公布日：2022.03.25
申請日：2021.12.17
分類號：C02F3/00(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)I;C07C213/06(2006.01)I;C07C213/08(2006.01)I;C07C219/08(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，包括如下步驟：填料掛膜：將填料投入反應(yīng)器中，然后加入活性污泥和營養(yǎng)液的混合液至出水口所在位置，曝氣直至填料完全流化；悶曝，再次投放活性污泥，之后繼續(xù)悶曝，重復(fù)5‑7次，直至填料的孔隙被黃褐色生物膜覆蓋，完成掛膜；污泥馴化：掛膜后，加入兩性絮凝劑，之后調(diào)試，完成處理，兩性絮凝劑的用量為填料重量的15‑20％，本發(fā)明先經(jīng)過填料掛膜階段之后再經(jīng)過污泥馴化，最后根據(jù)實際條件進行參數(shù)調(diào)試，找到對目標(biāo)廢水的最大處理能力，完成工業(yè)廢水處理，填料掛膜階段可以快速穩(wěn)定有效的完成MBBR的掛膜過程，污泥馴化過程，縮短了生化反應(yīng)啟動時間。
權(quán)利要求書
1.一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：包括如下步驟：填料掛膜：將填料投入反應(yīng)器中，然后加入活性污泥和營養(yǎng)液的混合液至出水口所在位置，曝氣直至填料完全流化；悶曝，再次投放活性污泥，之后繼續(xù)悶曝，重復(fù)5~7次，直至填料的孔隙被黃褐色生物膜覆蓋，完成掛膜；污泥馴化：掛膜后，將預(yù)處理后的工業(yè)廢水和營養(yǎng)液按照50∶1的重量比混合后作為進水加入反應(yīng)器中，投加NaHCO3，控制進水堿度為300~400mg/L，加入兩性絮凝劑，之后調(diào)試，完成處理，兩性絮凝劑的用量為填料重量的15~20％；所述兩性絮凝劑包括如下步驟制成：將丙烯酰胺、兩性單體和2~丙烯酸酰胺基戊二酸加入去離子水中，勻速攪拌30min，調(diào)節(jié)體系的pH＝5~6，之后通入氮氣，依次加入質(zhì)量分數(shù)0.2％過硫酸鉀水溶液和質(zhì)量分數(shù)15％亞硫酸氫鈉水溶液，勻速攪拌15min后加入偶氮引發(fā)劑，勻速攪拌直至特性黏度指數(shù)為8.49dL/g時停止通入氮氣，靜置5h，制得粗產(chǎn)物，之后用丙酮的醇溶液洗滌至白色，烘干，制得兩性絮凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：填料的投入量為空床的40~50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：混合液中活性污泥的濃度為3000~5000mg/L，營養(yǎng)液采用葡萄糖為唯一碳源，尿素為唯一氮源，磷酸二氫鉀為唯一磷源，營養(yǎng)液的碳氮磷之比為100：3~5：0.5~1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：曝氣時控制整體的溶解氧在2~4mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：悶曝的時間為20~24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：預(yù)處理后的工業(yè)廢水的COD為100~400mg/L，可生化性＞0.3，預(yù)處理后的工業(yè)廢水的用量為進水體積的20~80％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：所述兩性單體包括如下步驟制成：步驟S1、將N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯加入三口燒瓶中，勻速攪拌下依次加入吩噻嗪和催化劑，停止攪拌并緩慢升溫至95~105℃，反應(yīng)4h，之后降壓至40kPa，餾出剩余甲基丙烯酸甲酯，之后降壓至
1.5kPa，在80℃分餾出產(chǎn)物，即為中間體1；步驟S2、將制得的中間體1加入去離子水中，勻速攪拌5min后調(diào)節(jié)pH為7~8，之后加入吩噻嗪，勻速攪拌并通入氯甲烷氣體，通入過程中控制體系的溫度為50~75℃，壓強控制在9.8~80kPa，之后用甲苯萃取，收集水相，旋蒸，制得兩性單體，吩噻嗪的用量為中間體1重量的2~3％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于：步驟S1中控制N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯的重量比為1∶5，吩噻嗪的用量為甲基丙烯酸甲酯重量的1.5~3.5％，催化劑的用量為甲基丙烯酸甲酯重量的1~2％。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水的方法，包括如下步驟：
