【技术实现步骤摘要】
高含盐量和高COD的污水的零排放处理工艺和系统
本专利技术涉及煤炭化工、采矿及选矿、氟化工、冶金、制药以及石油化工等领域的含有氟和硅的高盐含量、高COD值的污水的零排放处理工艺和系统。
技术介绍
煤炭化工、采矿及选矿、氟化工、冶金、制药以及石油化工等领域的高盐含量、高COD值的污水是非常难以处理的。尤其，煤炭化工领域、采矿和选矿领域以及氟化工领域的高盐含量、高COD值的污水因为含有复杂的污染组分(金属离子、重金属和难降解的有机物)而更加难以处理，难处理的原因是在于此类污水含有氟、硅、重金属和难降解的有机物。CN108545892A公开了煤制乙二醇废水的处理系统及处理方法，另外，CN108726807A公开了一种煤制乙二醇高浓度硝酸钠废水处理系统集成技术。然而，在这两个的专利申请中所公开的污水处理技术都忽略了煤炭化工污水中所含的氟、硅、重金属；同时，也没有注意到，当由前面工序所净化的污水含有较高浓度的钙、镁离子时，后续的处理效果也受到严重影响。CN105036476A公开了一种电镀污水处理方法，该方法包括电化学...
【技术保护点】
1.高盐含量、高COD值的污水的处理方法，该方法包括:/n(B)生物化学处理：让原污水(W
【技术特征摘要】
1.高盐含量、高COD值的污水的处理方法，该方法包括:
(B)生物化学处理：让原污水(W0)在生化处理池中进行生物化学处理；
(C)分离：对于经过生物化学处理的污水进行分离，从而除去淤泥形式的固形物杂质，并获得第一级净化的污水(W1)；和
(D)电化学除杂：所述第一级净化的污水(W1)在电化学处理池中或在包括电化学处理池的电化学除杂系统中通过在联合阳极或复合阳极与阴极之间施加直流电压进行电化学处理，以便除去氨氮类杂质、无机盐和COD，从而获得第二级净化的污水(W2)；
其中，在电化学处理池中使用牺牲阳极和惰性阳极作为联合阳极或使用包含牺牲金属和惰性金属的合金材料作为复合阳极，并且在电化学处理池内的污水(W1)中碱金属氯化物的含量足以使得在上述阳极与阴极之间施加直流电压的情况下在污水(W1)中能够现场产生含氯的氧化剂；和
其中，采用直流电源在作为电极对的惰性阳极或复合阳极与阴极之间所施加的电压(V1)足以使得在污水(W1)中能够现场产生含氯的氧化剂和任选的含氧的氧化剂,同时，采用直流电源在作为电极对的牺牲阳极或复合阳极与阴极之间所施加的电压(V2)足以使得该牺牲阳极或复合阳极的金属单质失去电子并且以金属阳离子的形式进入污水(W1)中，这些金属离子在污水中发挥絮凝作用，其中所述电压(V1)与电压(V2)相同或不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在电化学处理池内的污水(W1)中NaCl+KCl的含量是在600mg/L至70g/L之间，优选在700mg/L至60g/L之间，优选是在800mg/L至50g/L,更优选在850mg/L至40g/L，更优选在900mg/L至30g/L；和/或
在步骤(D)中，在所述第一级净化的污水(W1)中添加无机碱(例如Na2CO3和/或NaOH)以调节污水(W1)的pH至7.2-13.5，优选在9-13.2范围，更优选在10-13范围，更优选10.5-12.5，更优选11-12，对污水(W1)进行电化学处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述直流电压(V1)或(V2)是在5-100V之间，优选在7-70V之间，更优选在10-36V之间；和/或
在阳极和阴极之间的电流密度在10mA/cm2至60mA/cm2之间，优选在12mA/cm2至55mA/cm2之间，更优选在14mA/cm2至50mA/cm2之间；优选，在电化学处理池中使用板状的阳极和板状的阴极。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在(D)电化学除杂步骤中，在调节电化学处理池内的污水(W1)的pH的情况下以及在该污水(W1)中额外地添加或未添加水溶性钙盐和/或水溶性镁盐(优选氯化镁)的情况下：
维持电化学处理池的出水的总硬度高于80mg/L；和/或
污水(W1)中Ca2+与F-的摩尔比是≥1,优选≥1.5，优选≥2,优选≥2.5；和/或
污水(W1)中Mg2+与SiO32-的摩尔比是≥1.5，优选≥2，优选≥2.5，优选≥3，优选≥3.5。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物化学处理过程包括先后对污水进行一次或多次的厌氧段的处理和一次或多次的好氧段的处理；
优选，厌氧段的处理和好氧段的处理能够各自独立地进行2、3、4或5次；
优选，在好氧段中使用的好氧菌包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌，毕赤酵母、黑曲霉和产黄青霉中的一种或多种，和/或，在厌氧段中使用的厌氧菌是双歧杆菌和/或丁酸梭菌；
