一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，包括以下步骤：(1)将高浓有机废水与工业污泥混合均匀，补充添加表面活性剂、引发剂和金属盐；(2)在温度130‑250℃、压力2‑10MPa条件下，对混合液进行微波水热处理，使高浓有机废水中的碳源与污泥中的金属元素原位反应生成复合型水热碳催化剂；(3)通入氧化剂，在微波条件下对混合液进行催化湿式氧化；(4)对步骤(3)的反应液进行固液分离，固相进行干化处理后作为催化剂重复利用，液相根据需要进行二次处理后回用或进行生化处理。本发明专利技术实现了高浓有机废水和污泥的高效协同处理并资源化利用。

A method of high efficient collaborative treatment of high concentration organic wastewater and sludge in chemical industry

【技术实现步骤摘要】
一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法
本专利技术涉及废水处理，尤其涉及一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法。
技术介绍
在化工生产过程中，由于使用大量有机溶剂并伴随着复杂的有机合成反应，化工生产废水中常常含有大量的有机物质，其COD通常都在2000mg/L以上，有的甚至高达几万甚至几十万，并且其可生化性较差，BOD/COD＜0.3，这种高COD且难生物降解的高浓有机废水往往是不能采用传统的生化处理方法解决的。有机废水的处理方法主要有臭氧、芬顿、光氧化、稀释生化、焚烧等处理方法，例如，公开号为CN110563253A的中国专利公开了一种苯甲醚类有机废水的处理方法，该方法包括：酸化步骤-吸附步骤-芬顿氧化步骤-碱化步骤-生化步骤等。该处理方法步骤繁琐复杂，且处理费用非常高。目前较常用的有机废水方法是采用废液焚烧来进行焚烧处理，但是该处理方法对物料有热值要求，废水COD浓度一般需要15-20万mg/L左右比较适合；若将废水浓缩后进行焚烧，则在浓缩过程中容易出现结焦、盐富集结块等问题。工业有机废水采用化学、生物法联用等方式进行处理时，会产生大量的工业污泥。公开号为CN110510845A的中国专利文献公开了一种污水厂剩余污泥处置方法，包括如下步骤：(1)搅拌工序，搅拌装置中，剩余污泥加入凝集剂，其中凝集剂主要由硫酸铝、硫酸钙、碳酸钠构成的主剂与pH调节剂、比重增加剂混合而制成；(2)固液分离，静置分离出步骤(1)处理后污泥的清液；(3)机械脱水，采用压滤装置脱水。该方法容易产生二次污染。>但是，物化或生化污泥一般含水率较高，且存在有毒有害物质，一般需要将污泥干化后作为危废处置，而企业自行干化又存在能耗高、投资大、产生二次污染等问题。目前，也有将污泥进行水泥窑等焚烧无害化处置的技术，但是该处理方法需要处理单位有专门的运营资质和手续。目前对污泥的处理手段较少，普通的干化处理无法满足日益增长的污泥处置需求。目前，高浓有机废水和工业污泥通常是分开处理，处理过程繁琐，容易引发二次污染，并且在各种处理过程中需要额外添加氧化剂或催化剂，处理成本高，处理效率偏低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，采用微波水热原位合成催化剂，同时采用微波强化湿式氧化对废水进行深度处理，实现了高浓有机废水和污泥的高效协同处理并资源化利用。具体技术方案如下：一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，包括以下步骤：(1)将高浓有机废水与工业污泥混合均匀，补充添加表面活性剂、引发剂和/或金属盐；(2)在温度130-250℃、压力2-10MPa条件下，对混合液进行微波水热处理，使高浓有机废水中的碳源与污泥中的金属元素原位反应生成复合型水热碳催化剂；(3)通入氧化剂，在微波条件下对混合液进行催化湿式氧化；(4)对步骤(3)的反应液进行固液分离，固相进行干化处理后作为催化剂重复利用，液相根据需要进行二次处理后回用或进行生化处理。本专利技术将高浓有机废水和工业污泥混合，在微波作用下，高浓有机废水中的碳源和污泥中的金属元素原位反应生成复合型水热碳催化剂，再经微波增强催化湿式氧化对混合液进行深度处理，可将混合液中的有机物高效氧化分解成二氧化碳、水和易生化处理的小分子有机物，最后经固液分离后，固相污泥进行干化处理，液相经二次处理后可进行生化处理。本专利技术的处理方法同步实现了高浓有机废水的高效降解与工业污泥的减量处理。本专利技术的处理方法适用于高浓度有机废水，废水中的TOC含量不低于30000mg/L。步骤(1)的调配和均质过程主要作用是调配高浓有机废水和工业污泥的配比，从而达到合适的碳源与金属元素的比例。优选的，步骤(1)得到的混合液中，金属元素含量与TOC含量的比值为0.1-5∶50；TOC含量不低于30000mg/L。步骤(1)中，补加引发剂的作用是使有机物引发聚合、碳化，添加表面活性剂的作用主要是均质、造孔和成型；根据所需的金属元素与碳源的比例，如有需要，还需要补充添加金属元素或碳源。