公布日：2023.01.13
申請(qǐng)日：2021.06.28
分類號(hào)：C02F9/00(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/20(2006.01)N;C02F3/34(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F1/
66(2006.01)N;C02F3/02(2006.01)N;C02F3/12(2006.01)N;C02F1/78(2006.01)N;C02F11/04(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/36(2006.01)N
摘要
一種乙烯廢堿液的處理方法，包括預(yù)處理段、深度處理段、鹽處理段和污泥處理段；所述預(yù)處理段依次包括空分系統(tǒng)、純氧反應(yīng)器、中和反應(yīng)池和吹脫反應(yīng)器；所述深度處理段依次包括一級(jí)生化段、高級(jí)氧化段、二級(jí)生化段和尾氣處理段，一級(jí)生化段和二級(jí)生化段采用高耐鹽菌GXNYJ-DL-1；所述鹽處理段包括兩級(jí)納濾段、MVR濃縮段和結(jié)晶段；所述污泥處理段是把一級(jí)生化和二級(jí)生化產(chǎn)生的多余污泥回收，通過(guò)污泥厭氧化把生物污泥轉(zhuǎn)化為甲烷并回收。本發(fā)明使用的耐鹽菌株具有較強(qiáng)耐受硫化物毒性的能力，生命力強(qiáng)，穩(wěn)定性高；本發(fā)明的方法有效解決了惡臭、有毒物質(zhì)對(duì)生化系統(tǒng)的影響，出水鹽含量達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了資源化回用利用。
權(quán)利要求書
1.一種乙烯廢堿液的處理方法，包括預(yù)處理段、深度處理段、鹽處理段和污泥處理段；所述預(yù)處理段依次包括空分系統(tǒng)、純氧反應(yīng)器、中和反應(yīng)池和吹脫反應(yīng)器；所述的空分系統(tǒng)通過(guò)空氣分離出高純度氧氣和氮?dú)猓凰黾冄醴磻?yīng)器采用純氧氧化去除廢堿液中的硫化物及部分有機(jī)物，廢氣通過(guò)減壓閥間斷排出；在所述中和反應(yīng)池調(diào)節(jié)純氧反應(yīng)器出水pH值至6~8；所述吹脫反應(yīng)器通過(guò)空氣對(duì)廢水中的硫化氫、硫醇、硫醚和揮發(fā)酚等惡臭氣體進(jìn)行吹脫，減少惡臭有毒氣體對(duì)后續(xù)生化的影響，吹脫氣排至廢氣管網(wǎng)；所述深度處理段依次包括一級(jí)生化段、高級(jí)氧化段、二級(jí)生化段和尾氣處理段；所述一級(jí)生化段采用高耐鹽菌GXNYJ-DL-1處理廢水，通過(guò)曝氣生化使大部分有機(jī)物得到去除；所述高級(jí)氧化段使大分子難降解有機(jī)物變成小分子有機(jī)物并去除惡臭氣體；所述二級(jí)生化段采用高耐鹽菌GXNYJ-DL-1，處理高級(jí)氧化段出水，使廢水中有機(jī)物得到進(jìn)一步脫除；所述尾氣處理段對(duì)高級(jí)氧化段剩余廢氣處理后外排；所述高耐鹽菌GXNYJ-DL-1（Halomonasnigrificans）已于2020年7月13日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCCNo.20350；所述鹽處理段包括兩級(jí)納濾段、MVR濃縮段和結(jié)晶段；所述兩級(jí)納濾過(guò)濾硫酸根離子、鈣鎂離子及其他二價(jià)和三價(jià)離子，使其在濃水側(cè)，而在產(chǎn)水側(cè)的主要為氯離子和鈉離子；兩級(jí)納濾產(chǎn)水進(jìn)行出水調(diào)控后根據(jù)出水水質(zhì)決定達(dá)標(biāo)排放或排入二級(jí)污水處理場(chǎng)；所述兩級(jí)納濾產(chǎn)出濃水進(jìn)入MVR反應(yīng)器，濃水經(jīng)MVR進(jìn)一步濃縮后進(jìn)入結(jié)晶器，高溫段結(jié)晶得到純度大于98%的產(chǎn)品硫酸鈉，低溫結(jié)晶得到雜鹽，剩余母液返回MVR反應(yīng)器進(jìn)水端；所述污泥處理段是把一級(jí)生化和二級(jí