CN103420543B - 一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法 - Google Patents

一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法。本发明的目的是克服现有荧光增白剂生产废水处理成本高、效果差的问题。本发明的技术方案为：含磺酸基荧光增白剂生产废水的酸析-生化-物化-生化处理方法，包括：均质池、酸析池、初沉池、水解酸化反应器、IC反应器、Fenton氧化反应器、二沉池、A/O反应器、三沉池、臭氧化处理单元和污泥浓缩池，所述均质池、酸析池、初沉池、水解酸化反应器、IC反应器、Fenton氧化反应器、二沉池、A/O反应器、三沉池、臭氧化处理单元和污泥浓缩池依次相连，整个***稳定连续运行。本发明具有成本低、效果好的优点。

Description

一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法。此方法能够有效降解含磺酸基荧光增白剂生产废水中大部分难降解有机物和去除氨氮，主要用于高盐分、高氨氮及有毒有害物质多的荧光增白剂废水的处理。
背景技术
荧光增白剂是一类浅颜色光致发光染料。在紫外光-照射下，荧光增白剂可激发出蓝、紫光，与着色基质上的黄光互补而具有增白效果，在纺织、造纸、洗涤、塑料、橡胶、颜料和油漆等行业有广泛应用。其中，磺酸基型荧光增白剂（以下简称“荧光增白剂”）在整个增白剂领域中的比例超过80%，是荧光增白剂家族最主要的类别。
荧光增白剂的生产原料或中间副产多为有毒有害物质，如DSD酸、三聚氯氰、苯胺、吗啉和氨基苯磺酸等等，上述物质因含有苯环、氨基或氮杂芳香环官能团等，使得该废水的生物抑制性强，生物可降解性能变差。该废水的BOD5/CODCr值一般不超过0.3。另外，在荧光增白剂生产过程中，频繁的调酸和调碱操作导致废水中氯化钠浓度较高，氯化钠的浓度甚至超过10000mg/L，较高的氯化钠浓度将导致废水生化处理***中微生物细胞内渗透压的改变，引起细胞质壁分离而死亡。高效实用的荧光增白剂生产废水处理方法的研究具有重要的现实意义。
目前，荧光增白剂生产废水的处理方法有很多种，主要包括如下三类：铁碳微电解、湿式催化氧化法、臭氧氧化法、Fenton等物化处理方法；生物接触氧化工艺、A/O工艺、SBR工艺、UASB工艺等传统的生化处理方法；物化－生化联合处理方法。物化处理工艺能够有效荧光增白剂废水中难降解的有机物，但处理成本高，且对氨氮大多没有去除效果；传统的生化处理工艺难以承受高盐度、高生物抑制性和强生物毒性，对难降解有机物的处理效果差。
物化－生化联合处理方法式近年来荧光增白剂生产废水处理的主要发展方向，有少量相关报道。如：CN101423313A公开了“曝气铁碳微电解－水解酸化－好氧生物处理－臭氧氧化”的处理路线，CN101830601A公开了“混凝沉淀－水解酸化－好氧氧化－超声波降解－膜生物反应处理”的处理路线，但平衡处理好成本与处理效果、物化阶段有机物去除与生化阶段反硝化有机碳源供给等之间的矛盾，依然是该法需解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有荧光增白剂生产废水处理技术的不足，提供了一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法。
本发明为实现上述目的而采取的技术方案为：
