本发明公开了一种低浓度含氰废水的处理方法及系统,其主要包括:对低浓度含氰废水进行预处理,去除低浓度含氰废水中的大颗粒固体污染物;再进行膜处理,去除大部分氰离子,处理出水采用常规的NaClO氧化等方法处理可达标排放;同时,膜处理产生浓缩液采用催化湿式氧化进行处理达到排放标准。其系统主要包括:格栅,膜处理系统,催化湿式氧化处理设备。本发明的有益效果是:对低浓度含氰废水进行膜处理后再进入常规的NaClO氧化方法处理达标排放,降低了排放处理系统的处理难度和成本;而浓缩液再经催化湿式氧化处理,处理后的出水可以达到直接排放的标准,或可回用作清洗水等。
1.一种低浓度含氰废水的处理方法,包括如下步骤:(1)对低浓度含氰废水进行预处理,去除低浓度含氰废水中的大颗粒固体污染物;(2)将上述预处理后的低浓度含氰废水进行膜处理,产生浓缩液和透过清水;(3)将浓缩液进行催化湿式氧化处理,排放或回收利用;(4)将所述透过清水用NaClO氧化方法处理,排放或回收利用;其中:所述步骤(1)中的预处理通过格栅过滤,然后进入调节池,搅拌同时调pH为
7.5~8.5;所述步骤(2)中的膜处理依次包括前处理系统、第一级反渗透膜处理系统和第二级反渗透膜处理系统,前处理系统包括砂滤和滤芯过滤,砂滤采用石英砂进行过滤,滤芯过滤中的滤芯孔径为2~5μm,过滤后的废水通过两级反渗透膜处理系统过滤;第二级反渗透膜处理的浓水回流至第一级反渗透膜前端进行二次过滤,所述第一级反渗透膜和第二级反渗透膜选用高抗污染膜;所述步骤(3)中的催化湿式氧化处理是:浓缩液经升压泵升压到3.8~4.0Mpa,与同压的氧化气体充分混合,气液原料在标准状态下的体积比为110:1~130:1,气液原料温度提升至220~240°C后,进入反应塔内,在催化剂的作用下污染物质被彻底氧化分解为CO₂、H₂O,反应时间为1.4~1.6h,反应出水经过与进入系统的浓缩液进行热交换后冷却,温度降至30~50°C,再进行气液分离处理;所述的催化湿式氧化处理由空塔反应器与热媒反应器组成,所述的空塔反应器与热媒反应器串联,浓缩液首先进入空塔反应器,然后再进入装有催化剂的热媒反应器。
2.根据权利要求1所述的低浓度含氰废水的处理方法,其特征是:在催化湿式氧化处理中,与气液原料相接触部分的设备的材质采用钛材。技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法,更准确地说,涉及一种低浓度的含氰废水的处理方法,本发明还涉及一种应用此处理方法的系统。
背景技术
含氰废水是一种毒性较大的工业废水,在水中不稳定,容易分解为无机氰和有机氰,均为剧毒性物质,人食入可引起急性中毒。氰化物对人体致死量为0.18g,氰化钾为0.12g,水体中氰化物对鱼类的致死质量浓度为0.01-0.1mg/L。含氰废水主要来自于电镀、煤气、焦化、冶金、金属加工、化纤、塑料、农药、化工等行业。这些工业产生含氰废水会对环境造成很大的污染,对人类的健康和牲畜、鱼类的生命都是一种严重的威胁。含氰废水的常用的处理方法有:碱性氯化法、加压水解法、电解法、生物化学法、二氧化硫-空气氧化法、过氧化氢氧化法、自然净化法、酸化回收法等,这些处理方法对含氰废水处理均存在应用上的问题,如处理周期长、处理过程中有二次污染物释放、影响因素较多导致处理效果不稳定及氰化物去除不彻底的情况。湿式催化氧化法是在湿式空气氧化法基础上发展起来的。在湿式空气氧化法中加入催化剂的处理方法称之为湿式催化氧化法,简称CWO法。湿式催化氧化法是指在高温(200~280°C)、高压(2~8MPa)下,以富氧气体或氧气为催化剂,利用催化剂的催化作用,加快废水中有机物与氧化剂间的呼吸反应,使废水中的有机物及含N、S等毒物氧化成CO2、N2、SO2、H2O,达到净化之目的。对高化学含氧量或含生化法不能降解的化合物的各种工业有机废水,不再需要进行后处理,只经一次处理即可达排放标准。但是这种方法的投资巨大,处理时间长,很多企业、工厂不愿意为此花费大量成本。