步骤(1)中，所述的表面活性剂为丙三醇无规聚醚、亚甲基双甲基萘磺酸钠和亚甲基双萘磺酸钠中的一种或多种；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵和双氧水中一种或多种；所述的金属盐为溶性铁盐、可溶性铜盐、可溶性钴盐和可溶性锰盐中的一种或多种。优选的，步骤(1)中，调节混合液的pH值至6-10。优选的，步骤(2)中，温度为130-250℃，压力为0.5-8MPa，反应时间为0.5-3h。步骤(2)主要是通过微波的热效应和催化聚合作用，将有机碳大部分碳化形成具有一定结构的碳化合物载体，并将金属元素在载体孔道和表面氧化还原生成金属氧化物或金属氢氧化物，形成复合型水热碳催化剂，该催化剂具有较好的吸附性能和催化氧化作用。优选的，步骤(2)中，微波频率为2-2.5GHz，微波功率为150-650W；进一步优选的，微波频率为2.4-2.5GHz，微波功率为450-650W。步骤(3)进一步利用微波水热反应的余热，将氧化剂泵入进行深度氧化处理。混合液中的有机物在高温、高压、微波、催化剂、氧化剂的协同作用下，被氧化分解成易生物降解的小分子有机物，进一步氧化分解成二氧化碳和水。优选的，步骤(3)中，反应温度为150-300℃，反应压力为5-9MPa，反应时间为2-3h；进一步优选的，反应温度为250-300℃、压力为6-8Mpa。所述的氧化剂为空气、氧气和双氧水中的一种或多种，氧化剂的泵入量为理论需量的1.1-1.5倍。所述的理论需量是指，混合液中的有机物全部氧化分解成二氧化碳和水所需要的氧化剂的理论值。经过微波水热反应和催化湿式氧化反应后，混合液中的有机物被有效氧化降解，并且污泥液得到无害化、减量化处理。步骤(3)反应完后，对反应液进行冷却、固液分离。步骤(4)中，所述的二次处理为脱氮、脱磷、脱盐。经二次处理后，液相中的有机物浓度得到大大降低，可生化性得到大大提升，二次处理出水可回用于生产过程或者可进一步进行生化处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的处理方法先通过微波水热法原位合成出廉价的催化剂，该催化剂以水热碳为载体，在载体孔道和表面负载有金属氧化物或金属氢氧化物，该复合型水热碳催化剂具有较好的吸附性能和催化氧化作用，解决了额外添加催化剂而增加废水处理成本的问题；再通过微波增强催化湿式氧化降解废水中的有机物，同步实现了高浓有机物和工业污泥的同步处理。另外，最后固液分离得到的固相大部分为水热碳催化剂，可以作为催化剂重复利用，实现了高浓有机废水和工业污泥的资源化利用。具体实施方式实施例1某精细化工厂的一股高浓有机废水和污泥，其中废水固含量约为7％，废水中的主要污染成分为对氯甲苯、二氯苯酚、硫酸钠等；污泥由物化污泥和生化污泥组成，平均含水率为73-85％(以质量计)。将该高浓有机废水和污泥混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将高浓有机废水与工业污泥混合均匀，补充添加表面活性剂、引发剂和/或金属盐；/n(2)在温度130-250℃、压力2-10MPa条件下，对混合液进行微波水热处理，使高浓有机废水中的碳源与污泥中的金属元素原位反应生成复合型水热碳催化剂；/n(3)通入氧化剂，在微波条件下对混合液进行催化湿式氧化；/n(4)对步骤(3)的反应液进行固液分离，固相进行干化处理后作为催化剂重复利用，液相根据需要进行二次处理后回用或进行生化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将高浓有机废水与工业污泥混合均匀，补充添加表面活性剂、引发剂和/或金属盐；
(2)在温度130-250℃、压力2-10MPa条件下，对混合液进行微波水热处理，使高浓有机废水中的碳源与污泥中的金属元素原位反应生成复合型水热碳催化剂；
(3)通入氧化剂，在微波条件下对混合液进行催化湿式氧化；
(4)对步骤(3)的反应液进行固液分离，固相进行干化处理后作为催化剂重复利用，液相根据需要进行二次处理后回用或进行生化处理。


2.根据权利要求1所述的高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，其特征在于，步骤(1)得到的混合液中，金属元素含量与TOC含量的比值为0.1-5∶50；TOC含量不低于30000mg/L。


3.根据权利要求1所述的高效协同处理化工高浓有机废水和污泥的方法，其特征在于，所述的表面活性剂为丙三醇无规聚醚、亚甲基双甲基萘磺酸钠和亚甲基双萘磺酸钠中的一种或多种；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵和双氧水中一种或多种；所述的金属盐为溶性铁盐、可溶性铜盐、可溶性钴盐和可溶性锰盐中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛兵，陈丽娜，王安龙，吕伏建，赵忠，
申请(专利权)人：浙江奇彩环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33