一种高浓盐水COD脱除系统及方法与流程

本发明属于工业废水处理技术领域，本发明具体涉及一种高浓盐水cod脱除系统及方法。

背景技术：

煤化工废水污染物组分复杂，可生化降解性差，经生化处理后采用反渗透等膜分离技术深度处理该类废水，在获得高品质回用水的同时，产水的浓水中盐分和难降解有机物随之被分离、富集，产生的高浓盐水处理难度更大。一般情况下含盐量在10000mg/l以上，单用生化处理难以实现有机污染物的有效降解，难以达到cod工艺控制目标。随着环保政策的收紧，如何实现高含盐、高cod难降解废水的零排放（含盐量30000~60000mg/l，cod200~500mg/l），特别是脱cod处理已成为行业难题，对这类废水常用的处理方法有高盐生化（强化菌种、加填料等），高级氧化（臭氧催化氧化等），活性炭吸附及电化学技术等。

在实际工程应用发现，单独利用以上某项技术均存在投资、运行及管理不合理的问题，特别是工艺指标无法达标。根据工程经验，高浓盐水在tds为40000～50000mg/l左右时，水中的cod值原则上不能超过150mg/l，否则就难以保证最终的产品盐达到一级一类品的品质要求。尤其在盐资源化利用率需要达到90%以上时，更需要严格控制cod值。将上述工艺的一项或几项技术进行联用的处理效果，往往大大优于单项技术利用，是解决当下工艺指标达标的有效手段。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高浓盐水cod脱除系统及方法，一种通过臭氧催化氧化和活性炭吸附组合脱cod工艺系统方法，以发挥高级氧化脱除有机物比例可控、有效应对来水水质波动，活性炭吸附精度有保障等特点,可较经济的实现高浓盐水色度和cod达到工艺控制目标。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高浓盐水cod脱除系统，包括入水管道，包括：入水管道和臭氧发生器（1）的臭氧产出管线分别与臭氧汽水混合器（3）的水相和气相入口相连通，臭氧汽水混合器（3）出口与臭氧氧化塔（2）入口相连通，臭氧氧化塔（2）出口与活性炭给水池（5）入口相连通，活性炭给水池（5）出口通过活性炭给水泵（6）与串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）相连通，串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）产水口通过管道连通转盘过滤器（9）最终进入产水池（13）；

所述的活性炭给水池（5）与反洗水泵（4）进口连接，反洗水泵（4）出口与臭氧氧化塔（2）反洗水进口、串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）反洗水进口及水力喷射器（11）进水端连接；

所述的臭氧氧化塔（2）、串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）侧壁上部的反洗出水口、转盘过滤器（9）的反洗水排口、活性炭过滤器（10）排水口皆通过管道连接反洗水收集池（12）外排。

所述的臭氧氧化塔（2）装填负载过渡金属氧化物专有催化剂，装填体积比30～60%，空塔水力停留时间大于20分钟，臭氧对cod的去除比例介于1：1.0～1：3.5之间。

所述的所述汽水混合器（3）为文丘里结构水射器，也可为蝶式膜片曝气器。

所述的串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）为具有锥形底部的圆筒结构，圆筒过渡锥底角度大于135°，活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）进出口均安装精度为250μm的过滤筛网，采用上进下出流向，前塔出料口与后塔的进料口联通，两塔可互为前后配置；塔内装填活性炭规格为块炭，规格为8~30目，水流速度优选的为5～10m/h，水力停留时间为60分钟；所述的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）的活性炭吸作为臭氧氧化精处理工艺，活性炭cod去除值应小于100mg/l，否则会产生大量的废活性炭。

所述的转盘过滤器（9）为滤布转盘过滤器，滤布精度不大于10μm，平均滤速8-12m/h，经转盘过滤器（9）处理后的产水ss＜1mg/l，粒径＜10μm。

所述的活性炭过滤器（10）为不锈钢三角筛网微滤机，作为废炭脱水装置筛网净筛隙不大于0.5mm，脱水后废活性炭含水率不大于40%。

进一步，系统中各部件的连接处设有阀门，本篇未列出全部阀门。

所述的汽水混合器（3）为水射器事，来水压力要求大于0.3mpa。

所述的阀门为工艺切断阀门。

一种高浓盐水cod脱除的方法，包括以下步骤：

入水管道的来水经与臭氧在汽水混合器（3）充分混合，在臭氧氧化塔内以臭氧气体作为氧化剂，利用其在专有催化剂表面产生的羟基自由基，对水中有机物进行无选择氧化去除，cod去除率为30~50%，剩余cod脱除量由活性炭吸附塔完成；

两级吸附塔运行时，充分利用高浓度cod“吸附速率”大；低浓度cod“吸附速率”小，前塔穿透后，只换前塔的饱和活性炭；将未饱和的后塔改为前塔，使其继续运行至饱和；这样，新装碳始终为二级吸附，可保证出水cod一直满足高标准；

新炭吨包通过补炭口直接投加；

当一塔需要排炭时，整塔换填活性炭，反洗水泵带动饱和炭吸入水力喷射器，然后随水流进入活性炭过滤器，脱水后打包。

本发明的有益效果是：

1、应用于高盐废水的零排放时，可保证最终出水的色度小于10倍，cod小于150mg/l，在此出水水质条件下，后续蒸发结晶的氯化钠和硫酸钠都可以达到一级品的标准。

2、臭氧氧化在发明人专有催化剂作用下臭氧利用率大于85%，o3对cod的去除比例介于1：1.0～1：3.5之间（视有机污染物成分及浓度而定），cod去除率为30~50%。

