申請(qǐng)日2013.08.22
公開(公告)日2014.12.10
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F101/38; C02F101/34
摘要
本發(fā)明涉及一種含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，一方面在高濃廢水中加入酸液、DMF、DMAC降解劑，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)處理，降低了后續(xù)的處理難度，提高了脫氮效率;另一方面將混合廢水分別進(jìn)行厭氧氨化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、過濾、殺菌，能夠有效去除廢水中殘留的DMF、DMAC，從而達(dá)到回收利用的目的，保護(hù)了環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)該方法操作簡單，易于大規(guī)模推廣使用。
權(quán)利要求書
1.一種含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，其特征在于：包括以下步驟：
(a)在收集的高濃廢水中分別加入酸液和DMF、DMAC降解劑，反應(yīng)20~90分鐘后，將產(chǎn)生的固體沉淀及浮渣導(dǎo)出，得初級(jí)上清液;
(b)將步驟(a)得到的所述初級(jí)上清液與普通工業(yè)廢水混合均勻，形成混合廢水，所述的混合廢水一部分作為反硝化反應(yīng)中碳源使用，另一部分進(jìn)行厭氧氨化反應(yīng)，在反應(yīng)10~30小時(shí)后，經(jīng)氣、固兩相分離得二級(jí)上清液;
(c)將步驟(b)中得到的二級(jí)上清液先后進(jìn)行反硝化反應(yīng)5~15h、硝化反應(yīng)10~30h，去除殘留的DMF、DMAC后，靜置沉淀得三級(jí)上清液，其中，在硝化反應(yīng)中加入堿液調(diào)整溶液pH值為6~7，在反硝化反應(yīng)中，以步驟(b)中的部分混合廢水作碳源，再加入用于維持微生物系統(tǒng)消耗需求的營養(yǎng)物質(zhì)以進(jìn)行反硝化反應(yīng)，所述的營養(yǎng)物質(zhì)為甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、磷肥中的一種或幾種;
(d)將步驟(c)中得到的三級(jí)上清液經(jīng)過濾、滅菌消毒后得到可直接排放或作工業(yè)用水回收利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，其特征在于：所述的步驟(a)(b)(c)中，將反應(yīng)后得到的固體浮渣和沉淀物收集，先后加入50~100ppm混凝劑、1~10ppm絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀，經(jīng)離心分離后產(chǎn)生固體廢棄物，委外處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，其特征在于：所述DMF、DMAC降解劑摩爾量與DMF、DMAC總摩爾量之比為1:5~10，所述的酸液為鹽酸、硫酸、醋酸中的一種，其摩爾量與DMF、DMAC總摩爾量之比為1:50~100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，其特征在于：所述的步驟(b)中，用作碳源使用的混合廢水占混合廢水總量的5~20wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，其特征在于：所述的步驟(c)中，反硝化反應(yīng)與硝化反應(yīng)循環(huán)處理1~3次。
6.一種含DMF和DMAC廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：它包括用于收集高濃廢水的緩沖池(1)、用于對(duì)高濃廢水預(yù)處理的預(yù)處理裝置(2)、加藥裝置(3)、調(diào)節(jié)池(4)、厭氧氨化池(5)、生物選擇池(6)、生物脫氮裝置(7)、污泥池(8)、回用水裝置(9)、工業(yè)集水井(11)，其中所述的生物脫氮裝置(7)包括循環(huán)連接的反硝化池(71)、硝化池(72)、沉淀池(75)，所述的緩沖池(1)、預(yù)處理裝置(2)、調(diào)節(jié)池(4)、厭氧氨化池(5)、生物選擇池(6)、生物脫氮裝置(7)、回用水裝置(9)依次連接，所述的加藥裝置(3)分別與預(yù)處理裝置(2)、污泥池(8)、生物脫氮裝置(7)、回用水裝置(9)相連接，所述的污泥池(8)分別與預(yù)處理裝置(2)、沉淀池(75)相連接，所述調(diào)節(jié)池(4)還分別與工業(yè)集水井(11)、反硝化池(71)相連接，所述的厭氧氨化池(5)和生物選擇池(6)相循環(huán)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含DMF和DMAC廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