公布日：2023.04.07
申請(qǐng)日：2023.02.27
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F101
/34(2006.01)N;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)及工藝，所述TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，包括沿廢水處理方向依次設(shè)置的均質(zhì)罐1、低溫催化氧化單元、均質(zhì)罐2、厭氧池、A/O-MBBR生物反應(yīng)池、A/O生物反應(yīng)池、沉淀池和監(jiān)測水池。本發(fā)明高效降解TDI生產(chǎn)廢水中硝基苯類和苯胺類化合物，降低廢水生物毒性，在提高廢水可生化性的同時(shí)，降低廢水中COD的濃度，使用過程中不產(chǎn)生“鐵泥”等二次污染，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，避免造成污染。本發(fā)明還提供了科學(xué)合理的TDI生產(chǎn)廢水處理工藝。
權(quán)利要求書
1.一種TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括沿廢水處理方向依次設(shè)置的均質(zhì)罐1、低溫催化氧化單元、均質(zhì)罐2、厭氧池、A/O-MBBR生物反應(yīng)池、A/O生物反應(yīng)池、沉淀池和監(jiān)測水池；均質(zhì)罐2的進(jìn)水段連通TDI清潔生產(chǎn)廢水管；低溫催化氧化單元包括依次連通的預(yù)處理單元和氧化單元，氧化單元內(nèi)設(shè)有催化劑和加熱器，加熱器升溫至120~250℃；A/O-MBBR生物反應(yīng)池包括依次連通的MBBR缺氧池和MBBR好氧池，MBBR缺氧池內(nèi)和MBBR好氧池內(nèi)均填充懸浮生物填料，MBBR缺氧池和MBBR好氧池之間設(shè)有第一硝化液回流泵；A/O生物反應(yīng)池包括依次連通的缺氧池和好氧池，缺氧池和好氧池之間設(shè)有第二硝化液回流泵；沉淀池與厭氧池之間設(shè)有污泥回流泵；監(jiān)測水池內(nèi)設(shè)有COD檢測儀、氨氮檢測儀、總氮檢測儀、總磷檢測儀和pH檢測計(jì)；預(yù)處理單元內(nèi)設(shè)有換熱器，換熱器和氧化單元的加熱器之間設(shè)有熱回流泵；催化劑為復(fù)合型固態(tài)催化劑，包括載體和固定在載體上的活性組分，其中，載體為鋁、鈦與污泥炭、黏土混合后，加水和粘結(jié)劑燒結(jié)而成；活性組分為鉑、錫和釕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制單元，COD檢測儀、氨氮檢測儀、總氮檢測儀、總磷檢測儀和pH檢測計(jì)均與控制單元電性連接；監(jiān)測水池出水段連通A/O生物反應(yīng)池進(jìn)水段，其連通管道上設(shè)有回流閥；監(jiān)測水池上設(shè)有排水閥，回流閥和排水閥均與控制單元電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，均質(zhì)罐1和均質(zhì)罐2內(nèi)均設(shè)有攪拌器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，厭氧池內(nèi)設(shè)有潛水?dāng)嚢铏C(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，MBBR缺氧池內(nèi)設(shè)有潛水推流器，缺氧池內(nèi)設(shè)有水下攪拌機(jī)，MBBR好氧池和好氧池內(nèi)均設(shè)有水下曝氣器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，MBBR缺氧池的出水端和MBBR好氧池的出水端均設(shè)有平板攔截網(wǎng)。
