公布日：2023.08.29
申請日：2023.04.17
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/
34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法。該處理方法包括：(1)生產(chǎn)廢水預(yù)處理；(2)綜合廢水處理；(3)生化處理；(4)雙級好氧處理。本發(fā)明針對含聚乙烯醇、有機污染物濃度高、SS濃度高的VAE乳液生產(chǎn)廢水處理，開發(fā)設(shè)計了“預(yù)處理+改良雙級好氧生化處理(水解酸化+一級好氧+改良好氧—MBBR反應(yīng)器)+深度處理”的主體工藝，使污染物能得到真正的降解，并保證在不同進水水質(zhì)情況下均能滿足出水達標的要求。
權(quán)利要求書
1.一種VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，該處理方法包括：(1)生產(chǎn)廢水預(yù)處理：將COD＞10000mg/L的VAE乳液生產(chǎn)廢水進行混凝沉淀預(yù)處理；(2)綜合廢水處理：將步驟(1)出水與其他廢水充分混合后，進入進入綜合廢水調(diào)節(jié)池，進行水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)均化；(3)生化處理：將步驟(2)出水進入生化處理系統(tǒng)的水解酸化池；(4)雙級好氧處理：將步驟(3)出水依次進入一級好氧處理系統(tǒng)和二級好氧處理系統(tǒng)；所述一級好氧處理系統(tǒng)采用高負荷活性污泥法，所述二級好氧處理系統(tǒng)采用添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，若環(huán)評要求排放指標嚴于CODCr≤500mg/L，所述處理方法還包括：(5)將步驟(4)出水進入高級催化氧化系統(tǒng)進行深度處理；所述高級催化氧化系統(tǒng)為光催化氧化系統(tǒng)、電催化氧化系統(tǒng)或臭氧催化臭氧化系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，所述處理方法還包括：(6)污泥處理將生產(chǎn)廢水處理產(chǎn)生物化污泥以及生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的生化剩余污泥排至污泥池中，混合攪拌均勻；然后進入污泥調(diào)理罐，對污泥進行化學(xué)調(diào)理改性；對污泥進行脫水；脫水后的濾液送至調(diào)節(jié)池繼續(xù)進行反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，滿足如下條件中的至少一個：通過投加石灰對污泥進行化學(xué)調(diào)理改性；采用板框壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率在70％以下；采用離心式脫水機或帶式壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率為80％-85％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，所述VAE乳液生產(chǎn)廢水包括水環(huán)真空泵堿洗廢水、設(shè)備清洗廢水、高壓清洗廢水中的至少一種；所述其他廢水包括實驗室廢水、地面清洗廢水、自循環(huán)廢水、生活污水、初期雨水中的至少一種；所述生活污水包括生產(chǎn)區(qū)廢水、辦公區(qū)廁所廢水、澡堂廢水中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，步驟(1)中，預(yù)處理后的廢水的COD為8000-9500mg/L，電導(dǎo)率＜2600μS/cm；步驟(1)中，預(yù)處理的方法包括：向COD＞10000mg/L的VAE乳液生產(chǎn)廢水中投加硫酸亞鐵、PAM絮凝劑，并投加石灰調(diào)節(jié)體系pH值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，步驟(2)中，所述生化處理系統(tǒng)包括水解酸化池、好氧池、沉淀池，水解酸化池采用升流式水解酸化池，水解酸化池采用脈沖式配水，廢水經(jīng)過脈沖式配水裝置和池底的布水管均勻配水后，由池底向上流動，經(jīng)過懸浮污泥層和厭氧微生物接觸；在水解酸化池里，截留懸浮物、去除部分有機物、破解大分子有機物、改善污水可生化性，促進有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，步驟(4)一級好氧處理系統