)生化產(chǎn)生的多余污泥回收，通過(guò)污泥厭氧化把生物污泥轉(zhuǎn)化為甲烷并回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，進(jìn)入一級(jí)生化段的廢水中鹽濃度控制在250g/L以下，優(yōu)選50～130g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的減壓閥間斷排除的廢氣由廢氣管網(wǎng)排至高級(jí)氧化段處理，減壓閥控制壓力在0.15MPa～0.3MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的中和反應(yīng)池中調(diào)節(jié)pH是通過(guò)添加硫酸調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的吹脫反應(yīng)器采用微孔曝氣盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的一級(jí)生化段選自生物接觸氧化和MBBR工藝中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的一級(jí)生化段的溶解氧控制在2mg/L以上，廢水停留時(shí)間為24～168h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的二級(jí)生化段選自BAF或MBR工藝中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的二級(jí)生化段溶解氧控制在2mg/L以上，廢水停留時(shí)間為12～72h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述高級(jí)氧化段臭氧投加量為50mg/L～300mg/L，雙氧水投加量為10mg/L～400mg/L。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述尾氣處理段采取物理吸附方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述MVR反應(yīng)器產(chǎn)生的蒸汽凝結(jié)后回收利用，液相進(jìn)入結(jié)晶器結(jié)晶分鹽。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上不足，本發(fā)明為現(xiàn)有技術(shù)提供一種乙烯廢堿液的處理方法，利用一株高耐鹽菌株處理乙烯廢堿液，通過(guò)純氧曝氣、生物強(qiáng)化、納濾脫鹽等工序?qū)崿F(xiàn)廢堿液有機(jī)物和惡臭的高效去除，同時(shí)滿足特殊地區(qū)鹽含量管控要求并做到資源回收利用。
為了實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種乙烯廢堿液的處理方法，包括預(yù)處理段、深度處理段、鹽處理段和污泥處理段；所述預(yù)處理段依次包括空分系統(tǒng)、純氧反應(yīng)器、中和反應(yīng)池和吹脫反應(yīng)器；所述的空分系統(tǒng)通過(guò)空氣分離出高純度氧氣和氮?dú)猓凰黾冄醴磻?yīng)器采用純氧氧化去除廢堿液中的硫化物及部分有機(jī)物，廢氣通過(guò)減壓閥間斷排出；在所述中和反應(yīng)池調(diào)節(jié)純氧反應(yīng)器出水pH值至6~8；所述吹脫反應(yīng)器通過(guò)空氣對(duì)廢水中的硫化氫、硫醇、硫醚和揮發(fā)酚等惡臭氣體進(jìn)行吹脫，減少惡臭有毒氣體對(duì)后續(xù)生化的影響，吹脫氣排至廢氣管網(wǎng)；所述深度處理段依次包括一級(jí)生化段、高級(jí)氧化段、二級(jí)生化段和尾氣處理段；所述一級(jí)生化段采用高耐鹽菌GXNYJ-DL-1處理廢水，通過(guò)曝氣生化使大部分有機(jī)物得到去除；所述高級(jí)氧化段使大分子難降解有機(jī)物變成小分子有機(jī)物并去除惡臭氣體；所述二級(jí)生化段采用高耐鹽菌GXNYJ-DL-1，處理高級(jí)氧化段出水，使廢水中有機(jī)物得到進(jìn)一步脫除；所述尾氣處理段對(duì)高級(jí)氧