一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，包括：均质池、酸析池、初沉池、水解酸化反应器、IC反应器、Fenton氧化反应器、二沉池、A/O反应器、三沉池、臭氧化处理单元和污泥浓缩池，所述均质池、酸析池、初沉池、水解酸化反应器、IC反应器、Fenton氧化反应器、二沉池、A/O反应器、三沉池、臭氧化处理单元和污泥浓缩池依次相连，整个***稳定连续运行；具体步骤如下：
（1）、将不同产品的含有磺酸基荧光增白剂的生产废水都排入均质池混合均匀，均质池中的水力停留时间为1d～7d；
（2）、将步骤（1）均质池中的废水排入酸析池，用酸调至酸性，酸析池的水力停留时间为20min～60min；
（3）、酸析池的出水加入混凝剂后，进入初沉池，初沉池的水力停留时间为3h～20h，其中混凝剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，聚丙烯酰胺或聚合氯化铝的用量为0.5～30mg/L；
（4）、初沉池出水进入水解酸化反应器，调节水解酸化反应器内废水的温度为10℃～40℃，水力停留时间为1.5d～5d；
（5）、水解酸化反应器的出水稀释0.5～2倍后，加入营养物质，进入IC反应器，调节IC反应器内废水的温度为20℃～40℃，水力停留时间为1.5d～5d，出水部分回流至IC反应器进水处，回流比为0％～300％；其中所述营养物质为提供碳养份的生活污水、牲畜粪便水或葡萄糖；提供磷养份的磷酸二氢钾，和提供氮养份的尿素,营养物质的加量依据是控制IC进水的水质可生化值（B/C值）≥25%；
（6）、IC反应器的出水进入Fenton氧化反应器，通过加药管道加入酸、硫酸亚铁、双氧水，Fe2＋的浓度为0.001mol/L～0.02mol/L，H2O2和Fe2＋的摩尔比为1～10：1；
（7）、Fenton氧化反应器的出水经碱液中和后，加入聚丙烯酰胺至其浓度为0.5～50mg/L，再进入二沉池，二沉池的水力停留时间为3h～20h；
（8）、二沉池出水进入A/O反应器，调节A/O反应器内废水的温度为10℃～40℃，水力停留时间为1.5d～5d，出水部分回流至A/O反应器进水处，回流比为100％～300％；
（9）、A/O反应器的出水进入三沉池，三沉池的水力停留时间为3h～20h；
（10）、三沉池的出水进入臭氧化处理单元，臭氧消耗量为0.003g/L·min～0.18g/L·min，水力停留时间为1min～60min；
（11）、将初沉池、二沉池和三沉池的污泥全部进入污泥浓缩池；
（12）、污泥浓缩池内的污泥经机械压滤脱水后，干泥外运至污泥最终处置地，污水回流至酸析池。
所述步骤（2）中的酸为硫酸、盐酸和硝酸中的一种或几种，调酸后废水的PH：5.0～6.5。
所述步骤（3）中初沉池的水力停留时间为8h～12h。
所述步骤（4）中调节水解酸化反应器内废水的温度为28℃～35℃，水力停留时间为2.5d～4d。
所述步骤（5）中IC反应器内废水的温度为32℃～38℃，水力停留时间为2.5d～4d；IC反应器出水部分回流至IC反应器进水处，回流比为100％～200％。
所述步骤（6）中Fe2＋的浓度为0.002mol/L～0.005mol/L，H2O2和Fe2＋的摩尔比为2：1～4：1。
所述步骤（7）中二沉池的水力停留时间为8h～12h。
所述步骤（8）中A/O反应器内废水的温度为25℃～33℃，水力停留时间为2.5d～4d，出水部分回流至A/O反应器进水处，回流比为100％～200％。
所述步骤（9）中三沉池的水力停留时间为8h～12h。
所述步骤（10）中臭氧化处理单元消耗臭氧量为0.006g/L·min～0.03g/L·min，水力停留时间为2min～10min。