(tǒng)中，溶解氧濃度為2-4mg/L，pH為7.5-8.5；冬季溫度為20-25℃，夏季溫度為30-35℃；污泥的濃度為2000-4000mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，步驟(4)中，將一級好氧處理系統(tǒng)出水進入添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器；所述MBBR生物反應(yīng)器中的載體的比表面積為90-110m2/g，孔隙率≥96％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，其中，添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器采用申請?zhí)枮?/span>CN201420647475的蠕動床。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法，該處理方法包括：
(1)生產(chǎn)廢水預(yù)處理：將COD＞10000mg/L的VAE乳液生產(chǎn)廢水進行混凝沉淀預(yù)處理；
(2)綜合廢水處理：將步驟(1)出水與其他廢水充分混合后，進入進入綜合廢水調(diào)節(jié)池，進行水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)均化；
(3)生化處理：將步驟(2)出水進入生化處理系統(tǒng)的水解酸化池；
(4)雙級好氧處理：將步驟(3)出水依次進入一級好氧處理系統(tǒng)和二級好氧處理系統(tǒng)；所述一級好氧處理系統(tǒng)采用高負荷活性污泥法，所述二級好氧處理系統(tǒng)采用添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)原理包括：
1、對于步驟(1)的混凝沉淀預(yù)處理，通過各類生產(chǎn)廢水試驗及分析得知，VAE乳液生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量設(shè)備清洗廢水及水環(huán)式真空泵排水及其堿洗廢水，廢水主要成分為VAE合成過程中未完全反應(yīng)的醛、醇類等有機物質(zhì)，且有機污染物濃度高、SS濃度高，特別是VAE乳液廢水中的聚乙烯醇屬于不易降解的有機物質(zhì)。針對這部分含聚乙烯醇的有機污染物濃度高、SS濃度高的VAE乳液清洗廢水可通過添加PAC、FeSO4、PAM等進行混凝沉淀。
2、混凝沉淀預(yù)處理降低污染物濃度的廢水后，與廠區(qū)其他廢水充分混合后，進入生化處理系統(tǒng)。(現(xiàn)有技術(shù)中，按常規(guī)生化處理工藝采用厭氧及好氧處理工藝較多，采用厭氧工藝，運行過程中將會產(chǎn)生大量的沼氣，需單獨配套沼氣凈化系統(tǒng)及火炬燃燒系統(tǒng)，風(fēng)險管控壓力很大，存在一定安全風(fēng)險。同時，根據(jù)綜合廢水水質(zhì)檢測及試驗結(jié)果，VAE乳液廢水屬于典型高COD、低氨氮廢水，如果直接采用厭氧工藝，厭氧反應(yīng)器存在迅速酸化的風(fēng)險，需投加大量堿維持進水pH值。)所以，從工藝運行穩(wěn)定性及產(chǎn)水TDS控制等多方面考慮，本發(fā)明中選擇采用好氧處理工藝為主。
3、針對進水水質(zhì)中含有較多未完全反應(yīng)的醛、醇類等物質(zhì)，且VAE乳液廢水中聚乙烯醇屬于不易降解的有機物質(zhì)，因此針對該難降解污染物設(shè)計新增水解酸化處理系統(tǒng)。即通過將進水控制在好氧前段的水解酸化階段，水解酸化菌利用H2O電離的H+和-OH將有機物分子中的C-C打開，一端加入H+，一端加入-OH，可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環(huán)狀結(jié)構(gòu)成直鏈或支鏈，提高污水的可生化性。水中SS(水質(zhì)中的懸浮物)高時，水解菌通過胞外粘膜將其捕捉，從而提高污水處理的去除率，提高耐沖擊負荷。水解酸化處理系統(tǒng)出水進入后續(xù)好氧處理系統(tǒng)。
4、采用傳統(tǒng)單級好氧處理工藝存在耐沖擊負荷差，為保證出水水質(zhì)，設(shè)計負荷較低，導(dǎo)致池容過大等問題，存在較大缺陷。因此，對于此進水COD濃度較高生化處理系統(tǒng)，設(shè)計采用兩級好氧處理系統(tǒng)(通過第一級高負荷好氧系統(tǒng)有效應(yīng)對沖擊負荷，并且提高去除效率，降低池容；一級好氧系統(tǒng)出水進入二級好氧處理系統(tǒng)，進一步去除剩余污染物)。