的回用水裝置(9)包括依次連接的中間水池(91)、無閥濾池(92)、活性炭過濾器(93)、回用水池(94)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含DMF和DMAC廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的加藥裝置(3)包括相互獨(dú)立的酸液容納部(31)、降解劑容納部(32)、混凝劑容納部(33)、絮凝劑容納部(34)、營養(yǎng)物容納部(35)、堿液容納部(36)、二氧化氯發(fā)生器(37)，其中所述的酸液容納部(31)、降解劑容納部(32)與預(yù)處理裝置(2)相連接，所述的混凝劑容納部(33)、絮凝劑容納部(34)與污泥池(8)相連接，所述的營養(yǎng)物容納部(35)與反硝化池(71)相連接，所述的堿液容納部(36)與硝化池(72)相連接，所述的二氧化氯發(fā)生器(37)與回用水池(94)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含DMF和DMAC廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的調(diào)節(jié)池(4)與工業(yè)集水井(11)之間連有冷卻塔(10)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含DMF和DMAC廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的生物脫氮裝置(7)內(nèi)還設(shè)有1~3組循環(huán)連接的反硝化池和硝化池。
說明書
一種含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法及其處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及廢水處理方法，具體地涉及一種含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法及其處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)
隨著化工行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，人們?cè)诨ゎI(lǐng)域的探索越來越深入。伴隨著各種新的化工材料的合成，各種高濃度的工業(yè)廢水也隨之產(chǎn)生。這些廢水如果未經(jīng)處理直接排入江河湖海，會(huì)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)人類自身的健康也會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)作為重要的化工原料以及性能優(yōu)良的溶劑，主要應(yīng)用于聚氨酯、化纖、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、電子等行業(yè)。由于DMF、DMAC的沸點(diǎn)很高，分別為153℃和166℃，并且與水能以任意比例混溶，因此含DMF、DMAC廢水中有機(jī)氮的去除一直是水處理行業(yè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
對(duì)于此類廢水處理技術(shù)，目前一般采用兩步厭氧生物反應(yīng)和一步好氧反應(yīng)相串聯(lián)的三級(jí)處理方式。兩個(gè)等容積的厭氧處理單元串聯(lián)構(gòu)成厭氧生物反應(yīng)系統(tǒng)，好氧處理單元將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和硝酸態(tài)氮。但從該工藝整體來看，其脫氮效率一般，而且該工藝在占地面積和能耗上都比較高，建設(shè)規(guī)模和費(fèi)用也偏高，在實(shí)際應(yīng)用中有一定的局限性。
另外，企業(yè)排出的含DMF、DMAC廢水常常分為兩股，一股是從精餾塔等流出的高濃廢水，其中DMF、DMAC的含量很高;另一股是經(jīng)過一般工藝，比如冷凝過程，流出的普通廢水，其中DMF、DMAC的含量較低。如果一開始將這兩股廢水混合后一起處理，勢(shì)必造成脫氮效果差、增加處理成本，因而很有必要對(duì)它們區(qū)別對(duì)待。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能夠?qū)U水中的DMF和DMAC進(jìn)行有效脫氮的方法。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：一種含DMF和DMAC廢水的脫氮處理方法，包括以下步驟：
(a)在收集的高濃廢水中分別加入酸液和DMF、DMAC降解劑，反應(yīng)20~90分鐘后，將產(chǎn)生的固體沉淀及浮渣導(dǎo)出，得初級(jí)上清液;
