一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法与系统

本发明涉及工业废水处理，尤其涉及一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法与系统。

背景技术：

1、石化废水是指石油化工、炼油、煤化工等工业生产过程中产生的废水，其中含有大量的颗粒物，亲/疏水有机物、重金属和盐类等污染物。石化废水中高含量的毒性污染物和表面活性剂导致常规处理效率低下，难以满足排放需求。现阶段，气浮除油与混凝沉淀等已广泛应用于石化废水的前期处理，但是上述工艺仅能除去部分乳化油、表层浮油和挥发性有机物等难溶于水的较大尺寸污染物，溶解态污染物去除率依然较低。芬顿、臭氧、电化学或催化等高级氧化技术可通过氧化有机污染物而明显改善石化废水可生化性，但是高成本和毒性污泥处置难题限制了其应用。厌氧或酸化氧化等生物处理能够对石化废水中的高毒性污染物产生较强去除效果，但其运行条件要求严格且整体耗时较长。

2、吸附作为一种快速去除废水中污染物的高效技术，在同时去除溶解有机物和颗粒物方面表现出较强适应性。活性炭或硅胶等吸附材料能够分别有效富集并分离废水中的疏水或亲水污染物，且上述材料具有成本低，易调控等优点。石化废水中存在多种类型的溶解有机物，这导致污染物之间普遍存在吸附竞争或吸附促进。受亲疏水性和孔径限制，单一的吸附剂难以有效去除石化废水中的多种类型污染物，吸附出水中残留污染物的去除仍是一个技术挑战。纳滤膜法是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离方法，适用于去除相对分子量在100以上的污染物。纳滤膜法能够有效分离大粒径疏水有机物和盐，因此在石化废水处理领域广泛应用。但是，纳滤膜法对前期水质要求较高，水中的浊度、悬浮物、油滴、硅酸盐和其他纳米级颗粒等极易堵塞膜孔或在膜表面形成污垢层而影响整体运行。因此，如何提供一种高效且稳定的石化废水深度处理方法和系统仍然是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法与系统，用以高效去除石化废水中的污染物。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法，包括以下步骤：

4、1)将石化废水进行过滤，得到预处理石化废水；

5、2)将所述预处理石化废水进行一级吸附处理，得到一级吸附出水，其中，所述一级吸附处理所用的吸附剂为活性炭；

6、3)将所述一级吸附出水进行二级吸附处理，得到二级吸附出水，其中，所述二级吸附处理所用的吸附剂为硅胶；

7、4)将所述二级吸附出水通过纳滤膜，进行膜分离，得到出水。

8、可选地，所述过滤的材料为玻璃纤维滤膜，所述玻璃纤维滤膜的孔径为0.45μm。

9、可选地，所述一级吸附处理的温度为15～60℃，时间为5～30min。

10、可选地，所述活性炭占预处理石化废水质量的0.1～10％。

11、可选地，所述二级吸附处理的温度为15～60℃，时间为5～30min。

12、可选地，所述硅胶占一级吸附出水质量的0.1～20％。

13、可选地，所述纳滤膜为聚酰胺纳滤膜，所述纳滤膜的孔径为0.2～1nm；所述膜分离的压力为0.08～1.2mpa。

14、可选地，所述方法还包括：

15、将吸附饱和后的所述活性炭和硅胶进行再生后分别用于一级吸附处理和二级吸附处理，其中所述活性炭的再生温度为300～600℃，和所述硅胶的再生温度为80～220℃。

16、可选地，所述方法还包括：

17、将膜分离截留得到的浓水作为石化废水，再次进行步骤1)～4)；和

18、当所述膜分离所得出水不符合排放要求时，将其重复进行步骤1)～4)。

19、本发明还提供了一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的系统，用于实施上述的方法，包括过滤单元、一级吸附单元、二级吸附单元、纳滤单元、出水罐、水质检测单元、活性炭再生单元和硅胶再生单元，

20、所述过滤单元用于过滤石化废水，其输入端与石化废水来水端相连；

21、所述一级吸附单元的输入端与所述过滤单元的输出端相连，所述一级吸附单元中装有活性炭，所述一级吸附单元设置有一级出水端和一级吸附剂输出端；

22、所述二级吸附单元的输入端与所述一级吸附单元的一级出水端相连，所述二级吸附单元中装有硅胶，所述二级吸附单元设置有二级出水端和二级吸附剂输出端；

23、所述纳滤单元的输入端与所述二级吸附单元的二级出水端相连，所述纳滤单元中装有纳滤膜的膜组件，所述纳滤单元设置有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述过滤单元的输入端相连，用于将截留的浓水输送至所述过滤单元，所述第二输出端用于输出纳滤后的净水；

24、所述出水罐的输入端与所述纳滤单元的第二输出端相连，用于储存纳滤后的净水，所述出水罐设置有循环出水端和排水端，所述循环出水端与所述过滤单元的输入端相连；

25、所述水质检测单元设置于所述出水罐中，用于检测净水的水质；

26、所述活性炭再生单元的输入端与所述一级吸附单元的一级吸附剂输出端相连，所述活性炭再生单元的输出端与所述一级吸附单元的输入端相连；

27、所述硅胶再生单元的输入端与所述二级吸附单元的二级吸附剂输出端相连，所述硅胶再生单元的输出端与所述二级吸附单元的输入端相连。

28、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

29、本发明提供了一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法与系统，该方法基于孔径调控吸附耦合膜工艺深度处理石化废水，将石化废水通过过滤处理，去除废水中的部分固体物质、悬浮颗粒，一级吸附去除疏水有机物，二级吸附去除亲水有机物，通过匹配不同的吸附剂，控制吸附剂的吸附选择性，针对性逐级去除废水中的主要污染物和膜污染组分，以此作为纳滤膜分离前的处理。后续纳滤深度去除残留的大分子污染物，实现了石化废水中主要污染物的分离，出水水质稳定。此外，实施该方法的系统操作简单，设备维护简便，占地面积小，处理过程可调控，处理后得到的出水中toc含量<20ppm。

技术特征：

1.一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤的材料为玻璃纤维滤膜，所述玻璃纤维滤膜的孔径为0.45μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级吸附处理的温度为15～60℃，时间为5～30min。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述活性炭占预处理石化废水质量的0.1～10％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二级吸附处理的温度为15～60℃，时间为5～30min。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述硅胶占一级吸附出水质量的0.1～20％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳滤膜为聚酰胺纳滤膜，所述纳滤膜的孔径为0.2～1nm；所述膜分离的压力为0.08～1.2mpa。

8.根据权利要求1和3～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的系统，用于实施权利要求1～9所述的方法，其特征在于，包括过滤单元、一级吸附单元、二级吸附单元、纳滤单元、出水罐、水质检测单元、活性炭再生单元和硅胶再生单元，

技术总结
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种基于分级吸附耦合膜工艺深度处理石化废水的方法与系统。本发明先将石化废水进行过滤，得到预处理石化废水；将所述预处理石化废水进行一级吸附处理，得到一级吸附出水，其中，所述一级吸附处理所用的吸附剂为活性炭；将所述一级吸附出水进行二级吸附处理，得到二级吸附出水，其中，所述二级吸附处理所用的吸附剂为硅胶；将所述二级吸附出水通过纳滤膜，进行膜分离，得到出水。该方法能够深度去除石化废水中的污染物，实现了石化废水中主要污染物的分离，出水水质稳定。该方法简便，处理过程可调控，处理后得到的出水中TOC含量<20ppm。

技术研发人员：冯成洪,雷金明
受保护的技术使用者：北京师范大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9