公布日：2022.09.13
申請日：2022.07.01
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及C02F9，更具體地，本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法及其應(yīng)用。工業(yè)廢水處理方法如下：(1)設(shè)置污水處理分點；(2)巡航預(yù)警；(3)智能單元分析；(4)服務(wù)反饋。通過本發(fā)明所述的工業(yè)廢水處理方法，不僅處理后工業(yè)廢水中的COD、TP、TN、NH3‑N含量低，污水處理的管道不易跑冒滲漏，而且處理后的水也容易就近再次利用，實現(xiàn)資源的易回用，外排放低，進(jìn)一步降低了成本；工藝簡單，大小規(guī)模皆可，易實現(xiàn)自動化控制，不需技術(shù)人員現(xiàn)場管理。即使是在寒冷的冬季，下雪天抑或是洪水季節(jié)，都可以方便地進(jìn)行工業(yè)廢水的處理。
權(quán)利要求書
1.一種實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述工業(yè)廢水處理方法如下：(1)設(shè)置污水處理分點；(2)巡航預(yù)警；(3)智能單元分析；(4)服務(wù)反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中，污水處理分點通過對工業(yè)廢水進(jìn)行自然沉降、污泥干化、MBBR沉降、殺菌消毒來實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述污泥干化包括干化設(shè)備模塊、焚燒爐模塊和煙氣管道模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述MBBR沉降時，移動床生物膜反應(yīng)器的填料為改性MBBR填料和改性聚乙烯填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比為30：(10-14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比為30：(12-14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述改性聚乙烯填料的原料包括聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羥基-3-(三甲氨基)丙基聚環(huán)氧乙烷纖維素醚和納米氧化鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羥基-3-(三甲氨基)丙基聚環(huán)氧乙烷纖維素醚和納米氧化鐵的重量比為100：(5-7)：(1-3)：(1-3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8任一項所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，其特征在于，所述巡航預(yù)警包括影像監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、記錄模塊和執(zhí)行模塊。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法在環(huán)�；厥疹I(lǐng)域上的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明第一個方面提供了一種實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法，所述工業(yè)廢水處理方法如下：(1)設(shè)置污水處理分點；(2)巡航預(yù)警；(3)智能單元分析；(4)服務(wù)反饋。
工業(yè)廢水來自于江蘇省蘇州市張家港市。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(1)中，污水處理分點通過對工業(yè)廢水進(jìn)行自然沉降、污泥干化、MBBR沉降、殺菌消毒來實現(xiàn)。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述污泥干化包括干化設(shè)備模塊、焚燒爐模塊和煙氣管道模塊。
工業(yè)廢水經(jīng)過自然沉降后，分離得到液體和污泥。液體經(jīng)過MBBR沉降和殺菌消毒，實現(xiàn)再資源化；污泥經(jīng)過污泥干化，實現(xiàn)再資源化。污泥干化通過污泥干化設(shè)備處理后送入焚燒爐焚燒，焚燒得到的固體中含有N、K、P等元素，作為有機(jī)肥料的原料。
污泥所含的污染物一般均有很高的熱值，但是由于大量水分的存在，這部分熱值不僅很難再利用，而且直接將其干化處理和焚燒，還需要消耗大量燃料。本發(fā)明中，通過煙氣管道模塊和智能單元共同作用，只需要在初始焚燒階段補(bǔ)充熱源，后續(xù)利用污泥自身焚燒的產(chǎn)熱來進(jìn)行焚燒即可完成污泥的焚燒，不僅降低了成本，而且實現(xiàn)了再資源化。同時，煙氣管道模塊和智能單元協(xié)同，對整個工業(yè)廢水的處理進(jìn)程進(jìn)行控制。處理進(jìn)程包括自然沉降的時間與進(jìn)料量、污泥干化的時間與進(jìn)料量、MBBR沉降的時間與進(jìn)料量、殺菌消毒的時間與進(jìn)料量，從而使得煙氣管道模塊達(dá)到熱源及時對焚燒爐進(jìn)行補(bǔ)充，而不過分補(bǔ)充，提高了工業(yè)廢水處理方法的安全性。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述MBBR沉降時，移動床生物膜反應(yīng)器的填料為改性MBBR填料和改性聚乙烯填料。
移動床生物膜反應(yīng)器(MBBR工藝)是一種新興的生物膜反應(yīng)器，在工業(yè)廢水處理時對污泥減量化有著優(yōu)異的效果，而在MBBR工藝中，MBBR填料的選用尤為重要。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比為30：(10-14)。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比為30：(12-14)。
優(yōu)選的，改性MBBR填料的原料為懸浮填料。
進(jìn)一步優(yōu)選的，懸浮填料為中空結(jié)構(gòu)，材料為聚丙烯，比重為0.9-1。
