申請日2013.10.12

　　公開(公告)日2014.01.22

　　IPC分類號C02F3/30; C02F103/36; C02F3/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法。廢水先進入調(diào)節(jié)池中進行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)，然后提升至ASBR反應池中，利用電動潛水攪拌器間歇式攪拌反應20～23h，沉淀0.8～1.2h，沉淀上清液由潷水器自流入好氧深度處理單元，ASBR反應池水位下降至設(shè)定水位后，停止排水，重新進水，ASBR開始下一個運行周期。剩余污泥及調(diào)節(jié)池沉淀污泥提升至污泥濃縮池進行濃縮、壓濾脫水，上清液及壓濾液回流至調(diào)節(jié)池，脫水泥餅外運。厭氧產(chǎn)生的沼氣收集到柔性雙膜儲氣柜中。本方法在降低羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的CODcr、回收沼氣的同時，將高分子有機物分解為戊醇、醋酸鈉、葡萄糖等小分子有機物和CO2、CH4、H2O等，提高了廢水可生化性，有利于后續(xù)好氧深度處理。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法，其特征是采用如下步驟：

　　(1)羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水進入調(diào)節(jié)池進行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié);

　　(2)調(diào)節(jié)池中廢水由耐腐蝕泵注入ASBR反應池中，當廢水注入至池中設(shè)定水位時，停止耐腐蝕泵;

　　(3)廢水在ASBR反應池中進行生化反應同時，開啟ASBR反應池池底的電動潛水攪拌器進行機械攪拌，攪拌方式為間歇攪拌。廢水在ASBR反應池內(nèi)生化反應設(shè)定時間后，停止攪拌，進行自然沉淀;

　　(4)沉淀后的上清液通過潷水器自流進入好氧深度處理單元。當ASBR池中水位下降到設(shè)定水位時，潷水器停止排水，重新開啟耐腐蝕泵進水，ASBR反應器進入下一個運行周期，即回到步驟(2)。

　　(5)調(diào)節(jié)池中的沉淀污泥和ASBR反應池的剩余污泥進入污泥濃縮池，利用板框壓濾機對污泥濃縮池中的污泥進行壓濾脫水，脫水后的泥餅外運，壓濾液和污泥濃縮池的上清液回流至調(diào)節(jié)池。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法，其特征是：利用柔性雙膜儲氣柜收集ASBR反應池產(chǎn)生的沼氣。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法，其特征是：ASBR反應池的進水時間20～30min、溫度30～40℃、pH值6.0～7.2、反應時間20～23h、泥齡9～11d、污泥負荷0.28～0.40kgCOD/(kgMLSS·d)、SV30～40%。

　　說明書

　　一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法

　　一、技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法。

　　二、背景技術(shù)

　　羧甲基纖維素鈉，又名乙醇鈉纖維素、堿纖維素等(Caboxy Methyl Cellulose，簡稱CMC)，是一種由天然高分子材料纖維素通過化學反應改性生產(chǎn)的具有醚結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，有“工業(yè)味精”之稱，廣泛用于食品、醫(yī)藥、牙膏、紡織等行業(yè)，市場銷量大，效益好。然而，目前國內(nèi)廣泛采用以精致棉短絨、氯乙酸、乙醇等為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的工藝普遍存在著原料消耗大且利用率低的問題(特別是醚化劑氯乙酸的利用率很低，僅有50～60%得到利用)，未反應完的原料也進入生產(chǎn)廢水中;因此，產(chǎn)生的羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水既含有羥乙酸鈉、氯乙酸、乙醇、乙醇鈉等有機物，又含有纖維素、羧甲基纖維素鈉等高分子有機物，CODcr高達20000～25000mg/L。

　　目前國內(nèi)對羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水處理的報道有：潘碌亭等采用鐵炭微電解法、UASB工藝處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水，其中《工業(yè)用水與廢水》2007年12月第38卷第6期28～30頁報道了其利用鐵炭微電解法預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢液，這種預處理能去除35.14%的CODcr�！董h(huán)境工程》2012年10月第30卷第5期39～41頁報道了楊軍等采用膜生物處理工藝(MBBRTM+生化反應+MBR工藝)處理高鹽高濃度羧甲基纖維素鈉廢水，處理后的羧甲基纖維素鈉廢水的CODcr值降到1000mg/L以下。由于羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水屬于高濃度的化工廢水，廢水中含有纖維素、羧甲基纖維素鈉等高分子有機物，采用鐵碳微電解法預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水，雖能降低廢水的CODcr，但是其中纖維素、羧甲基纖維素鈉等高分子有機物不能被分解，導致后續(xù)的好氧生化處理效果較差，此外，由于纖維素、羧甲基纖維素鈉存在于廢水中，SS較高，易造成鐵碳微電解反應器堵塞。針對以上問題，需要尋求一種新的羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水預處理的方法尤為迫切。

　　厭氧序批式反應器(Anaerobic Squencing BatchReactor，簡稱ASBR)是20世紀90年代由美國R.R.Dague等在厭氧活性污泥法等研究基礎(chǔ)上提出并發(fā)展的一種新型高效厭氧反應器，具有在反應器內(nèi)快速形成降解性能好、活性高的顆粒污泥的特點，近年來，利用ASBR工藝預處理高濃度有機廢水得到了眾多環(huán)保研究者關(guān)注。《環(huán)境工程》2006年2月第24卷第1期18～21頁報道了王亮等采用ASBR預處理含纖維素豆制品廢水，ASBR反應器內(nèi)能快速形成顆粒污泥，對CODcr的去除率達到83.54%;《工業(yè)用水與廢水》2002年第33卷第5期 17～20頁報道了李亞新等采用ASBR預處理焦化廢水，甲烷化率達到41.9%，CODcr去除率達到40%;張文藝(即本發(fā)明人)2002年也曾在《農(nóng)業(yè)工程學報》第18卷第6期127～129頁發(fā)表過采用ASBR處理屠宰廢水實驗研究，CODcr去除率達到88.52%。本發(fā)明立足于此，提出一種采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法。

