公布日：2023.12.01
申請日：2023.09.13
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法及系統(tǒng)，采用對氧化尾氣的液體污水進(jìn)行單獨(dú)處理的技術(shù)方案，先加入氫氧化鈉與尾氣洗滌塔污水反應(yīng)生成碳酸鈉，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的回收；然后采用好氧池加生物膜池，去除易降解COD，再經(jīng)錳砂過濾器去除有害金屬離子，然后膜分離濃縮回收部分水；反滲透濃水經(jīng)過臭氧催化氧化去除對羧基三聯(lián)苯粘度大的物質(zhì)，防止堵塞蒸發(fā)器，進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮回收水；濃縮后的碳酸鈉和溴化鈉經(jīng)離心分離碳酸鈉和溴化鈉，并回收水。采用本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)PTA生產(chǎn)裝置中氧化尾氣洗滌吸收單元中含溴、含鹽、高COD污水的回收利用，以及二氧化碳回收利用，達(dá)到碳中和和污水的零排放的目的。
權(quán)利要求書
1.一種含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，所述處理方法包括下列步驟：步驟A：對尾氣洗滌塔廢水原水進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括對尾氣洗滌塔廢水原水進(jìn)行降溫處理，然后加入氫氧化鈉使其與尾氣洗滌塔D-172廢水中的碳酸根離子反應(yīng)，得到碳酸鈉；步驟B：對預(yù)處理后的污水依次進(jìn)行好氧處理和膜生物反應(yīng)處理，主要去除濃度高的容易降解的COD，即去除大部分高濃度有機(jī)物，所得污泥輸送至污泥脫水單元；所述好氧處理的污水進(jìn)水流量為30～50t/h，空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(30～20):1；空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(10～5):1；步驟C：膜生物反應(yīng)處理后的污水進(jìn)入錳砂過濾器，除去鐵鎳有害離子，進(jìn)水流量30～50t/h，反洗流量1.5～1.7噸/次；步驟D：對錳砂過濾處理后的污水進(jìn)行反滲透(RO)處理，以提純濃縮對羧基三聯(lián)苯等難降解有機(jī)物，得到反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水；其中，污水進(jìn)水流量為30～50t/h，反滲透壓力為3～5MPa；反滲透產(chǎn)水進(jìn)入回用水裝置作為回用水，大約得到75％的反滲透產(chǎn)水，反滲透產(chǎn)水的出水流量為22.5～28t/h；得到7.5～10t/h反滲透濃水；步驟E：對反滲透濃水進(jìn)行臭氧催化氧化處理，以進(jìn)一步去除對羧基三聯(lián)苯等難降解有機(jī)物；臭氧與污水中COD的質(zhì)量比例為(2～1)：1；步驟F：臭氧催化氧化處理后的濃水進(jìn)入多效蒸發(fā)結(jié)晶單元，通過蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶濃水中的溴化鈉和碳酸鈉，得到碳酸鈉晶漿、蒸發(fā)濃縮后的濃縮物和蒸發(fā)產(chǎn)水，所得冷凝液回用作為補(bǔ)充水；其中，多效蒸發(fā)結(jié)晶單元的進(jìn)料流量為7.5～12.5t/h，得到的蒸發(fā)產(chǎn)水為6.68～8.35t/h；步驟G：蒸發(fā)濃縮后的濃縮物、碳酸鈉晶漿進(jìn)入離心分離單元，分離出碳酸鈉和溴化鈉的混合物，其中，蒸發(fā)濃縮后的濃縮物的進(jìn)料流量為1.18～1.47t/h；步驟H：反滲透產(chǎn)水和蒸發(fā)產(chǎn)水進(jìn)入回用水裝置，經(jīng)過回用水膜處理后可作為循環(huán)水補(bǔ)水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟A中，尾氣洗滌塔廢水原水的進(jìn)料流量為30～50t/h，進(jìn)料濃度為0.5～2％W/W；預(yù)處理的溫度20～30℃，預(yù)處理的壓力為0.2～0.3MPa，氫氧化鈉和尾氣洗滌塔廢水中碳酸根離子含量的質(zhì)量比例為2：1；控制預(yù)處理的反應(yīng)體系pH值在7～9之間；所述碳酸根離子是PTA制備過程中氧化單元中對二甲苯和空氣反應(yīng)的副產(chǎn)物CO2溶于污水中形成的；和/或，步驟B中，所述好氧處理的污水進(jìn)水流量為30～50t/h，好氧處理的空氣供應(yīng)量為250～350m3/h，空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(30～20):1；膜生物反應(yīng)處理的空氣供應(yīng)量為100～200m3/h，空氣與污水中COD的質(zhì)量比例為(10～5):1；好氧處理的溫度為20～30℃，pH值為6～9；和/或，步驟C中，膜生物反應(yīng)處理后的污水進(jìn)水流量30～50t/h，反洗流量1.5～1.7噸/次，錳砂過濾器的運(yùn)行濾速為4m/h，強(qiáng)制反洗濾速為8m/h；所述錳砂過濾處理用于去除污水中的有害金屬離子鐵和鎳。