3、两级串联活性炭吸附塔，可将活性炭的利用率提升到90%以上，经转盘过滤器处理后的产水ss＜1mg/l，粒径＜10μm。

4、活性炭塔能自动炭排炭、具有反洗功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为臭氧发生器、2为臭氧氧化塔、3为臭氧汽水混合器、4为反洗水泵、5为活性炭给水池、6为活性炭给水泵、7为活性炭吸附塔a；8为活性炭吸附塔b、9为转盘过滤器、10为活性炭过滤器、11为水力喷射器、12为反洗水收集池、13为产水池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步叙述。

如图1所示，一种高浓盐水cod脱除系统，包括入水管道，包括：入水管道和臭氧发生器（1）的臭氧产出管线分别与臭氧汽水混合器（3）的水相和气相入口相连通，臭氧汽水混合器（3）出口与臭氧氧化塔（2）入口相连通，臭氧氧化塔（2）出口与活性炭给水池（5）入口相连通，活性炭给水池（5）出口通过活性炭给水泵（6）与串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）相连通，串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）产水口通过管道连通转盘过滤器（9）最终进入产水池（13）；

所述的活性炭给水池（5）与反洗水泵（4）进口连接，反洗水泵（4）出口与臭氧氧化塔（2）反洗水进口、串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）反洗水进口及水力喷射器（11）进水端连接；

所述的臭氧氧化塔（2）、串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）侧壁上部的反洗出水口、转盘过滤器（9）的反洗水排口、活性炭过滤器（10）排水口皆通过管道连接反洗水收集池（12）外排。

所述的臭氧氧化塔（2）装填负载过渡金属氧化物专有催化剂，装填体积比30～60%，空塔水力停留时间大于20分钟，臭氧对cod的去除比例介于1：1.0～1：3.5之间。

所述的所述汽水混合器（3）为文丘里结构水射器，也可为蝶式膜片曝气器。

所述的串联的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）为具有锥形底部的圆筒结构，圆筒过渡锥底角度大于135°，活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）进出口均安装精度为250μm的过滤筛网，采用上进下出流向，前塔出料口与后塔的进料口联通，两塔可互为前后配置；塔内装填活性炭规格为块炭，规格为8~30目，水流速度优选的为5～10m/h，水力停留时间为60分钟；所述的活性炭吸附塔a（7）与活性炭吸附塔b（8）的活性炭吸作为臭氧氧化精处理工艺，活性炭cod去除值应小于100mg/l，否则会产生大量的废活性炭。

所述的转盘过滤器（9）为滤布转盘过滤器，滤布精度不大于10μm，平均滤速8-12m/h，经转盘过滤器（9）处理后的产水ss＜1mg/l，粒径＜10μm。

所述的活性炭过滤器（10）为不锈钢三角筛网微滤机，作为废炭脱水装置筛网净筛隙不大于0.5mm，脱水后废活性炭含水率不大于40%。

进一步，系统中各部件的连接处设有阀门，本篇未列出全部阀门。

所述的汽水混合器（3）为水射器事，来水压力要求大于0.3mpa。

所述的阀门为工艺切断阀门。

一种高浓盐水cod脱除的方法，包括以下步骤：

入水管道的来水经与臭氧在汽水混合器（3）充分混合，在臭氧氧化塔内以臭氧气体作为氧化剂，利用其在专有催化剂表面产生的羟基自由基，对水中有机物进行无选择氧化去除，cod去除率为30~50%，剩余cod脱除量由活性炭吸附塔完成；

两级吸附塔运行时，充分利用高浓度cod“吸附速率”大；低浓度cod“吸附速率”小，前塔穿透后，只换前塔的饱和活性炭；将未饱和的后塔改为前塔，使其继续运行至饱和；这样，新装碳始终为二级吸附，可保证出水cod一直满足高标准；

新炭吨包通过补炭口直接投加；

当一塔需要排炭时，整塔换填活性炭，反洗水泵带动饱和炭吸入水力喷射器，然后随水流进入活性炭过滤器，脱水后打包。

实施例

某煤化工企业，经反渗透浓缩产生浓盐水100m³/h，高盐废水脱cod处理系统进水水质如表1所示，本系统配套臭氧催化氧化工艺段设计为四个系列氧化器并联运行，每个系列处理能力25m³/h，规格为φ3.4×7.5m，专用催化剂装填50%，配套臭氧发生器20kg/h（两套，一用一备），采用水射器完成汽水混合。

活性炭塔配置为双塔串联运行，可前后切换，共设三组(二用一备，一组为两塔)，单组处理能力50m³/h，活性炭吸附塔规格φ3.2×10m，活性炭有效吸附层6.2m，装填煤质压块破碎炭，一般规格为8~30目，碘值900。

转盘过滤器为滤布转盘过滤器2台（1用1备），处理能力130m3/h：滤盘直径2.0m，每套滤盘数5片，有效过滤面积4.38m2，滤布过滤精度10µm；平均滤速8-12m/h；

活性炭过滤器为转鼓式三角筛网微滤机，脱水后饱和活性炭输入活性炭包。处理量12.0m3/h：筛网规格φ1.5×3.5m、面积15m2、净筛隙0.5mm；；饱和活性炭经活性炭脱水机后即可打包

经处理后的最终产水指标要求如下表2。

综上所述，采用本发明的工艺，臭氧氧化的脱除率为40~50%，o3对cod的去除比例介于1：1.0～1：3.5之间。活性炭饱和吸附容量0.2kgcod/活性炭（kg），活性炭产水经转盘过滤器后产水ss小于1mg/l，脱水后废活性炭含水率不大于40%，可直接打包转运。正常开车完全达到工艺设计指标，确保了后续蒸发结晶的氯化钠和硫酸钠都可以达到一级品的标准，该项目整体实现了废水零排放和盐的资源化回收。

以上所述仅是本发明的实施步骤的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来水，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本法的保护范围。