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种低浓度含氰废水的处理方法,将膜分离和催化湿式氧化两项先进技术进行了合理的结合、优化,解决了反渗透浓缩液的后续处理,同时减小了湿式催化氧化的处理规模,从而降低了投资,取得了良好的处理效果。为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种低浓度含氰废水的处理方法,包括如下步骤:(1)对低浓度含氰废水进行预处理,去除低浓度含氰废水中的大颗粒固体污染物;(2)将上述预处理后的低浓度含氰废水进行膜处理,产生浓缩液和透过清水;(3)将浓缩液进行催化湿式氧化处理,排放或回收利用;(4)将所述透过清水用NaClO氧化方法处理,排放或回收利用。优选的是:所述步骤(1)中的预处理通过格栅过滤,然后进入调节池,搅拌同时调pH为7.5~8.5。优选的是:所述步骤(2)中的膜处理依次包括前处理系统、第一级反渗透膜处理系统和第二级反渗透膜处理系统,前处理系统包括砂滤和滤芯过滤,砂滤采用石英砂进行过滤,滤芯过滤中的滤芯孔径为2~5μm,过滤后的废水通过两级反渗透膜处理系统过滤。优选的是:所述第一级反渗透膜和第二级反渗透膜选用高抗污染膜。优选的是:所述步骤(3)中的催化湿式氧化处理是:浓缩液经升压泵升压到3.8~4.0Mpa,与同压的氧化气体充分混合,气液原料温度提升至220~240°C后,进入反应塔内,在催化剂的作用下污染物质被彻底氧化分解为CO₂、H₂O,反应时间为1.4~1.6h,反应出水经过与进入系统的浓缩液进行热交换后冷却,温度降至30~50°C,再进行气液分离处理。优选的是:所述氧化气体为空气或纯氧气。优选的是:所述催化剂为二氧化钛为载体钌基活性催化剂。优选的是:在催化湿式氧化处理中,与气液原料相接触部分的设备的材质采用钛材。本发明还提供了一种适用于上述低浓度含氰废水处理方法的系统,包括:预处理设备,包括格栅和调节池;膜处理系统,其包括前处理系统、第一级反渗透膜处理系统和第二级反渗透膜处理系统,前处理系统包括砂滤和滤芯过滤,砂滤采用石英砂,滤芯过滤的滤芯孔径为2~5μm,通过第一、第二级反渗透膜处理系统的液体为透过清水,没有通过第一、第二级反渗透膜处理系统的液体为浓缩液;用于处理浓缩液的催化湿式氧化处理系统,所述浓缩液在催化湿式氧化处理设备中被分解成气相物质和水。本发明的有益效果在于,本发明低浓度含氰废水处理工艺的优点:低浓度含氰废水先经过格栅去除污水中大颗粒固体污染物,保护后续处理设备正常有效运行,防止设备堵塞;调节池起到均质均量的作用,防止由于水质变化幅度过大引起处理效果不稳定的情况;低浓度含氰废水经过膜处理后的出水,氰含量降低99%,可用常规的NaClO氧化等方法处理达标后排放;两级反渗透处理的浓缩液再经催化湿式氧化处理,处理后完全可以达到直接排放的标准,可作清洗水回用,实现资源的回收利用;催化湿式氧化处理系统的进水预热采用进水与其系统出水热交换的方式,充分利用热量,具有节能的特点;CWO处理系统,在进水COD浓度高于30000mg/L的情况下,反应放热产生的热能不仅可维持CWO系统的运行,而且可以有盈余热量产生。综上所述,本发明实现了低浓度含氰废水的无害化、资源化处理。
附图说明
图1示出了本发明低浓度含氰废水处理方法及系统的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。如图1所示,本发明的一种低浓度含氰废水的处理方法,包括如下步骤:(1)将低浓度含氰废水通过提升泵进入到预处理系统,预处理系统包括格栅和调节池。用格栅去除污水中大于1mm的大颗粒固体污染物,格栅后的出水流入调节池中,调节池内设有搅拌装置,转速在40-60转/分钟,含氰废水在调节池中的搅拌作用下,水质和水量均化;同时,在调节池内将含氰废水的pH调节至7.5~8.5。