7.一種基于權(quán)利要求1~6任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)的TDI生產(chǎn)廢水處理工藝，其特征在于，具體包括以下步驟：（1）將有機(jī)廢水泵入均質(zhì)罐1，混合均勻，得到原廢水；（2）原廢水出水泵入低溫催化氧化單元的預(yù)處理單元，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至＜6，投入氧化劑，然后進(jìn)入氧化單元，通過加熱器升溫至120~250℃，在催化劑作用下反應(yīng)10~90min，降解廢水中硝基苯類和苯胺類化合物；（3）低溫催化氧化單元出水排入均質(zhì)罐2，與TDI清潔生產(chǎn)廢水管排出的TDI清潔生產(chǎn)廢水混合均勻；（4）均質(zhì)罐2出水泵入?yún)捬醭�；�?/span>5）厭氧池出水進(jìn)入A/O-MBBR生物反應(yīng)池，采用“活性污泥法-MBBR”復(fù)合工藝去除COD、氨氮和總氮；（6）A/O-MBBR生物反應(yīng)池出水進(jìn)入A/O生物反應(yīng)池，進(jìn)一步去除COD、氨氮和總氮；（7）A/O生物反應(yīng)池出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離；（8）處理后出水進(jìn)入監(jiān)測水池，對(duì)COD、氨氮、總氮、總磷和pH值進(jìn)行檢測，達(dá)標(biāo)后排放，若不達(dá)標(biāo)，則排入A/O生物反應(yīng)池重復(fù)步驟（6）、（7）和（8）；其中，TDI生產(chǎn)廢水包括有機(jī)廢水和TDI清潔生產(chǎn)廢水；有機(jī)廢水包括紅水、氫化水和酸性凝液中的一種或多種，在TDI生產(chǎn)過程中產(chǎn)生，分別由其對(duì)應(yīng)的排污管道排出；TDI清潔生產(chǎn)廢水為TDI生產(chǎn)完成后清洗反應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生的，由TDI清潔生產(chǎn)廢水管排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TDI生產(chǎn)廢水處理工藝，其特征在于，步驟（2）中，pH調(diào)節(jié)劑為硫酸、鹽酸和硝酸中的一種，氧化劑為過氧化氫，氧化劑加入量與原廢水的質(zhì)量比為1:（20~200）；步驟（5）中，A/O-MBBR生物反應(yīng)池中的MBBR好氧池硝化液通過第一硝化液回流泵部分回流至MBBR缺氧池，進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%~400%；步驟（6）中，A/O生物反應(yīng)池中的好氧池硝化液通過第二硝化液回流泵部分回流至缺氧池，進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%~400%；步驟（7）中，沉淀池中分離出來的活性污泥部分通過污泥回流泵回流至厭氧池中，回流比為50%~100%。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，高效降解廢水中硝基苯類和苯胺類化合物，降低廢水生物毒性，在提高廢水可生化性的同時(shí)，降低廢水中COD的濃度，使用過程中不產(chǎn)生“鐵泥”等二次污染，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，避免造成污染。本發(fā)明還提供了科學(xué)合理的TDI生產(chǎn)廢水處理工藝。
本發(fā)明所述的TDI生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，包括沿廢水處理方向依次設(shè)置的均質(zhì)罐1、低溫催化氧化單元、均質(zhì)罐2、厭氧池、A/O-MBBR生物反應(yīng)池、A/O生物反應(yīng)池、沉淀池和監(jiān)測水池；
均質(zhì)罐2的進(jìn)水段連通TDI清潔生產(chǎn)廢水管；
低溫催化氧化單元包括依次連通的預(yù)處理單元和氧化單元，氧化單元內(nèi)設(shè)有催化劑和加熱器；低溫催化氧化單元，是在催化劑的作用下，以氧化劑作為引發(fā)劑，于一定溫度和壓力條件下產(chǎn)生羥基自由基從而氧化分解廢水中的有機(jī)物；可打斷廢水中殘留的硝基苯類和苯環(huán)類等有機(jī)物的碳鏈結(jié)合鍵，降低廢水生物毒性，提高廢水的可生化性；也可將廢水中絕大部分有機(jī)物氧化分解成二氧化碳和水等無害成分，降低廢水的COD；
