CN101333050A

CN101333050A - 一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法

Info

Publication number: CN101333050A
Application number: CNA2007101216605A
Authority: CN
Inventors: 李开明; 李安学; 杨庆丰; 么士平; 车爱玮; 景永强
Original assignee: Beijing China Science Environment Projection Co Ltd
Current assignee: Beijing China Science Environment Projection Co Ltd
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2008-12-31

Abstract

一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法，步骤如下：A)对含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水通过铁屑层过滤进行预处理，水力停留时间为2.0－5.0小时；B)加碱调配pH至8－9；C)加入厌氧颗粒污泥进行厌氧生化处理；D)进行好氧生化处理；E)进行沉淀，澄清去除悬浮物，使排水达到排放标准；F)步骤E中沉淀的污泥回流至步骤D重新参与好氧生化处理。本发明针对丙烯酸及其酯类废水含盐量较高(特别是SO₄ ^2－含量较高时)和甲醛等对微生物有毒害作用的物质，对其进行预处理，以减轻废水中SO₄ ^2－和甲醛的大量存在对于后续处理的毒害作用，从而使后续生物处理得以顺利进行。

Description

一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种有机化工废水的处理方法，特别是一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法。

背景技术

目前，国内外处理高浓度丙烯酸类及其丙烯酸酯类的废水主要处理方法是焚烧法和催化湿式氧化法。这两种处理方法处理效果虽好，但能耗高。

1)焚烧法

丙烯酸类生产装置产生的酸性废水和丙烯酸酯类生产装置产生的碱性废水分别储存，经预热进入中和池混合，并用氢氧化钠中和，中和后的废水被加热进入蒸馏塔，用蒸汽加热提浓，回收部分工艺用水，重组分(残留液)送人焚烧炉焚烧。焚烧后出水pH值10～11，COD_Cr＜100mg/L，可以达到一级排放标准。然而，此方法的缺点是运行费用高，每处理1吨丙烯酸类及其酯类废水的运行费用约为120元人民币。

(2)催化湿式氧化法

催化湿式氧化法是在湿式氧化工艺基础上发展起来的，针对湿式氧化工艺对COD的分解率不高而对氨氮几乎不能去除的缺点，开发了有良好活性和在水中长期保持稳定的催化剂，从而能够将高COD废水不加稀释，一次处理至COD_Cr＜100mg/L，同时可以对废水进行脱色、脱臭、杀菌处理，排放N₂、CO₂、H₂O等无害物质。

丙烯酸类及酯类废水和压缩空气(7.0MPag)通过废水提升泵和空气压缩机混合后送至热交换器加热至200～250℃后进入反应器，控制温度230～300℃，压力6.0～8.0MPag，在催化剂床层废水中的有机物被氧化为二氧化碳和水。反应产物气水分离后排放。目前该工艺只能应用于丙烯酸类废水，不能用于丙烯酸酯类生产废水。该工艺属于高温、高压、并使用重金属催化剂，要求设备、操作工艺复杂，能耗高，吨水处理费用高。

上述两种方法由于工艺要求复杂、能耗高、吨水处理费用高，从而增加了产品成本，降低了企业的竞争力。

(3)生物处理工艺

生物处理工艺大大的降低了丙烯酸类及其酯类废水的处理成本，操作在常温常压条件下进行，能耗较低，并且还会产生可以作为能源的甲烷气体。

生物处理工艺主要是废水在调节池中经过调节后进入到酸化水解池中进行酸化水解，将大分子的有机物转化成小分子有机物，并且去除掉一部分有机物；水解池的出水进入到两级厌氧处理***进行厌氧处理，去除到大部分的有机物，COD的去除效率可达90％；厌氧出水在经过好氧***进行进一步处理，废水即可达标排放。

由于丙烯酸类及其酯类废水的成分较多，含有大量的SO₄ ^2-和甲醛等对微生物生长有强烈抑制和毒害作用的物质，因此生物处理***存在着运行不稳定的缺点，并且要加入生长基质促进微生物生长，大量加入石灰等中和废水的酸碱度。

发明内容

本发明的目的是针对现有生物处理技术中存在的缺陷和不足，提供一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是在原有厌氧/好氧生物处理***的基础上，根据丙烯酸类及其酯类废水本身的特点，强化对废水的预处理，取消原有的水解段，在保证达标排放的基础上简化工艺，保证生物处理***稳定运行。

具体地说，本发明提供的处理方法，其步骤如下：

A)对含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水通过铁屑层过滤进行预处理，水力停留时间为2.0-5.0小时；