填料掛膜：將填料投入反應(yīng)器中，投入量為空床的40~50％，然后加入活性污泥和營養(yǎng)液的混合液至出水口所在位置，活性污泥和營養(yǎng)液的重量比為10∶1，曝氣直至填料完全流化，控制整體的溶解氧在2~4mg/L；悶曝，再次投放活性污泥，之后繼續(xù)悶曝，重復(fù)5~7次，悶曝的時間為20~24h，直至填料的孔隙被黃褐色生物膜覆蓋，完成掛膜；
污泥馴化：掛膜后，將預(yù)處理后的工業(yè)廢水和營養(yǎng)液按照50∶1的重量比混合后作為進水加入反應(yīng)器中，投加NaHCO3，控制進水堿度為300~400mg/L，加入兩性絮凝劑，之后調(diào)試，完成處理，兩性絮凝劑的用量為填料重量的15~20％；
所述兩性絮凝劑包括如下步驟制成：
將丙烯酰胺、兩性單體和2~丙烯酸酰胺基戊二酸加入去離子水中，勻速攪拌30min，調(diào)節(jié)體系的pH＝5~6，之后通入氮氣，依次加入質(zhì)量分數(shù)0.2％過硫酸鉀水溶液和質(zhì)量分數(shù)15％亞硫酸氫鈉水溶液，勻速攪拌15min后加入偶氮引發(fā)劑，勻速攪拌直至特性黏度指數(shù)為8.49dL/g時停止通入氮氣，靜置5h，制得粗產(chǎn)物，之后用丙酮的醇溶液洗滌至白色，烘干，制得兩性絮凝劑，控制兩性單體和2~丙烯酸酰胺基戊二酸的摩爾比為10∶1，丙烯酰胺的用量為二甲酸酯和2~丙烯酸酰胺基戊二酸重量和的25％，偶氮引發(fā)劑的用量為丙烯酰胺重量的0.15％，過硫酸鉀的用量為丙烯酰胺重量的1.2％，亞硫酸氫鈉的用量為丙烯酰胺重量的1.5％。
將丙烯酰胺作為反應(yīng)單體，兩性單體和2~丙烯酸酰胺基戊二酸作為功能單體，在多元復(fù)合引發(fā)劑的作用下，聚合，二甲酸酯和2~丙烯酸酰胺基戊二酸接入丙烯酰胺的主鏈，形成三元共聚物，該三元共聚物的結(jié)構(gòu)如下：
從結(jié)構(gòu)上看該共聚物上既含有陽離子基團又含有陰離子基團，能夠作為一種兩性絮凝劑，投加后一方面能夠?qū)⑽勰嗷旌弦褐写嬖谛☆w粒絮凝成大尺寸的絮凝物，進而減少小顆粒物質(zhì)在膜孔內(nèi)的吸附和堵塞，另一方面能夠增強膜的過濾作用，穩(wěn)定了出水水質(zhì)，也減緩了膜污染。
進一步地：混合液中活性污泥的濃度為3000~5000mg/L，營養(yǎng)液采用葡萄糖為唯一碳源，尿素為唯一氮源，磷酸二氫鉀為唯一磷源，營養(yǎng)液的碳氮磷之比為100：3~5：0.5~1。
進一步地：預(yù)處理后的工業(yè)廢水的COD為100~400mg/L，可生化性＞0.3，預(yù)處理后的工業(yè)廢水的用量為進水體積的20~80％。
進一步地：所述兩性單體包括如下步驟制成：
步驟S1、將N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯加入三口燒瓶中，勻速攪拌下依次加入吩噻嗪和催化劑，停止攪拌并緩慢升溫至95~105℃，餾出甲醇和過量甲基丙烯酸甲酯，反應(yīng)4h，之后降壓至40kPa，餾出剩余甲基丙烯酸甲酯，之后降壓至1.5kPa，在80℃分餾出產(chǎn)物，即為中間體1，控制N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯的重量比為1∶5，吩噻嗪的用量為甲基丙烯酸甲酯重量的1.5~3.5％，催化劑的用量為甲基丙烯酸甲酯重量的1~2％；
步驟S1中在吩噻嗪作為阻聚劑，加入催化劑的作用下N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯發(fā)生反應(yīng)，生成中間體1，結(jié)構(gòu)如下所示：
步驟S2、將制得的中間體1加入去離子水中，勻速攪拌5min后調(diào)節(jié)pH為7~8，之后加入吩噻嗪，勻速攪拌并通入氯甲烷氣體，通入過程中控制體系的溫度為50~75℃，壓強控制在9.8~80kPa，之后用甲苯萃取，收集水相，旋蒸，制得兩性單體，吩噻嗪的用量為中間體1重量的2~3％；
步驟S2中向中間體1溶液中通入氯甲烷氣體，中間體1與氯甲烷發(fā)生季銨化反應(yīng)，生成兩性單體，其上具有季銨鹽陽離子基團和羧基陰離子基團。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明利用MBBR工藝處理工業(yè)廢水，先經(jīng)過填料掛膜階段之后再經(jīng)過污泥馴化，最后根據(jù)實際條件進行參數(shù)調(diào)試，找到對目標(biāo)廢水的最大處理能力，完成工業(yè)廢水處理，填料掛膜階段可以快速穩(wěn)定有效的完成MBBR的掛膜過程，污泥馴化過程，縮短了生化反應(yīng)啟動時間，并且能保證生化處理效果，對于中小型工業(yè)廢水處理工程具有一定的應(yīng)用價值。
而且本發(fā)明還制備出絮凝劑，從結(jié)構(gòu)上看該共聚物上既含有陽離子基團又含有陰離子基團，能夠作為一種兩性絮凝劑，投加后一方面能夠?qū)⑽勰嗷旌弦褐写嬖谛☆w粒絮凝成大尺寸的絮凝物，進而減少小顆粒物質(zhì)在膜孔內(nèi)的吸附和堵塞，另一方面能夠增強膜的過濾作用，穩(wěn)定了出水水質(zhì)，也減緩了膜污染。
（發(fā)明人：吳文明;張治杰;馬林;丁保強;李淑艷;趙煥然;張俊男）