磺酸基化合物在PH值降低情况下容易析出的特点，本发明通过简单的酸析沉淀方式，即可去除此部分磺酸基化合物，废水的可生化性得到明显改善，其出水经适当稀释以降低盐含量后，再经低成本的厌氧生化处理去除大量COD；待厌氧出水剩余的主要是不好生化的物质情况下，再通过芬顿强氧化反应，重新提升BOD5值，再用低成本的A/O生化***进行处理，以去除大部分剩余的COD和绝大部分氨氮，从而很好地平衡处理成本与处理效果之间的矛盾等，在尽可能低的成本情况下，实现了良好的废水处理效果。
附图说明
图1是本发明处理方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
（1）71＃、VBL、31＃、BA和APC等荧光增白剂生产废水排入均质池混合均匀，PH值为8～10，废水COD和氨氮分别为7500mg/L、38mg/L；水力停留时间为3d；
（2）将均质池废水以18～24t/h的流量连续自流进入酸析池，用浓硫酸将废水PH调至6.0～6.5，酸析池的水力停留时间为30min；
（3）酸析池出水加入20mg/L的聚丙烯酰胺后，以18～24t/h的流量连续自流进入初沉池，初沉池的水力停留时间为8h；
（4）初沉池出水通过泵提，以18～24t/h的流量进入厌氧水解酸化反应器，水解酸化反应器内废水的温度为28℃～35℃，水力停留时间为3d；
（5）水解酸化反应器出水用1.2倍的清水进行稀释，加入36～48Kg/小时的生活污水和畜生粪便水，通过泵提以39～53t/h的流量进入IC反应器，IC反应器内废水的温度为32℃～38℃，水力停留时间为3d，IC反应器出水部分回流至IC反应器进水处，回流比为200％；
（6）IC反应器出水以39～53t/h的流量自流连续进入Fenton氧化反应器，通过加药管道加入酸、硫酸亚铁和双氧水，控制PH值为3，Fe2＋的浓度为0.003mol/L，H2O2和Fe2＋的摩尔比为3：1；
（7）Fenton氧化反应器出水经用30%氢氧化钠溶液中和后，加入聚丙烯酰胺至其浓度为20mg/L，以39～53t/h的流量自流进入二沉池，二沉池的水力停留时间为8h；
（8）二沉池出水通过泵提以39～53t/h的流量进入A/O反应器，A/O反应器内废水的温度为25℃～33℃，水力停留时间为3d，A/O反应器出水部分回流至A/O反应器进水处，回流比为200％；
（9）A/O反应器出水以39～53t/h的流量自流连续进入三沉池，三沉池的水力停留时间为12h；
（10）三沉池出水以39～53t/h的流量自流连续进入臭氧化处理单元，臭氧消耗量为0.013g/L·min，水力停留时间为6min；
（11）初沉池、二沉池和三沉池的污泥全部进入污泥浓缩池；
（12）污泥浓缩池污泥机械压滤脱水后，干泥外运至污泥最终处置地，污水回流至酸析池。
通过步骤1～12的处理，荧光增白剂生产废水的COD、氨氮和色度得到了有效的去除，三沉池出水COD、氨氮和色度分别为98mg/L、5mg/L和22，***的COD和氨氮的去除率分别为97.4%和86.8％。
实施例2
步骤（5）水解酸化反应器出水用1.5倍的清水进行稀释，相应从步骤（5）开始水的流量变为45～60t/h，其它步骤与实例1相同。
通过步骤1～12的处理，荧光增白剂生产废水的COD、氨氮和色度分别为87mg/L、8mg/L和25，***的COD和氨氮的去除率分别为97.7%和78.9％。
实施例3
步骤（10）臭氧消耗量为0.026g/L·min，其它步骤与实例1相同。
通过步骤1～12的处理，荧光增白剂生产废水的COD、氨氮和色度分别为79mg/L、5mg/L和22，***的COD和氨氮的去除率分别为97.9%和86.8％。

