瓷膜过滤器，所述氨沉淀反应器的进料口还与所述吸附剂加料器的出口相连。


2.如权利要求1所述的一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，所述吸附反应器和所述吸附剂高效分离器之间设置有反应器循环泵，所述反应器循环泵的出口通过三通阀分别连接所述吸附反应器的进口和所述吸附剂高效分离器的进口。


3.如权利要求1所述的一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，所述吸附剂高效分离器内设有分离膜，所述分离膜将所述吸附高效分离器的内部空间分割为浓缩相空间和清洁相空间，所述浓缩相空间的进口与所述反应器循环泵的出口相连，所述浓缩相空间还设有回流口与所述吸附反应器的进口相连，所述清洁相空间的出水口与所述酚回收单元的进水口相连。


4.如权利要求2或3所述的一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，所述氨回收单元还包括结晶干燥器，所述结晶干燥器的进料口和所述结晶分离器的固相出口相连，所述结晶干燥器的出水口和所述氨沉淀反应器的进料口相连。


5.如权利要求2或3所述的一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，所述氨回收单元还包括多个加药器，所述加药器用于向所述氨沉淀反应器中投加药剂。


6.如权利要求2或3所述的一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，所述系统还包括PLC控制器和设置在所述吸附反应及高效分离单元、所述酚回收单元、所述氨回收单元的水管路及加料管路上的控制阀门，所述PLC控制器与所述控制阀门分别相连。


7.如权利要求2或3所述的一种处理含复杂有机污染物及氨氮废水的系统，其特征在于，所述系统还包括检测装置，所述检测装置包括多个检测传感器和与所述检测传感器相连的数据处理站，多个所述检测传感器分别用于检测所述吸附反应及高效分离单元、所述酚回收单元、所述氨回收单元及其内部设备的进水和/或出水水质。


8.一种处理含复...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹松，
申请(专利权)人：环球润博能源科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11