申請(qǐng)日2015.06.24
公開(kāi)(公告)日2015.10.07
IPC分類號(hào)C02F103/38; C02F9/14
摘要
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種干法腈綸廢水的深度處理方法。將待處理干法腈綸廢水通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾進(jìn)行預(yù)處理去除懸浮有機(jī)物;然后進(jìn)入納濾系統(tǒng)，對(duì)廢水中的難降解有機(jī)物和氨氮分離濃縮，使產(chǎn)水可以直接達(dá)標(biāo)排放;納濾系統(tǒng)產(chǎn)生濃水繼續(xù)經(jīng)由亞硝化-厭氧氨氧化系統(tǒng)進(jìn)行脫氮處理，脫氮處理后出水再進(jìn)入非均相電催化單元進(jìn)行氧化反應(yīng)，去除濃水中難降解有機(jī)物，使納濾濃水達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明可有效的降解和去除干法腈綸廢水中的污染物，為干法腈綸廢水的深度處理提供技術(shù)上的可行性。
摘要附圖
權(quán)利要求書(shū)
1.一種干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：將待處理干法腈綸 廢水通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾進(jìn)行預(yù)處理去除懸浮有機(jī)物;然后進(jìn)入納濾系統(tǒng)，對(duì) 廢水中的難降解有機(jī)物和氨氮分離濃縮，使產(chǎn)水可以直接達(dá)標(biāo)排放;納濾 系統(tǒng)產(chǎn)生濃水繼續(xù)經(jīng)由亞硝化-厭氧氨氧化系統(tǒng)進(jìn)行脫氮處理，脫氮處理后 出水再進(jìn)入非均相電催化單元進(jìn)行氧化反應(yīng)，去除濃水中難降解有機(jī)物， 使納濾濃水達(dá)標(biāo)排放。
2.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述納濾系統(tǒng)產(chǎn)生濃水一半通過(guò)亞硝化工藝將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，轉(zhuǎn)化 后的濃水與其余的納濾濃水進(jìn)入?yún)捬醢毖趸到y(tǒng)，完成自養(yǎng)脫氮過(guò)程，實(shí) 現(xiàn)濃水的脫氮。
3.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述待處理干法腈綸廢水為經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理后的干法腈綸廢水。
4.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述多介質(zhì)過(guò)濾單元中，運(yùn)行參數(shù)為：濾速8.8m/h，水洗強(qiáng)度8-10L/S·m2， 氣洗強(qiáng)度10-15L/S·m2，壓力0.6MPa，采用無(wú)煙煤及石英砂雙層濾料，兩 種濾料填充高度比為1-1.5。
5.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述納濾單元中采用抗污染的納濾膜芯，運(yùn)行參數(shù)為截留分子量500-1000， 保安過(guò)濾器過(guò)濾精度為0.5μm，操作壓力0.3-0.65MPa。
6.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述亞硝化單元中運(yùn)行參數(shù)為：溶解氧0.5-1.0mg/L，pH值8.0±0.1，溫度 30-35℃，污泥濃度4-6g/L，水力停留時(shí)間24h，污泥停留時(shí)間15天。
7.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述亞硝化單元中，接種硝化污泥作為優(yōu)勢(shì)菌種啟動(dòng)，并投加KClO3專性抑 制亞硝酸鹽氧化菌的活性，同時(shí)采用平板膜組件出水。
8.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述厭氧氨氧化單元中，運(yùn)行參數(shù)為：溶解氧0-0.2mg/L，pH值7.5-8.0，溫 度30-35℃，水力停留時(shí)間18h。
9.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于：所 述厭氧氨氧化單元中，采用高純度的厭氧氨氧化菌進(jìn)行接種，反應(yīng)器選用 生物膜法，并用立體簾式結(jié)構(gòu)無(wú)紡布填料進(jìn)行掛膜，實(shí)現(xiàn)低接種菌量下的 厭氧氨氧化反應(yīng)器快速啟動(dòng)。