(2)将调好pH值的低浓度含氰废水经过提升泵进入到砂滤设备中进行过滤,砂滤采用石英砂材料,砂滤的过滤出水进入滤芯过滤系统,滤芯孔径为2~5μm,滤芯过滤后的出水通过高压泵进入反渗透膜处理系统,反渗透膜采用的是高抗污染超滤膜,通过两级反渗透膜处理设备的废水中的99%的氰污染物被去除,第二级反渗透膜处理的浓水回流至一级反渗透膜前端进行二次过滤,一级反渗透膜膜前的浓缩液为膜处理系统中的最终浓缩液,进入浓缩池储存;二级反渗透膜的透过液称为透过清水,经过常规的NaClO氧化方法处理后,达标后排放或回收利用。(3)浓缩池中的浓缩液进行催化湿式氧化处理,其工序在催化湿式氧化处理设备(系统)中进行,其具体流程如下:先将浓缩池中的浓缩液经提升泵送至均质槽(图中未示出),均质槽带有顶进式搅拌器,经调节均质的浓缩液进入升压泵升压至3.8~4.0Mpa,然后与来自空压机的相同压力的氧化气体混合,气液原料在标准状态下的体积比为110∶1~130∶1,再经预热器和加热器升温至220~240°C,进入反应系统进行反应,反应系统主要由串联的两个反应器组成,浓缩液首先进入空塔反应器,然后再进入装有催化剂的热媒反应器,浓缩液中的污染物在反应器中被分解为二氧化碳、水和氮气等产物,反应时间为1.4~1.6h。催化氧化反应为放热反应,反应器内壁、预热器、加热器等与反应液体接触的部分均采用金属钛作为内衬,防止强腐蚀性污染物对设备的损害;温度为220~240°C的反应产物进入预热器与原废水进行换热降温至130~170°C左右,再经处理水冷却器进一步冷却至30~50°C进入气液分离器,分离出的气相直接排入大气,液相作为处理水进入清水储罐直排或回用。本发明低浓度含氰废水的处理方中,其中:所述步骤(1)中,如果低浓度含氰废水的pH值在7.5~8.5之间,则不需要进行调节pH操作。本发明低浓度含氰废水的处理方中,其中:所述步骤(3)中,氧化气体可以为空气或纯氧气。本发明低浓度含氰废水的处理方中,其中:所述步骤(3)中,催化剂为二氧化钛为载体钌基活性催化剂。实施例低浓度含氰废水处理采用本发明的上述方法及系统,设计处理总水量为1000t/d,每天按24小时连续运行设计。膜处理单元进水流量为1000m³/d;湿式催化氧化处理单元进水流量为41.7m³/h;进水水质和出水水质的测试结果如表1和表2所示:ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表1低浓度含氰废水进水水质(单位:mg/l;pH值无量纲)ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表2低浓度含氰废水处理出水水质(单位:mg/l;pH值无量纲)结果证明,采用本发明方法处理后的出水水质达到了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中规定的二级排放标准。膜处理工艺段设计参数:1000t/d膜处理工艺的反渗透膜处理系统采用两级反渗透膜处理系统,部分运行参数如表3、表4所示:ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="528"/>表3第一级反渗透膜处理系统设计参数ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="551"/>表4第二级反渗透膜处理系统设计参数去除率情况如表5、表6所示:ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表5膜处理单元的去除效果ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表6湿式催化氧化处理单元去除率有益效果:采用本发明的方法及系统每年可处理低浓度含氰废水36.5万吨,消解化学需氧量(CODcr):5439吨/年,消解五日生化需氧量(BOD5):1356吨/年,消解氨氮(NH3-N):839吨/年,消解氰化物:292吨/年。