A/O-MBBR生物反應(yīng)池包括依次連通的MBBR缺氧池和MBBR好氧池，MBBR缺氧池內(nèi)和MBBR好氧池內(nèi)均填充懸浮生物填料，懸浮生物填料的填充率為25%~35%；MBBR缺氧池和MBBR好氧池之間設(shè)有第一硝化液回流泵；
A/O生物反應(yīng)池包括依次連通的缺氧池和好氧池，缺氧池和好氧池之間設(shè)有第二硝化液回流泵；
沉淀池與厭氧池之間設(shè)有污泥回流泵；
監(jiān)測水池內(nèi)設(shè)有COD檢測儀、氨氮檢測儀、總氮檢測儀、總磷檢測儀和pH檢測計(jì)。
系統(tǒng)各裝置之間的連通管道上可根據(jù)控制需要設(shè)置水泵和閥門，通過閥門開閉來方便地控制相應(yīng)管道內(nèi)物料的通斷以及調(diào)節(jié)物料的流量。
優(yōu)選的，還包括控制單元，COD檢測儀、氨氮檢測儀、總氮檢測儀、總磷檢測儀和pH檢測計(jì)均與控制單元電性連接；監(jiān)測水池出水段連通A/O生物反應(yīng)池進(jìn)水段，其連通管道上設(shè)有回流閥；監(jiān)測水池上設(shè)有排水閥，回流閥和排水閥均與控制單元電性連接。
優(yōu)選的，預(yù)處理單元內(nèi)設(shè)有換熱器，換熱器和氧化單元的加熱器之間設(shè)有熱回流泵。
優(yōu)選的，催化劑為復(fù)合型固態(tài)催化劑，包括載體和固定在載體上的活性組分，其中，載體為鐵、硅、鋁、鋯和鈦中一種或幾種與污泥炭、黏土混合后，加水和粘結(jié)劑燒結(jié)而成；活性組分為錳、鉑、錫、鈀和釕中的一種或幾種元素。所述的復(fù)合型固態(tài)催化劑催化能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定，使用過程中損耗少，無需頻繁補(bǔ)充和更換，不產(chǎn)生鐵泥等二次污染。
優(yōu)選的，均質(zhì)罐1和均質(zhì)罐2內(nèi)均設(shè)有攪拌器，以均勻水質(zhì)。
優(yōu)選的，厭氧池內(nèi)設(shè)有潛水?dāng)嚢铏C(jī)。
優(yōu)選的，MBBR缺氧池內(nèi)設(shè)有潛水推流器，以保證填料的流態(tài)化；缺氧池內(nèi)設(shè)有水下攪拌機(jī)；MBBR好氧池和好氧池內(nèi)均設(shè)有水下曝氣器。
優(yōu)選的，懸浮生物填料為聚丙烯材質(zhì)多孔柱狀體，具有良好的流化性能，通過為微生物提供生長載體，增強(qiáng)了系統(tǒng)的去有機(jī)物及硝化能力，提升反應(yīng)效率，使得生化反應(yīng)在有限的水力停留時(shí)間內(nèi)充分反應(yīng)。
優(yōu)選的，MBBR缺氧池的出水端和MBBR好氧池的出水端均設(shè)有平板攔截網(wǎng)，采用鋼板沖圓孔形式。
本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)的TDI生產(chǎn)廢水處理工藝，具體包括以下步驟：
（1）將有機(jī)廢水泵入均質(zhì)罐1，混合均勻，得到原廢水；
（2）原廢水出水泵入低溫催化氧化單元的預(yù)處理單元，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至＜6，投入氧化劑，然后進(jìn)入氧化單元，通過加熱器升溫至120~250℃，在催化劑作用下反應(yīng)10~90min，降解廢水中硝基苯類和苯胺類化合物；
（3）低溫催化氧化單元出水排入均質(zhì)罐2，與TDI清潔生產(chǎn)廢水管排出的TDI清潔生產(chǎn)廢水混合均勻；
（4）均質(zhì)罐2出水泵入?yún)捬醭兀?/span>
（5）厭氧池出水進(jìn)入A/O-MBBR生物反應(yīng)池，采用“活性污泥法-MBBR”復(fù)合工藝去除COD、氨氮和總氮；
（6）A/O-MBBR生物反應(yīng)池出水進(jìn)入A/O生物反應(yīng)池，進(jìn)一步去除COD、氨氮和總氮；
（7）A/O生物反應(yīng)池出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離；
（8）處理后出水進(jìn)入監(jiān)測水池，對(duì)COD、氨氮、總氮、總磷和pH值進(jìn)行檢測，達(dá)標(biāo)后排放，若不達(dá)標(biāo)，則排入A/O生物反應(yīng)池重復(fù)步驟（6）、（7）和（8）；