和/或，步驟D中，經(jīng)錳砂過濾器處理后的污水經(jīng)過反滲透膜提純濃縮，反滲透產(chǎn)水進(jìn)入回用水裝置作為回用水，得到70％～80％的反滲透產(chǎn)水，反滲透膜中污水進(jìn)料流量為30～50t/h，反滲透壓力3～5MPa，反滲透產(chǎn)水的出水流量為22.5～28t/h；和/或，步驟E中，臭氧催化氧化反應(yīng)器的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗水為本級(jí)處理出水，反沖洗空氣來自濾板下部的反沖洗氣管，反沖洗時(shí)濾料層有輕微膨脹，在汽水對濾料的沖刷下，被截留的SS等雜質(zhì)與濾料分離，沖洗下來的雜質(zhì)隨反沖洗排水排出反應(yīng)器；優(yōu)選地，步驟E中，所述臭氧催化氧化處理的反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，反洗水量為5m3/h，臭氧與污水中COD的質(zhì)量比例為(2～1)：1，氣體洗滌氣量為20m3/h，催化劑為鋁基金屬催化劑，所述催化劑的年固定投加量為4.9～5.1立方米固定床；步驟E的目的在于去除污水中雜環(huán)物質(zhì)和對羧基三聯(lián)苯；和/或，步驟F中，多效蒸發(fā)結(jié)晶單元的進(jìn)料流量為7.5～12.5t/h，得到的蒸發(fā)產(chǎn)水為6.68～8.35t/h；其中，多效蒸發(fā)濃縮比為3～5，溫度為65～90℃，壓力為0.02～0.06MPa，優(yōu)選地，步驟F中，通過離心分離單元得到的碳酸鈉和溴化鈉的混合物中含水量10％，離心分離單元得到的碳酸鈉和溴化鈉的混合物的產(chǎn)量500～600kg/h；和/或，步驟G中，蒸發(fā)濃縮后的濃縮物的進(jìn)料流量為1.18～1.47t/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟B中，好氧處理中要求好氧池內(nèi)污水最大回流比為500，活性污泥最大回流比為100，反應(yīng)時(shí)間為50小時(shí)，污泥負(fù)荷4000mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟F中，多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中的分鹽分質(zhì)結(jié)晶工藝所需的熱源采用主裝置的副產(chǎn)蒸汽，所述副產(chǎn)蒸汽的壓力為0.32～0.38MPa，溫度為145～150℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含對羧基三聯(lián)苯類污水的減碳零排放處理方法，其特征在于，步驟D得到的反滲透水和步驟G得到的蒸發(fā)產(chǎn)水經(jīng)過回用水膜處理后送到裝置循環(huán)水作為補(bǔ)水。
6.一種減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：預(yù)處理裝置，用于將尾氣洗滌塔廢水中的碳酸根離子轉(zhuǎn)化為碳酸鈉；好氧-MBR反應(yīng)池，與所述預(yù)處理裝置連接，用于處理來自所述預(yù)處理裝置的廢水；錳砂過濾器，所述錳砂過濾器與好氧-MBR反應(yīng)池的出水口連接，用于對MBR產(chǎn)水進(jìn)行錳砂過濾處理，去除污水中的有害金屬離子；高壓反滲透裝置，與好氧-MBR反應(yīng)池的出水口連接，用于對來自好氧-MBR反應(yīng)池的廢水進(jìn)行反滲透處理；臭氧催化氧化裝置，與所述高壓反滲透裝置的濃水出口連接，用于對來自臭氧催化氧化裝置的濃水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行降解；多效蒸發(fā)結(jié)晶單元，與所述臭氧催化氧化裝置的出水口連接，用于蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶來自臭氧催化氧化裝置的廢水中的溴化鈉和碳酸鈉，并通過固液分離設(shè)備獲得溴化鈉和碳酸鈉混合物；回用水膜處理單元，與多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中的冷凝水出口以及高壓反