B)将步骤A经过预处理的废水，加碱调配pH至8-9；

C)将步骤B调配的废水加入厌氧颗粒污泥进行厌氧生化处理；

D)将步骤C处理的废水进行好氧生化处理；

E)将步骤D处理的废水进行沉淀，澄清去除悬浮物，使排水达到排放标准；

F)步骤E中沉淀的污泥回流至步骤D重新参与好氧生化处理。

所述的处理方法，其中，含盐丙烯酸及含盐丙烯酯的废水SO₄ ^2-含量为3000-5000mg/L，COD_Cr为35000-45000mg/L。

所述的处理方法，其中，步骤A之前有一将含盐丙烯酸及含盐丙烯酯的废水进行混合的步骤。

所述的处理方法，其中，步骤A中的铁屑为刨花状。

所述的处理方法，其中，步骤B中的碱为碳酸钠和/或氢氧化钠。

所述的处理方法，其中，步骤B中通入蒸气维持温度至35-40℃。

所述的处理方法，其中，步骤C的厌氧生化处理采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，污泥浓度为40-60g/L，水力停留时间为27-46小时。

所述的处理方法，其中，厌氧生化处理中产生的有机气体进行回收。

所述的处理方法，其中，步骤D的好氧生化处理采用活性污泥法，污泥浓度为3-4g/L，水气比为10-15∶1，水力停留时间为10-40小时。

所述的处理方法，其中，步骤E的排水部分回流至步骤C重新参与厌氧生化处理。

本发明提供的处理方法，能够降低高浓度丙烯酸类及其酯类废水的处理费用，降低能耗，并且可以有效去除废水中对微生物生长又毒害作用的物质，保证后续处理的有效进行。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

图2是本发明厌氧生化处理采用的厌氧膨胀颗粒污泥床反应器的剖面示意图。

具体实施方式

本发明处理的废水是指含盐丙烯酸的废水以及含盐丙烯酯的废水。可以是其中单独的一种废水，也可以是两种废水的混合废水。

首先将废水进入调节池，在其中调节水质、水量后自流进入预处理池，在预处理池中经过铁碳床，使废水中溶解大量的Fe²⁺，以便在后述的厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB反应器)中进行厌氧生化处理时，Fe²⁺会和厌氧反应所生成S^2-反应，生成FeS沉淀，以消除S^2-对微生物的影响。

预处理池出水自流进入调配池，在调配池中投加氢氧化钠NaOH和/或碳酸钠Na₂CO₃以调节污水的pH值为8-9，在室外温度比较低的情况下通蒸汽维持35-40℃，以保证后续EGSB反应器的运行温度。调配池出水由泵提升进入EGSB反应器，在厌氧颗粒污泥的作用下去除大部分有机污染物。EGSB反应器出水自流进入好氧池，在好氧微生物的作用下去除部分有机污染物。好氧池出水自流进入沉淀池(二沉池)进行沉淀，去除悬浮物后，使出水可以达到排放标准，进入出水池后排放。

经二沉池沉淀的污泥100％回流至好氧池，出水池出水400％回流至调配池。

实施例：

以下举一实施例进行说明，使本领域技术人员能更清楚地了解本发明的技术特征和效果。

本实施例采用的废水水量及水质资料如下：

注：废水1-丙烯酸废水；废水2-丙烯酸酯废水；

其中废水的具体指标为：

COD 40000mg/L SO₄ ^2- 3500mg/L

NO₃ ^- 1000mg/L 含盐量 20000mg/L

根据国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的要求，废水处理后可以达到优于现有一级标准的指标：

COD＜40mg/L，pH为6～8。

由于废水有一定的水质水量变化，如直接进入生物处理***会对后续处理***带来一定的冲击影响。故设置调节池调节废水水质水量。

调节池内设置PVC穿孔管曝气搅拌***以达到均质目的。

考虑到甲醛等的挥发性，对调节池进行加盖。设置检查口并设置废气收集***，以备除臭用。(调节池为公知技术，不作详细描述)

由于生产废水的酸性较强，同时废水中含有一定量的SO₄ ^2-，SO₄ ^2-在厌氧生物处理中会被硫酸盐还原菌还原成H₂S，H₂S对产甲烷菌有很强的抑制作用，因此为了消除SO₄ ^2-或减弱的影响本方案设置了生产废水的预处理。预处理是在预处理池中采用铁碳法，让酸性生产废水通过铁碳组成的滤区，通过置换反应将部分铁溶于水变为铁离子，在厌氧反应器(EGSB)内铁离子与生成的S^2-生成FeS沉淀。从而消除或减弱SO₄ ^2-的影响。其反应式如下：

预处理池中Fe+H⁺→Fe²⁺+H₂↑

EGSB反应器中Fe²⁺+S^2-→FeS↓

预处理池采用的是公知设备，其中放置的铁屑为刨花状，其铁屑体积为10m³。

由于废水中含有对微生物抑制作用比较强的甲醛等，必须进行好氧出水回流，为了使混合效果好，同时也为了维持厌氧***的温度，设置调配池对废水进行调配(调配池为公知设备)。调配时的废水流量Q＝76m³/h，碱(碳酸钠、氢氧化钠)的投加量为8-10L/h。并保持调配温度为35-40℃.