10.按權(quán)利要求1所述的干法腈綸廢水的深度處理方法，其特征在于： 所述非均相電催化單元中催化劑為活性炭負(fù)載催化劑，其中羥基氧化鐵晶 型為γ型。
說(shuō)明書(shū)
一種干法腈綸廢水的深度處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種干法腈綸廢水的 深度處理方法。
背景技術(shù)
干法腈綸廢水中污染物主要有硫酸鹽、AN、DMF、EDTA、有機(jī)胺、 油劑和聚丙烯腈低聚物等，廢水外觀透明、呈淺黃色，低聚物含量高，成 分復(fù)雜，可生物降解性差，且存在生物抑制性成分，水量水質(zhì)波動(dòng)大且難 于處理，對(duì)環(huán)境形成的危害較大，是目前水處理領(lǐng)域的一大難題。
對(duì)于腈綸廢水的研究，目前均是開(kāi)發(fā)末端處理技術(shù)。采用的工藝主要 有碳黑或活性炭的接觸氧化法進(jìn)行生物預(yù)處理、混凝氣浮法預(yù)處理-厭氧- 好氧進(jìn)行生物工藝、活性污泥-微電解法，混凝沉淀-超濾-反滲透工藝、凝 沉淀預(yù)處理-電催化氧化-好氧生化工藝等，可以看出，目前對(duì)腈綸廢水處理 技術(shù)主要是將物理化學(xué)法和生化法相結(jié)合，并以生物處理作為主體技術(shù)， 但大多處理都不易達(dá)標(biāo)。總結(jié)其現(xiàn)有處理工藝存在具體問(wèn)題如下：
(1)出水COD較高：主要是因?yàn)楦煞婢]生產(chǎn)中使用20多種原料， 聚合反應(yīng)中又同時(shí)生成各種不同分子量的高聚物和副產(chǎn)品，因此廢水的污 染物較多，含有難以生物降解且難自然沉降的高分子聚合物和低聚物，其 中難生化降解的有機(jī)物占50%以上。而現(xiàn)有工藝沒(méi)有針對(duì)這些難降解有機(jī) 物設(shè)立有效地降解手段。
(2)出水中含有較高的氨氮：腈綸廢水中含有的一些有機(jī)物，如DMF、 腈類物質(zhì)、烷烴類以及雜環(huán)化合物等，有研究認(rèn)為對(duì)硝化反應(yīng)存在抑制作 用，這些硝化抑制性物質(zhì)的存在可能會(huì)影響傳統(tǒng)生物硝化過(guò)程的處理效果， 使得出水的氨氮濃度較高，經(jīng)厭氧處理后甚至高于進(jìn)水。
(3)出水仍還有較高的TN：腈綸廢水經(jīng)過(guò)一段生化處理，剩余COD 大部分為難降解有機(jī)物，使得進(jìn)入反硝化脫氮階段后可利用的碳源不足; 同時(shí)該廢水對(duì)硝化反應(yīng)可能存在的抑制作用也是導(dǎo)致出水TN較高的原因。
雖然有學(xué)者進(jìn)行了一些深度處理干法腈綸廢水方面的研究，但都僅局 限于針對(duì)有機(jī)污染物的去除，對(duì)在缺少反硝化有機(jī)碳源的情況下如何脫氮 的問(wèn)題研究較少，而且也沒(méi)有明確提出完整的深度處理工藝流程。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決干法腈綸生產(chǎn)企業(yè)廢水處理不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，提 供一種干法腈綸廢水的深度處理方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種干法腈綸廢水的深度處理方法，將待處理干法腈綸廢水通過(guò)多介 質(zhì)過(guò)濾進(jìn)行預(yù)處理去除懸浮有機(jī)物;然后進(jìn)入納濾系統(tǒng)，對(duì)廢水中的難降 解有機(jī)物和氨氮分離濃縮，使產(chǎn)水可以直接達(dá)標(biāo)排放;納濾系統(tǒng)產(chǎn)生濃水 繼續(xù)經(jīng)由亞硝化-厭氧氨氧化系統(tǒng)進(jìn)行脫氮處理，脫氮處理后出水再進(jìn)入非 均相電催化單元進(jìn)行氧化反應(yīng)，去除濃水中難降解有機(jī)物，使納濾濃水達(dá) 標(biāo)排放。
所述納濾系統(tǒng)產(chǎn)生濃水一半通過(guò)亞硝化工藝將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽 氮，轉(zhuǎn)化后的濃水與其余的納濾濃水進(jìn)入?yún)捬醢毖趸到y(tǒng)，完成自養(yǎng)脫氮 過(guò)程，實(shí)現(xiàn)濃水的脫氮。
所述待處理干法腈綸廢水為經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理后的干法腈綸廢水，其 COD為200-400mg/L，BOD5為0-20mg/L，SS為0-100mg/L，氨氮為70-150 mg/L，pH值為6.7-7.5，溫度30-35℃。
所述多介質(zhì)過(guò)濾單元中，運(yùn)行參數(shù)為：濾速8.8m/h，水洗強(qiáng)度8-10 L/S·m2，氣洗強(qiáng)度10-15L/S·m2，壓力0.6MPa，采用無(wú)煙煤及石英砂雙層 濾料，兩種濾料填充高度比為1-1.5。
所述納濾單元中采用抗污染的納濾膜芯。