其中，TDI生產(chǎn)廢水包括有機(jī)廢水和TDI清潔生產(chǎn)廢水；有機(jī)廢水包括紅水、氫化水和酸性凝液中的一種或多種，在TDI生產(chǎn)過程中產(chǎn)生，分別由其對(duì)應(yīng)的排污管道排出；TDI清潔生產(chǎn)廢水為TDI生產(chǎn)完成后清洗反應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生的，由TDI清潔生產(chǎn)廢水管排出。
TDI生產(chǎn)廢水流量及水質(zhì)指標(biāo)如下：
紅水：流量11~15m3/h，pH值7.3~8.8，COD2000~5000mg/L，總氮1600~2600mg/L，氨氮290~310mg/L，總鹽34000~50000mg/L，硝基苯390~420mg/L；
酸性凝液：流量18~19m3/h，pH值1.1~1.3，COD400~600mg/L，總氮400~700mg/L，氨氮9~10mg/L，總鹽2500~3000mg/L，硝基苯80~150mg/L；
氫化水：流量13~16m3/h，pH值7.5~8.5，COD4500~5000mg/L，總氮2000~2600mg/L，氨氮1100~2100mg/L，總鹽22000~30000mg/L；
TDI清潔生產(chǎn)廢水：流量250m3/h，pH值7~7.5，COD45~50mg/L，總氮15~20mg/L，氨氮5~7mg/L，總鹽1650~1750mg/L，硝基苯2~4mg/L。
優(yōu)選的，步驟（2）中，pH調(diào)節(jié)劑為硫酸、鹽酸和硝酸中的一種，氧化劑為過氧化氫，氧化劑加入量與原廢水的質(zhì)量比為1:（20~200）；
步驟（5）中，A/O-MBBR生物反應(yīng)池中的MBBR好氧池硝化液通過第一硝化液回流泵部分回流至MBBR缺氧池，進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%~400%；
步驟（6）中，A/O生物反應(yīng)池中的好氧池硝化液通過第二硝化液回流泵部分回流至缺氧池，進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%~400%；
步驟（7）中，沉淀池中分離出來的活性污泥部分通過污泥回流泵回流至厭氧池中，回流比為50%~100%，剩余污泥送至污泥處理系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1、通過采用低溫催化氧化技術(shù)，高效降解廢水中硝基苯類和苯胺類化合物，降低廢水生物毒性，在提高廢水可生化性的同時(shí)，降低廢水中COD的濃度，使用過程中不產(chǎn)生“鐵泥”等二次污染；
2、通過設(shè)置A/O-MBBR生物反應(yīng)池，采用“活性污泥法-MBBR”復(fù)合工藝，其內(nèi)添加懸浮生物填料，利用在懸浮生物填料上生成的生物膜，強(qiáng)化系統(tǒng)去除有機(jī)物和硝化的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水污染物的高效去除，同時(shí)相比單獨(dú)的A/O生物反應(yīng)池，可節(jié)省占地面積。
3、本系統(tǒng)結(jié)合了低溫催化氧化、厭氧水解、A/O工藝和MBBR工藝的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)COD、生物毒性較高的廢水的處理，低溫催化氧化出水與水量大、有機(jī)物濃度低、總鹽含量低的TDI清潔生產(chǎn)廢水相混合，降低了總鹽含量，經(jīng)過后續(xù)生化處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的進(jìn)一步處理，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，避免造成污染，具有降解效率高、處理效果好、運(yùn)行成本低、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)。
（發(fā)明人：馬躍輝;那平;渠文瑞;劉寧;周煥東;滕東曉;李東升;傅玉倩;劉雅卿）