　　三、發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的處理難題，通過在ASBR反應器中馴化出高效降解有機物的厭氧顆粒污泥，分解廢水中羧甲基纖維素鈉等高分子有機物，在降低廢水中的CODcr同時，提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧深度處理，從而尋求一種實用的羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水預處理的方法。

　　本發(fā)明主要原理是利用ASBR反應器中形成的高效降解有機物的厭氧顆粒污泥通過水解酸化和產(chǎn)甲烷生物降解兩個階段的作用，將廢水中的高分子有機物轉(zhuǎn)化成戊醇、醋酸鈉、葡萄糖等小分子有機物和CO2、CH4、NaOH、H2O等，使其在后續(xù)的好氧深度處理單元中更易生物降解。羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水在厭氧顆粒污泥作用下的生物化學反應式如下：

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種利用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的方法，其工藝流程示意圖如說明書附圖所示。羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池1由耐腐蝕泵2注入ASBR反應池3中，廢水注入至設(shè)定水位后，停止耐腐蝕泵2，廢水在ASBR反應池3中進行生化反應同時，開啟ASBR反應池池底的電動潛水攪拌器進行機械攪拌，攪拌方式為間歇攪拌。廢水在ASBR反應池內(nèi)生化反應至設(shè)定的時間后，停止攪拌，進行自然沉淀。沉淀后 的上清液通過潷水器自流進入好氧深度處理單元4，ASBR池中水位下降到設(shè)定水位后，潷水器停止排水，重新開啟耐腐蝕泵2進水，ASBR進入下一個運行周期;調(diào)節(jié)池1中的沉淀污泥和ASBR反應池3的剩余污泥進入污泥濃縮池5，利用板框壓濾機6對污泥濃縮池5中的污泥進行壓濾脫水，脫水后的泥餅外運，壓濾液和污泥濃縮池5的上清液回流至調(diào)節(jié)池1，柔性雙膜儲氣柜7收集ASBR反應池3產(chǎn)生的沼氣。

　　應用本發(fā)明處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的運行參數(shù)為：進水時間20～30min，溫度30～40℃，pH值6.0～7.2，采用間歇攪拌方式，每小時攪拌6～8min，電動潛水攪拌器轉(zhuǎn)速40～65r/min，反應時間20～23h，沉淀時間0.8～1.2h，污泥泥齡9～11d，污泥負荷0.28～0.40kgCOD/(kgMLSS·d)，SV30～40%。在此工藝參數(shù)條件下，處理流量為46～54m3/d羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水，其CODcr去除率可達60.79～70.18%，沼氣產(chǎn)生量可達1245～2199m3/d。

　　本工藝的主要特點是ASBR反應池中形成的厭氧顆粒污泥通過厭氧水解酸化和產(chǎn)甲烷作用降解廢水中的高分子有機物，使其分解為戊醇、醋酸鈉、葡萄糖等小分子有機物和CO2、CH4、NaOH、H2O等，有利于后續(xù)的好氧深度處理，同時也實現(xiàn)了廢水中的CODcr部分去除，產(chǎn)生的甲烷可作為能源回收利用，從而具有能耗小、投資省、占地少、運行費用低等優(yōu)點。四、附圖說明

　　附圖1：ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水工藝流程示意圖

　　圖中數(shù)字：1—調(diào)節(jié)池;2—耐腐蝕泵;3—ASBR反應池;4—好氧深度處理單元;5—污泥濃縮池;6—板框壓濾機;7—柔性雙膜儲氣柜。

　　五、具體實施方式：

　　實施例中的ASBR反應池的平面尺寸為5000mm×3000mm×4000mm;水深3500mm，超高500mm。羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水進入調(diào)節(jié)池1，由耐腐蝕泵2注入ASBR反應池3中，進水時間20～30min，廢水注入至設(shè)計水位后，停止耐腐蝕泵2，開啟ASBR反應池池底電動潛水攪拌器進行機械攪拌，攪拌方式為間歇攪拌，每小時攪拌6～8min，反應時間20～23h;沉淀0.8～1.2h，沉淀后的上清液通過潷水器自流入好氧深度處理單元4，反應池內(nèi)水位下降至設(shè)定水位后，潷水器停止排水，重新開啟耐腐蝕泵2進水，ASBR反應器進入下一個運行周期;ASBR反應池3中的剩余污泥和調(diào)節(jié)池1中的沉淀污泥進入污泥濃縮池5，利用板框壓濾機6對污泥濃縮池5濃縮后的污泥進行壓濾脫水，脫水后的泥餅外運，污泥濃縮池5的上清液和板框壓濾機6的壓濾液回到調(diào)節(jié)池1，ASBR反應池3產(chǎn)生的沼氣收集到柔性雙膜儲氣柜7中。表1為采用ASBR工藝預處理羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水的5個實施例�？梢钥闯�，當流 量為46～54m3/d、進水CODcr為15473～25843mg/L、污泥負荷為0.28～0.40kgCOD/(kgMLSS·d)、SV為32～40%、溫度為30～40℃時，其CODcr的去除率可達60.79～70.18%、沼氣產(chǎn)生量可達1245～2199m3/d。