优选，在厌氧段和好氧段中均使用异养菌，该异养菌包括根霉和/或青霉，和/或，在厌氧段中使用自养菌，该自养菌包括兼性自养根瘤菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌或真养产碱杆菌。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中在电化学处理池内，污水(W1)中电解质浓度是在0.02mol/L至0.6mol/L之间，优选0.035mol/L至0.5mol/L，优选0.05mol/L至0.4mol/L，更优选0.06mol/L至0.3mol/L，更优选0.08mol/L至0.2mol/L。
7.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中，当使用牺牲阳极和惰性阳极作为联合阳极时，使用铁或铝或铁铝合金作为牺牲阳极，或，当使用包含牺牲金属和惰性金属的合金材料作为复合阳极时，使用铁钛合金、铝钛合金或铁铝钛合金作为复合阳极；和/或
其中多个阳极和多个阴极在电化学处理池中交替地设置或成对设置，或这些电极在电化学处理池中以2个阳极和1个阴极为一组来设置。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在电化学处理池中，在阳极和阴极之间放置填料或三维填料；和/或
向电化学处理池内的污水(W1)中添加助凝剂或絮凝剂，例如聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中，上述(C)分离步骤是沉淀法分离，过滤分离或膜分离；
优选，上述(C)分离步骤是MBR膜生物反应器分离；更优选，所述MBR池内的MBR膜或MBR膜组件采用抗污染的PVDF中空纤维膜。
10.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中上述方法还包括以下步骤：
(E)化学软化：第二级净化的污水(W2)被输送到软化反应器中，通过向污水(W2)中添加Na2CO3和/或NaOH来进一步使得污水软化，获得第三级净化的污水(W3)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，上述(E)化学软化步骤不仅包括以下子步骤：
(E1)化学软化：经过电化学处理后的第二级净化的污水(W2)被输送到作为化学软化区段的软化反应池中，在检测或不检测污水的硬度的情况下，通过向污水(W2)中添加无机碱(Na2CO3和/或NaOH)来进一步使得污水软化；
而且还包括下面一个或两个的子步骤：
(E2)混凝：在混凝区段中，通过向经过化学软化处理后的污水添加混凝剂(例如聚合氯化铝、三氯化铁或聚丙烯酰胺)来促使钙盐和镁盐发生混凝，和/或，(E3)沉淀：在沉淀区段中，让经过化学软化处理后的污水在沉淀池中进行沉淀；获得第三级净化的污水(W3)；其中，当同时采用以上两个子步骤(E2)和(E3)时，这两个子步骤(E2)和(E3)的先后顺序可以是任何顺序。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在E3)沉淀步骤中，利用高效沉淀池让污水中的钙盐和镁盐进行高效沉淀；从而获得第三级净化的污水(W3)；
优选，所使用的高效沉淀池由反应区和澄清区两部分组成，其中，反应区包括混合反应区和推流反应区，和澄清区包括入口预沉区、斜管沉淀区及浓缩区；优选，在斜管沉淀区中设置斜管填料。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在(E)化学软化步骤中，(E1)化学软化以及(E2)混凝和/或(E3)沉淀过程采用包括软化反应区段以及混凝区段和/或沉淀区段的一种集成软化设备，在该集成设备中同时进行软化、混凝、沉降和中和。
14.根据权利要求11-13中任何一项所述的方法，其中：
在化学软化区段中，向软化反应池内的污水中添加碱(氢氧化钠和/或碳酸钠)来降低污水的硬度(例如，将污水中的硬度降低至4mg/L以下)；和/或
在混凝区段中，向污水中添加混凝剂(例如聚合氯化铝、三氯化铁或聚丙烯酰胺)，进一步除去污水中的污染物或微细颗粒；和/或
在沉淀区段中，让污水进行沉淀处理，优选，用盐酸(HCl溶液)调节污水的pH至7±0.5；优选的是，在沉淀区段内的污水中添加次氯酸钠，进一步除去氨氮(将氨氮氧化为氮气)。
15.根据权利要求10-12和权利要求13和14中任何一项所述的方法，其中上述方法还包括以下步骤：
(F)过滤和分离步骤：对净化的上述污水(W3)进一步进行过滤和分离,获得第四级净化的污水(W4)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中该步骤(F)包括以下的一个或两个的子步骤：(F1)过滤：使用过滤器让污水进行过滤，通过过滤来分离并去除污水中的悬浮物；和/或，...
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