Claims (10)

1.一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于包括：均质池、酸析池、初沉池、水解酸化反应器、IC反应器、Fenton氧化反应器、二沉池、A/O反应器、三沉池、臭氧化处理单元和污泥浓缩池，所述均质池、酸析池、初沉池、水解酸化反应器、IC反应器、Fenton氧化反应器、二沉池、A/O反应器、三沉池、臭氧化处理单元和污泥浓缩池依次相连，整个***稳定连续运行；具体步骤如下： 
（1）、将不同产品的含有磺酸基荧光增白剂的生产废水都排入均质池混合均匀，均质池中的水力停留时间为1d～7d； 
（2）、将步骤（1）均质池中的废水排入酸析池，用酸调至酸性，酸析池的水力停留时间为20min～60min； 
（3）、酸析池的出水加入混凝剂后，进入初沉池，初沉池的水力停留时间为3h～20h，其中混凝剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，聚丙烯酰胺或聚合氯化铝的用量为0.5～30mg/L； 
（4）、初沉池出水进入水解酸化反应器，调节水解酸化反应器内废水的温度为10℃～40℃，水力停留时间为1.5d～5d； 
（5）、水解酸化反应器的出水稀释0.5～2倍后，加入营养物质，进入IC反应器，调节IC反应器内废水的温度为20℃～40℃，水力停留时间为1.5d～5d，出水部分回流至IC反应器进水处，回流比为0％～300％；其中所述营养物质为提供碳养分的生活污水、牲畜粪便水或葡萄糖；提供磷养分的磷酸二氢钾，和提供氮养分的尿素,营养物质的加量依据是控制IC进水的水质可生化值（B/C值）≥25%； 
（6）、IC反应器的出水进入Fenton氧化反应器，通过加药管道加入酸、硫酸亚铁、双氧水，Fe2＋的浓度为0.001mol/L～0.02mol/L，H2O2和Fe2＋的摩尔比为1～10：1； 
（7）、Fenton氧化反应器的出水经碱液中和后，加入聚丙烯酰胺至其浓度为0.5～50mg/L，再进入二沉池，二沉池的水力停留时间为3h～20h； 
（8）、二沉池出水进入A/O反应器，调节A/O反应器内废水的温度为10℃～40℃，水力停留时间为1.5d～5d，出水部分回流至A/O反应器进水处，回流比为100％～300％； 
（9）、A/O反应器的出水进入三沉池，三沉池的水力停留时间为3h～20h； 
（10）、三沉池的出水进入臭氧化处理单元，臭氧消耗量为0.003g/L·min～0.18g/L·min，水力停留时间为1min～60min； 
（11）、将初沉池、二沉池和三沉池的污泥全部进入污泥浓缩池； 
（12）、污泥浓缩池内的污泥经机械压滤脱水后，干泥外运至污泥最终处置地，污水回流至酸析池。 
2.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于： 所述步骤（2）中的酸为硫酸、盐酸和硝酸中的一种或几种，调酸后废水的pH：5.0～6.5。 
3.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中初沉池的水力停留时间为8h～12h。 
4.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（4）中调节水解酸化反应器内废水的温度为28℃～35℃，水力停留时间为2.5d～4d。 
5.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（5）中IC反应器内废水的温度为32℃～38℃，水力停留时间为2.5d～4d；IC反应器出水部分回流至IC反应器进水处，回流比为100％～200％。 
6.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（6）中Fe2＋的浓度为0.002mol/L～0.005mol/L，H2O2和Fe2＋的摩尔比为2：1～4：1。 
7.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（7）中二沉池的水力停留时间为8h～12h。 
8.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（8）中A/O反应器内废水的温度为25℃～33℃，水力停留时间为2.5d～4d，出水部分回流至A/O反应器进水处，回流比为100％～200％。 
9.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（9）中三沉池的水力停留时间为8h～12h。 
10.根据权利要求1所述的一种含磺酸基荧光增白剂生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（10）中臭氧化处理单元消耗臭氧量为0.006g/L·min～0.03g/L·min，水力停留时间为2min～10min。 
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Address before: Hi tech Industrial Park, 044100 Shanxi city of Yuncheng Province Linyi County No. 888

Patentee before: Shanxi Kingsun Chemical Co., Ltd.

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