所述運(yùn)行參數(shù)為截留分子量500-1000，保安過(guò)濾器過(guò)濾精度為0.5μm， 操作壓力0.3-0.65MPa，產(chǎn)水率75%。
所述亞硝化單元中運(yùn)行參數(shù)為：溶解氧0.5-1.0mg/L，pH值8.0±0.1， 溫度30-35℃，污泥濃度4-6g/L，水力停留時(shí)間24h，污泥停留時(shí)間15天。
所述亞硝化單元中，接種硝化污泥作為優(yōu)勢(shì)菌種啟動(dòng)，并投加KClO3專性抑制亞硝酸鹽氧化菌的活性，同時(shí)采用平板膜組件出水。
所述厭氧氨氧化單元中，運(yùn)行參數(shù)為：溶解氧0-0.2mg/L，pH值7.5-8.0， 溫度30-35℃，水力停留時(shí)間18h。
所述厭氧氨氧化單元中，采用高純度的厭氧氨氧化菌進(jìn)行接種，反應(yīng) 器選用生物膜法，并用立體簾式結(jié)構(gòu)無(wú)紡布填料進(jìn)行掛膜，實(shí)現(xiàn)低接種菌 量下的厭氧氨氧化反應(yīng)器快速啟動(dòng)。
所述非均相電催化單元中催化劑為活性炭負(fù)載催化劑，催化劑制備方 法如下：將煤質(zhì)柱狀活性炭載體用去離子水清洗，然后在體積比1:1的硝酸 水溶液中浸漬8-10h，用去離子水水洗至濾液呈中性;將處理過(guò)的活性炭在 10%氫氧化鈉水溶液中浸漬8-10h，用去離子水水洗至濾液呈中性，再用1-2 mol/L的稀鹽酸浸泡1h，用去離子水反復(fù)漂洗至漂洗水為中性，最后放入 90-100℃的真空烘箱中烘干12h;將處理過(guò)的活性炭加入到5%的硫酸亞鐵 溶液中密封，在20℃條件下，于氮?dú)鈿夥罩屑尤氚彼�，并將pH調(diào)至8.5， 向溶液中通入空氣，控制流速為1.0L/min;待溶液pH降至中性時(shí)，停止 通空氣，繼續(xù)攪拌1h后結(jié)束反應(yīng);過(guò)濾，用去離子水清洗棕褐色活性炭負(fù) 載物至濾液呈無(wú)色和無(wú)雜質(zhì)離子，于40-50℃烘干10-12小時(shí)，得到負(fù)載型 FeOOH催化劑，催化劑中羥基氧化鐵晶型為γ型。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)為：
本發(fā)明利用納濾膜和離子平衡效應(yīng)同時(shí)去除COD和氨氮使產(chǎn)水達(dá)標(biāo); 首次將厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用于處理難降解石化廢水，通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾保護(hù)、 生物膜載體篩選以及純菌接種的方式，突破了菌種增殖慢、反應(yīng)條件苛刻 的應(yīng)用瓶頸;首次提出厭氧氨氧化與非均相電催化工藝結(jié)合去除膜法濃水 中COD和氨氮的技術(shù)思路，具體為：
(1)多介質(zhì)過(guò)濾預(yù)處理工藝可以有效的去除污水中的懸浮物，為后續(xù) 的納濾工藝和厭氧氨氧化工藝提供良好的進(jìn)水水質(zhì)，維持系統(tǒng)處理的高效 性和穩(wěn)定性，同時(shí)可以去除水中一部分難降解的有機(jī)物，減輕后續(xù)工藝處 理負(fù)荷;
(2)納濾技術(shù)在有效的截留腈綸廢水中的難降解有機(jī)物及多價(jià)離子的 同時(shí)，還可以通過(guò)電荷平衡作用同時(shí)去除氨氮，使納濾產(chǎn)水實(shí)現(xiàn)污水處理 要求直接達(dá)標(biāo)排放，或?qū)a(chǎn)水經(jīng)適當(dāng)處理用于廠內(nèi)生產(chǎn)回用;經(jīng)過(guò)納濾膜 的濃縮，可以有效減少四分之三后續(xù)厭氧氨氧化等工藝的處理水量;而且 與其它反滲透技術(shù)相比，納濾過(guò)程操作壓力低，納濾通量大，降低了對(duì)系 統(tǒng)動(dòng)力的要求，從而降低了投資費(fèi)用和運(yùn)行成本。
(3)利用亞硝化-厭氧氨氧化技術(shù)處理納濾濃水中的氨氮，可同時(shí)解決 腈綸廢水難以硝化以及缺少有機(jī)碳源的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)納濾濃水自養(yǎng)脫氮的目 標(biāo)。與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比，不需要外加有機(jī)碳源，同時(shí)節(jié)省60%供氧 量，降低了能耗和運(yùn)行費(fèi)用。
(4)采用非均相電催化技術(shù)處理納濾濃水，可有效的去除腈綸廢水中 難降解有機(jī)物，使納濾濃水COD滿足排放要求。采用非均相電催化體系克 服了傳統(tǒng)Fenton體系適應(yīng)pH范圍窄、酸堿消耗量大、易產(chǎn)生鐵污泥以及 催化活性較低等缺陷，降低了能耗。
(5)亞硝化-厭氧氨氧化技術(shù)和非均相電催化技術(shù)的聯(lián)用可有效的去除 膜法濃水中高濃度氨氮和COD的去除，開(kāi)發(fā)出了一種實(shí)用可行的膜法濃水 處理技術(shù)。