本发明采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(简称EGSB反应器)进行厌氧生化处理。

请参阅图2，为EGSB反应器的示意图。主体为钢结构，内部采用环氧树脂防腐，保温采用彩色钢板，保温材料为发泡聚氨酯(或岩棉)，保温层厚度要满足使用地的自然条件。

EGSB反应器内部设置双层三相分离器***，形成两个反应区：第一反应区3的下部为布水器1，在布水器1上方设有曝气管2，布水器1的进水与曝气管2进入的空气混合后在第一反应区3中进行厌氧生化处理，之后通过第一层三相分离器4进行颗粒污泥、废水和甲烷气的分离，第一层三相分离器4集中收集80％以上的产气，使厌氧反应过程中绝大部分的产气在底层完成了分离；第一层三相分离器4之上是第二反应区5，进一步进行厌氧生化处理去除有机污染物，至第二层三相分离器6只承担不到20％的产气收集；产气通过集气***8收集，污水经处理后经出水堰7排出反应器。

EGSB反应器上部产气负荷的减少使处理后的出水SS明显降低，处理效率得到有效增强。

EGSB反应器中的污泥、污水和沼气得以很好的分离。污泥脱气后沉淀回污泥床区，从而最大限度地滞留反应器内的厌氧微生物量，通常条件下反应器内的污泥浓度在50g/L左右，远高于好氧污泥的3-4g/L。

EGSB反应器的另一个特点是更加容易的在其反应区形成沉降性能优越，活性很高的颗粒污泥。由于颗粒污泥良好的沉降性能，大幅度降低了厌氧微生物被冲出反应器的量，从而使整个反应器内的厌氧微生物浓度较别的反应器高，提高了反应器的效能。另一方面由于颗粒污泥的形成，大大地加强了厌氧细菌的种间氢转移，提高了污泥的活性，从而也提高了反应器的效能。

经EGSB反应器处理的污水，再利用好氧微生物去除废水中残余有机物，确保出水达标排放。好氧生化处理是采用公知的活性污泥法进行的，其处理条件是：气水比为15∶1，污泥负荷1kgCOD/KMLSS·d；污泥浓度为3g/L，COD去除率＞95％，污泥回流比100％。鼓风机进气量控制在20m³/min，升压49kPa。

将好氧生化处理后的污水进行沉淀，，其沉淀设备为公知的竖流式二沉池，其水流量Q＝75m³/h。作用是沉淀好氧生化处理后的污水中的活性污泥并回流至好氧池，并使沉淀后的上清液达标排放至出水池。达标的上清液放至出水池，其中一部分排放出去，另一部分重新回流至EGSB反应器重新参与厌氧生化处理。

Claims

1、一种含盐丙烯酸和/或含盐丙烯酯的废水处理方法，其步骤如下：

B)将步骤A经过预处理的废水，加碱调配pH至8-9；

C)将步骤B调配的废水加入厌氧颗粒污泥进行厌氧生化处理；

D)将步骤C处理的废水进行好氧生化处理；

F)步骤E中沉淀的污泥回流至步骤D重新参与好氧生化处理。

2、如权利要求1所述的处理方法，其中，含盐丙烯酸及含盐丙烯酯的废水SO₄ ^2-含量为3000-5000mg/L，COD_Cr为35000-45000mg/L。

3、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤A之前有一将含盐丙烯酸及含盐丙烯酯的废水进行混合的步骤。

4、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤A中的铁屑为刨花状。

5、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤B中的碱为碳酸钠和/或氢氧化钠。

6、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤B中通入蒸气维持温度至35-40℃。

7、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤C的厌氧生化处理采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器，污泥浓度为40-60g/L，水力停留时间为27-46小时。

8、如权利要求1或7所述的处理方法，其中，厌氧生化处理中产生的有机气体进行回收。

9、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤D的好氧生化处理采用活性污泥法，污泥浓度为3-4g/L，水气比为10-15∶1，水力停留时间为10-40小时。

10、如权利要求1所述的处理方法，其中，步骤E的排水部分回流至步骤C重新参与厌氧生化处理。