更進(jìn)一步優(yōu)選的，改性MBBR填料的制備方法為：將兒茶酚乙胺加入pH＝8、濃度為8-8.5mmol/L的三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽溶液中，使得兒茶酚乙胺在溶液中的濃度為3.6-3.9mg/L，得到第一改性液，懸浮填料加入第一改性液中浸泡，130-140rpm攪拌，4-6h后取出浸泡后的懸浮填料，用蒸餾水沖洗干燥，置于pH為3.5的PBS溶液中，浸泡40min，進(jìn)行質(zhì)子化。取出后用蒸餾水反復(fù)清洗數(shù)次，取出后用蒸餾水沖洗，25℃下干燥12h，即得改性MBBR填料。
PBS溶液的制備方法為：在800ml蒸餾水中溶解8gNaCl、1.44gNa2HPO4、0.2gKCl和0.24gKH2PO4,用HCl調(diào)節(jié)溶液的pH值至3.5，即得。
三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽的CAS號為1185-53-1。
在MBBR工藝中，廢水處理的工作原理是微生物經(jīng)過載體吸附后附著在載體表面，形成生物膜(也叫做掛膜過程)，從而達(dá)到廢水處理的效果，而在這個過程中，極易出現(xiàn)填料堆積、掛膜困難等問題，為了降低上述問題的出現(xiàn)，申請人發(fā)現(xiàn)，對中空結(jié)構(gòu)，材料為聚丙烯，比重為0.9-1的懸浮填料進(jìn)行改性，能夠降低上述問題的出現(xiàn)，使得掛膜更易進(jìn)行，填料不易堆積，從而使整個污水處理后的COD含量(化學(xué)需氧量)和TP含量(總磷含量)下降。這可能是由于，經(jīng)過改性后的填料，填料的吸附能力發(fā)生改變，和水中雜質(zhì)之間的靜電引力改變，從而對工業(yè)廢水的處理效果更好。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，改性聚乙烯填料的原料包括聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羥基-3-(三甲氨基)丙基聚環(huán)氧乙烷纖維素醚和納米氧化鐵。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羥基-3-(三甲氨基)丙基聚環(huán)氧乙烷纖維素醚和納米氧化鐵的重量比為100：(5-7)：(1-3)：(1-3)。
優(yōu)選的，聚乙烯的彎曲模量240-260MPa，密度0.9-1g/cm3。
優(yōu)選的，沸石粉的粒徑1-7mm，密度1.7-2.95g/cm3。
優(yōu)選的，納米氧化鐵的粒徑為60-100nm，比表面積為67.5-69.5m2/g。
改性聚乙烯填料的制備方法為：改性聚乙烯填料的原料按重量比加入共混機(jī)后，螺桿擠出，即得。
通常來說，聚乙烯填料由于親生物性、親水性低，會增加掛膜難度，然而，申請人在實驗中意外發(fā)現(xiàn)，在改性懸浮填料中混入一定比例的改性聚乙烯填料，使得改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比為30：(10-14)，不僅不會增加掛膜難度，反而有利于廢水中雜質(zhì)的吸附，進(jìn)一步降低廢水中COD含量(化學(xué)需氧量)和TP含量(總磷含量)。這可能是由于，在MBBR沉降中，生物膜的生長并不均勻，而改性聚乙烯填料具有特定的內(nèi)應(yīng)力、密度和比表面積，使得工業(yè)廢水的擴(kuò)散能力發(fā)生改變，從而影響微生物的吸附，并降低水剪切力對吸附的影響，提高生物膜的均勻性和粗糙程度。此外，申請人還發(fā)現(xiàn)，通過MBBR沉降時，使用特定的改性MBBR填料和改性聚乙烯填料，還使得整個過程中的污水處理的管道不易跑冒滲漏。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述巡航預(yù)警包括影像監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、記錄模塊和執(zhí)行模塊。
工作原理：根據(jù)現(xiàn)場污水產(chǎn)生的源頭設(shè)置多個污水處理分點，并且通過巡航預(yù)警實時監(jiān)控，影像監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、記錄模塊和執(zhí)行模塊與智能單元協(xié)同，影像監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊采集到多個污水處理分點的影像資料，結(jié)合工業(yè)廢水的COD、TP、TN、NH3-N的數(shù)據(jù)資料，在執(zhí)行模塊分析后，若污水處理分點發(fā)生異常，及時預(yù)警，同時輸出污水處理前后的水質(zhì)結(jié)果，匹配污水源的生產(chǎn)活動，此外通過煙氣管道模塊和智能單元共同作用，只需要在初始焚燒階段補(bǔ)充熱源，后續(xù)利用污泥自身焚燒的產(chǎn)熱來進(jìn)行焚燒即可完成污泥的焚燒，不僅降低了成本，而且實現(xiàn)了再資源化。最后智能單元智能分析得到分析報告，反饋給用戶以及服務(wù)人員，并將系統(tǒng)分析得到的建議返回記錄在巡航預(yù)警的記錄模塊，經(jīng)過智能單元分析，再次對污水處理分點的處理活動進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明第二個方面提供了一種實現(xiàn)再資源化的工業(yè)廢水處理方法在環(huán)�；厥疹I(lǐng)域上的應(yīng)用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
通過本發(fā)明所述的工業(yè)廢水處理方法，不僅處理后工業(yè)廢水中的COD、TP、TN、NH3-N含量低，污水處理的管道不易跑冒滲漏，而且處理后的水也容易就近再次利用，實現(xiàn)資源的易回用，外排放低，進(jìn)一步降低了成本；工藝簡單，大小規(guī)模皆可，易實現(xiàn)自動化控制，不需技術(shù)人員現(xiàn)場管理。即使是在寒冷的冬季，下雪天抑或是洪水季節(jié)，都可以方便地進(jìn)行工業(yè)廢水的處理。對中空結(jié)構(gòu)，材料為聚丙烯，比重為0.9-1的懸浮填料進(jìn)行改性，能夠降低上述問題的出現(xiàn)，使得掛膜更易進(jìn)行，填料不易堆積，從而使整個污水處理后的COD含量(化學(xué)需氧量)和TP含量(總磷含量)下降；在改性懸浮填料中混入一定比例的改性聚乙烯填料，使得改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比為30：(10-14)，不僅不會增加掛膜難度，反而有利于廢水中雜質(zhì)的吸附，進(jìn)一步降低廢水中COD含量(化學(xué)需氧量)和TP含量(總磷含量)。
（發(fā)明人：夏冰）