化段剩余廢氣處理后外排；所述高耐鹽菌GXNYJ-DL-1（Halomonasnigrificans）已于2020年7月13日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCCNo.20350；所述鹽處理段包括兩級(jí)納濾段、MVR濃縮段和結(jié)晶段；所述兩級(jí)納濾過(guò)濾硫酸根離子、鈣鎂離子及其他二價(jià)和三價(jià)離子，使其在濃水側(cè)，而在產(chǎn)水側(cè)的主要為氯離子和鈉離子；兩級(jí)納濾產(chǎn)水進(jìn)行出水調(diào)控后根據(jù)出水水質(zhì)決定達(dá)標(biāo)排放或排入二級(jí)污水處理場(chǎng)；所述兩級(jí)納濾產(chǎn)出濃水進(jìn)入MVR反應(yīng)器，濃水經(jīng)MVR進(jìn)一步濃縮后進(jìn)入結(jié)晶器，高溫段結(jié)晶得到純度大于98%的產(chǎn)品硫酸鈉，低溫結(jié)晶得到雜鹽，剩余母液返回MVR反應(yīng)器進(jìn)水端；所述污泥處理段是把一級(jí)生化和二級(jí)生化產(chǎn)生的多余污泥回收，通過(guò)污泥厭氧化把生物污泥轉(zhuǎn)化為甲烷并回收。
進(jìn)一步的，進(jìn)入一級(jí)生化段的廢水中鹽濃度控制在250g/L以下，優(yōu)選50～130g/L。所述的耐鹽菌GXNYJ-DL-1在250g/L鹽濃度下仍能保持生命活力和較高的有機(jī)物去除效率，綜合耐鹽菌生長(zhǎng)狀況及為了保證有機(jī)物去除效率，優(yōu)選50～130g/L；所述耐鹽菌GXNYJ-DL-1還具有較高的耐受硫化物毒性能力。
進(jìn)一步的，所述的純氧反應(yīng)器可以去除90%～98%的硫化物，使其變成高價(jià)態(tài)鹽類；當(dāng)氧氣過(guò)量或不溶氣過(guò)多都會(huì)造成反應(yīng)器氣壓過(guò)高，從而觸發(fā)減壓閥排氣，所述減壓閥控制壓力在0.15MPa～0.3MPa；進(jìn)一步的，所述的減壓閥間斷排除的廢氣由廢氣管網(wǎng)排至高級(jí)氧化段處理。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解的是，純氧反應(yīng)器采用純氧而非空氣，可大幅度提高氧氣在廢水中的擴(kuò)散能力，氧利用率是空氣曝氣的7～15倍，使廢水中的硫化物和其他易被氧氣氧化的物質(zhì)盡可能的被脫除；另一方面，本反應(yīng)器若使用空氣源，其中的氮?dú)庾鳛椴蝗軞鈺?huì)頻繁觸發(fā)減壓閥排氣，使反應(yīng)壓力一直處在較低數(shù)值，也易造成氧氣逸散，最終嚴(yán)重影響反應(yīng)效率。
進(jìn)一步的，所述的中和反應(yīng)池中調(diào)節(jié)pH是通過(guò)添加硫酸調(diào)節(jié)。使用硫酸而不是鹽酸，其原因是使用硫酸帶來(lái)的鹽分可以在納濾段去除，而鹽酸的氯離子則不會(huì)被納濾去除，最終會(huì)引起出水調(diào)控池含鹽量過(guò)高，而且氯離子容易引起設(shè)備腐蝕。
進(jìn)一步的，所述的吹脫反應(yīng)器采用微孔曝氣盤，上段中和反應(yīng)池加酸調(diào)節(jié)產(chǎn)生的硫化氫及廢水中的部分硫醇、硫醚、揮發(fā)酚等輕組分，經(jīng)空氣吹脫后由廢氣管網(wǎng)排至高級(jí)氧化段處理，從而大幅度降低惡臭、有毒物質(zhì)對(duì)生化系統(tǒng)的影響。
進(jìn)一步的，所述的一級(jí)生化段選自生物接觸氧化和MBBR等高容積負(fù)荷的工藝中的一種，其容積負(fù)荷在2kg（COD5）/m3·d以上，溶解氧控制在2mg/L以上，廢水停留時(shí)間為24～168h。
進(jìn)一步的，所述的二級(jí)生化段選自BAF或MBR工藝中的一種，其容積負(fù)荷適中，不僅可以脫除COD還兼具過(guò)濾功能，溶解氧控制在2mg/L以上，廢水停留時(shí)間為12～72h。