滲透裝置的反滲透產(chǎn)水出口連接，用于對冷凝水和/或反滲透水進(jìn)行凈化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧-MBR反應(yīng)池包括好氧池和生物膜反應(yīng)(MBR)池，主要用于處理高濃度的容易降解的COD，得到MBR產(chǎn)水；和/或，所述高壓反滲透裝置包括高壓反滲透器和反滲透濃水池；所述高壓反滲透器與所述錳砂過濾器的出水口連接，用于對錳砂過濾處理后的出水進(jìn)行高壓反滲透處理，得到反滲透濃水和反滲透產(chǎn)水；所述反滲透濃水池與用于對高壓反滲透器的濃水出水口連接，用于儲(chǔ)存反滲透濃水；和/或，所述臭氧催化氧化裝置用于使用臭氧和催化劑對反滲透濃水進(jìn)行催化氧化處理，優(yōu)選地，所述催化劑采用活性鋁基金屬催化劑；優(yōu)選地，所述臭氧催化氧化反應(yīng)器包括塔體、布水、反沖洗布水布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、催化劑層和臭氧投加系統(tǒng)；催化氧化反應(yīng)器的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗水為本級(jí)處理出水，反沖洗空氣來自濾板下部的反沖洗氣管，反沖洗時(shí)濾料層有輕微膨脹，在氣水對濾料的沖刷下，被截留的SS等雜質(zhì)與濾料分離，沖洗下來的雜質(zhì)隨反沖洗排水排出反應(yīng)器；和/或，所述多效蒸發(fā)結(jié)晶單元包括蒸發(fā)結(jié)晶器、碳酸鈉離心機(jī)、溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置、溴化鈉-碳酸鈉增稠裝置和溴化鈉-碳酸鈉離心裝置；和/或，所述回用水膜處理單元包括回用水裝置和回用水膜處理裝置，所述回用水裝置的入口分別與高壓反滲透裝置的反滲透產(chǎn)水出口、蒸發(fā)結(jié)晶器的蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水出口、和溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)冷凝水出口連接，用于將反滲透產(chǎn)水、蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水和蒸發(fā)冷凝水回收到回用水裝置中；和/或，所述預(yù)處理裝置包括尾氣洗滌塔廢水儲(chǔ)罐和換熱器，所述尾氣洗滌塔廢水儲(chǔ)罐用于儲(chǔ)存尾氣洗滌塔廢水并采用堿性化合物對其進(jìn)行中和處理；所述尾氣洗滌塔廢水包含碳酸根離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中，所述蒸發(fā)結(jié)晶器與所述臭氧催化氧化裝置的出水口連接，用于用于對臭氧催化氧化后的出水進(jìn)行蒸發(fā)處理，得到碳酸鈉晶漿和蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水；所述碳酸鈉離心機(jī)與碳酸鈉晶漿罐的出料口連接，用于對碳酸鈉晶漿進(jìn)行離心分離得到碳酸鈉晶體、離心濃縮液和離心母液；所述溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置與所述碳酸鈉離心裝置的離心母液罐出口連接，用于通過蒸發(fā)將離心母液中含有的溴化鈉和碳酸鈉進(jìn)行濃縮處理，得到溴化鈉-碳酸鈉濃縮液和蒸發(fā)冷凝水；所述溴化鈉-碳酸鈉增稠裝置與所述溴化鈉-碳酸鈉蒸發(fā)裝置的溴化鈉-碳酸鈉濃縮液的出口連接，用于對溴化鈉-碳酸鈉濃縮液進(jìn)行增稠處理，得到溴化鈉-碳酸鈉增稠液；所述溴化鈉-碳酸鈉離心裝置與所述溴化鈉-碳酸鈉增稠裝置連接，用于對增稠處理后的溴化鈉-碳酸鈉增稠液進(jìn)行離心處理，得到溴化鈉和碳酸鈉。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述多效蒸發(fā)結(jié)晶單元中，所述碳酸鈉離心裝置的離心濃縮液出口與蒸發(fā)結(jié)晶器連接，用于使離心濃縮液回流到蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行再次蒸發(fā)結(jié)晶，從而回收碳酸鈉晶體。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的減碳回收含對羧基三聯(lián)苯污水鈉鹽零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述回用水膜處理裝置與所述回用水裝置的出口連接，用于對所述回用水裝置中的回用水進(jìn)行膜處理，所得膜處理產(chǎn)水可作為循環(huán)水補(bǔ)水。
（發(fā)明人：崔甲軍;管向偉;陳建軍;魏茂清;楊帆;鄭偉;錢枝茂）