(b)將步驟(a)得到的所述初級(jí)上清液與普通工業(yè)廢水混合均勻，形成混合廢水，所述的混合廢水一部分作為反硝化反應(yīng)中碳源使用，另一部分進(jìn)行厭氧氨化反應(yīng)，在反應(yīng)10~30小時(shí)后，經(jīng)氣、固兩相分離得二級(jí)上清液經(jīng);
(c)將步驟(b)中得到的二級(jí)上清液先后進(jìn)行反硝化反應(yīng)5~15h、硝化反應(yīng)10~30h，去除殘留的DMF、DMAC后，靜置沉淀得三級(jí)上清液，其中，在硝化反應(yīng)中加入堿液調(diào)整溶液pH值為6~7，在反硝化反應(yīng)中，以步驟(b)中的部分混合廢水作碳源，再加入用于維持微生物系統(tǒng)消耗需求的營養(yǎng)物質(zhì)以進(jìn)行反硝化反應(yīng)，所述的營養(yǎng)物質(zhì)為甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、磷肥中的一種或幾種;
(d)將步驟(c)中得到的三級(jí)上清液經(jīng)過濾、滅菌消毒后得到可直接排放或作工業(yè)用水回收利用。
優(yōu)化地，所述的步驟(a)(b)(c)中，將反應(yīng)后得到的固體浮渣和沉淀物收集，先后加入50~100ppm混凝劑、1~10ppm絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀，經(jīng)離心分離后產(chǎn)生固體廢棄物，委外處理，這樣能夠有效防止固體浮渣和沉淀物外排而造成的環(huán)境污染。
優(yōu)化地，所述DMF、DMAC捕集劑摩爾量與DMF、DMAC總摩爾量之比為1:5~10，所述的酸液為鹽酸、硫酸、醋酸中的一種，其摩爾量與DMF、DMAC總摩爾量之比為1:50~100，這樣的用量能夠確保其與廢水中DMF、DMAC充分反應(yīng)，同時(shí)節(jié)約成本。
優(yōu)化地，所述的步驟(b)中，用作碳源使用的混合廢水占混合廢水總量的5~20wt%，在確保DMF、DMAC的脫氮效率的條件下減少營養(yǎng)物質(zhì)的用量，達(dá)到節(jié)約成本的目的。
優(yōu)化地，所述的步驟(c)中，反硝化反應(yīng)與硝化反應(yīng)循環(huán)處理1~3次，可以提高廢水中DMF、DMAC的脫氮效率。
本發(fā)明還提供一種含DMF和DMAC廢水的處理系統(tǒng)，它包括用于收集高濃廢水的緩沖池、用于對(duì)高濃廢水預(yù)處理的預(yù)處理裝置、加藥裝置、調(diào)節(jié)池、厭氧氨化池、生物選擇池、生物脫氮裝置、污泥池、回用水裝置、工業(yè)集水井，其中所述的生物脫氮裝置包括循環(huán)連接的反硝化池、硝化池、沉淀池，所述的緩沖池、預(yù)處理裝置、調(diào)節(jié)池、厭氧氨化池、生物選擇池、生物脫氮裝置、回用水裝置依次連接，所述的加藥裝置分別與預(yù)處理裝置、污泥池、生物脫氮裝置、回用水裝置相連接，所述的污泥池分別與預(yù)處理裝置、沉淀池相連接，所述調(diào)節(jié)池還分別與工業(yè)集水井、反硝化池相連接，所述的厭氧氨化池和生物選擇池相循環(huán)連接。
優(yōu)化地，所述的回用水裝置包括依次連接的中間水池、無閥濾池、活性炭過濾器、回用水池，可以對(duì)廢水進(jìn)行多次處理，有效提升其水質(zhì)。
進(jìn)一步地，所述的加藥裝置包括相互獨(dú)立的酸液容納部、降解劑容納部、混凝劑容納部、絮凝劑容納部、營養(yǎng)物容納部、堿液容納部、二氧化氯發(fā)生器，其中所述的酸液容納部、降解劑容納部與預(yù)處理裝置相連接，所述的混凝劑容納部、絮凝劑容納部與污泥池相連接，所述的營養(yǎng)物容納部與反硝化池相連接，所述的堿液容納部與硝化池相連接，所述的二氧化氯發(fā)生器與回用水池相連接。加藥裝置由多個(gè)獨(dú)立的容納部組合而成，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，能夠提高自動(dòng)化程度。
優(yōu)化地，所述的調(diào)節(jié)池與工業(yè)集水井之間連有冷卻塔，能夠使得高溫工業(yè)廢水在導(dǎo)入調(diào)節(jié)池前冷卻下來。
優(yōu)化地，所述的生物脫氮裝置內(nèi)還設(shè)有1~3組循環(huán)連接的反硝化池和硝化池，提高廢水中DMF、DMAC的脫氮效率。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明含DMF和DMAC廢水的脫氮方法一方面在高濃廢水中加入酸液、DMF、DMAC降解劑，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)處理，降低了后續(xù)的處理難度，提高了脫氮效率;另一方面將混合廢水分別進(jìn)行厭氧氨化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、過濾、殺菌，能夠有效去除廢水中殘留的DMF、DMAC，從而達(dá)到回收利用的目的，保護(hù)了環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)該方法操作簡單，易于大規(guī)模推廣使用。