進(jìn)一步的，所述高級(jí)氧化段一方面可提高廢水可生化性，一方面可去除廢氣管網(wǎng)排出的臭氣。所述高級(jí)氧化段為臭氧與雙氧水耦合工藝，所述臭氧可外取或用空分段富余氧氣制得；臭氧投加量為50mg/L～300mg/L，雙氧水投加量為10mg/L～400mg/L；該段無(wú)需復(fù)雜的高級(jí)氧化工藝，臭氧和雙氧水耦合即可達(dá)到處理效果，同時(shí)不會(huì)增加水中的鹽分，有利于出水總鹽達(dá)標(biāo)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解的是，兩級(jí)生化段通過(guò)高耐鹽菌GXNYJ-DL-1可以把廢水絕大部分有機(jī)物分解掉，部分轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)碳（二氧化碳），部分以有機(jī)碳形式轉(zhuǎn)存至活性污泥中，通過(guò)排泥方式去除；此高耐鹽菌GXNYJ-DL-1解決了高含鹽情況下普通菌種無(wú)法生存的問(wèn)題，其耐硫化物毒性還解決了大量硫酸鹽存在下普通耐鹽菌因曝氣不均勻或菌群局部厭氧化造成硫化物濃度較高乃至無(wú)法生存的問(wèn)題。
進(jìn)一步的，所述尾氣處理段采取物理吸附方法（如活性炭吸附）或其他物理化學(xué)方法，不可采用生物除臭方法，防止多余臭氧對(duì)生物除臭微生物造成迫害。
進(jìn)一步的，所述的一級(jí)納濾產(chǎn)水率為70%~90%，二級(jí)納濾產(chǎn)水率為60%~80%；所述的納濾除了能脫除大部分鹽分，還能脫除部分有機(jī)物。
進(jìn)一步的，所述MVR反應(yīng)器產(chǎn)生的蒸汽凝結(jié)后回收利用，液相進(jìn)入結(jié)晶器結(jié)晶分鹽，分鹽技術(shù)依據(jù)為：在50~120℃范圍內(nèi)，大部分鹽類溶解度隨溫度的升高而增大，而Na2SO4的溶解度隨溫度的升高而減少，在高溫條件下，隨著鹽分濃縮Na2SO4率先因過(guò)飽和被析出，得到高純度Na2SO4，當(dāng)溫度降低時(shí)，繼續(xù)濃縮會(huì)使其他鹽類因過(guò)飽和而析出，得到雜鹽，雜鹽包括氯化鈉、碳酸鈉等，可能還含有少量有機(jī)物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）本發(fā)明的方法使用的耐鹽菌株GXNYJ-DL-1不僅耐鹽性能優(yōu)異，而且具有較強(qiáng)耐受硫化物毒性的能力，生命力強(qiáng)，穩(wěn)定性高，在本發(fā)明的乙烯廢堿液處理中發(fā)揮不可替代的作用。
（2）本發(fā)明的方法有效解決了惡臭、有毒物質(zhì)對(duì)生化系統(tǒng)的影響，同時(shí)解決了工藝尾氣問(wèn)題，具體體現(xiàn)在：純氧反應(yīng)器有效去除了大部分硫化物，使中和池的硫化氫產(chǎn)生量（加酸調(diào)節(jié)產(chǎn)生）大幅度減少，因此硫化物毒性對(duì)后續(xù)生化的影響大幅度降低，同時(shí)硫化物氧化為高價(jià)態(tài)鹽類，其鹽分并不會(huì)給耐鹽菌帶來(lái)影響；吹脫反應(yīng)器進(jìn)一步去除了廢水中的硫化物、硫醇、硫醚和揮發(fā)酚；純氧反應(yīng)器和吹脫反應(yīng)器產(chǎn)生的廢氣經(jīng)收集后送至高級(jí)氧化段處理，無(wú)需專門的廢氣處理設(shè)施，僅需對(duì)高級(jí)氧化段的少許尾氣進(jìn)行處理。
（3）本發(fā)明的方法有效解決了廢水中鹽的問(wèn)題，具體體現(xiàn)在：耐鹽菌株GXNYJ-DL-1和高級(jí)氧化組合去除了廢水絕大部分有機(jī)物，才能在后續(xù)利用膜技術(shù)脫鹽；也才能實(shí)現(xiàn)硫酸中和及兩級(jí)納濾使出水鹽含量達(dá)標(biāo)；也才能通過(guò)MVR反應(yīng)器及分段結(jié)晶使硫酸鈉分離。
（4）本發(fā)明的方法在大幅度脫除COD的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了資源化回用利用，即通過(guò)污泥厭氧化實(shí)現(xiàn)甲烷回收利用，通過(guò)納濾與MVR反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)硫酸鈉回收利用。同時(shí)，本發(fā)明的提供的工藝方法幾乎不需要稀釋水。
（發(fā)明人：馬和旭;程夢(mèng)婷;郭宏山;程曉東;陳天佐）