5、鑒于出水指標較高，為保證系統(tǒng)處理要求，設(shè)計二級好氧處理系統(tǒng)采用添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器——高能蠕動床(專利申請?zhí)枮?/span>CN201420647475)，以增加好氧處理系統(tǒng)處理能力，提高出水水質(zhì)。
6、深度處理工藝：鑒于本類進水水質(zhì)濃度較高、進水波動性大，為避免生產(chǎn)過程中的沖擊負荷對產(chǎn)水水質(zhì)的影響，提供工藝運行穩(wěn)定性，進一步保障產(chǎn)水達標，設(shè)計高級催化氧化深度處理工藝。目前針對深度去除COD的技術(shù)，較多的是高級催化氧化技術(shù)，常用的高級催化氧化技術(shù)有光催化氧化、電催化氧化、臭氧催化臭氧化以及其他添加催化劑與雙氧水結(jié)合的催化氧化工藝。為提高產(chǎn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性、并考慮工藝的靈活性，本發(fā)明設(shè)計采用以臭氧催化氧化的高級催化氧化工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案中，若環(huán)評要求排放指標CODCr≥500mg/L、≤1000mg/L(大多化工園區(qū)排放指標)即可，則深度處理工藝不必實施，可節(jié)省投資費用。
本發(fā)明的技術(shù)方案中，若環(huán)評要求排放指標嚴于CODCr≤500mg/L，所述處理方法還包括：
(5)將步驟(4)出水進入高級催化氧化系統(tǒng)進行深度處理；
所述高級催化氧化系統(tǒng)為光催化氧化系統(tǒng)、電催化氧化系統(tǒng)或臭氧催化臭氧化系統(tǒng)。
本發(fā)明中，高級氧化系統(tǒng)指臭氧系統(tǒng)，臭氧系統(tǒng)由專業(yè)公司成套提供，市場上做臭氧成套的公司較多，如北京同林、北京本洲納米、天津康源等等。
作為優(yōu)選方案，所述處理方法還包括：
(6)污泥處理
將生產(chǎn)廢水處理產(chǎn)生物化污泥以及生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的生化剩余污泥排至污泥池中，混合攪拌均勻；然后進入污泥調(diào)理罐，對污泥進行化學(xué)調(diào)理改性；對污泥進行脫水；脫水后的濾液送至調(diào)節(jié)池繼續(xù)進行反應(yīng)。
作為優(yōu)選方案，上述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法滿足如下條件中的至少一個：
通過投加石灰對污泥進行化學(xué)調(diào)理改性；
采用板框壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率在70％以下；
采用離心式脫水機或帶式壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率為80％-85％。
作為優(yōu)選方案，所述VAE乳液生產(chǎn)廢水包括水環(huán)真空泵堿洗廢水、設(shè)備清洗廢水、高壓清洗廢水中的至少一種。
作為優(yōu)選方案，所述其他廢水包括實驗室廢水、地面清洗廢水、自循環(huán)廢水、生活污水、初期雨水中的至少一種。
作為優(yōu)選方案，所述生活污水包括生產(chǎn)區(qū)廢水、辦公區(qū)廁所廢水、澡堂廢水中的至少一種。
作為優(yōu)選方案，步驟(1)中，預(yù)處理后的廢水的COD為8000-9500mg/L，電導(dǎo)率＜2600μS/cm。
作為優(yōu)選方案，步驟(1)中，預(yù)處理的方法包括：
向COD＞10000mg/L的VAE乳液生產(chǎn)廢水中投加硫酸亞鐵、PAM絮凝劑，并投加石灰調(diào)節(jié)體系pH值。
作為優(yōu)選方案，步驟(2)中，
所述生化處理系統(tǒng)包括水解酸化池、好氧池、沉淀池，水解酸化池采用升流式水解酸化池，水解酸化池采用脈沖式配水，廢水經(jīng)過脈沖式配水裝置和池底的布水管均勻配水后，由池底向上流動，經(jīng)過懸浮污泥層和厭氧微生物接觸。
本發(fā)明中，在水解酸化池里，截留懸浮物、去除部分有機物、破解大分子有機物、改善污水可生化性，促進有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮。
作為優(yōu)選方案，上述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法步驟(4)一級好氧處理系統(tǒng)中，滿足如下條件至少之一：
溶解氧濃度為2-4mg/L，pH為7.5-8.5；
冬季溫度為20-25℃，夏季溫度為30-35℃；
污泥的濃度為2000-4000mg/L。
作為優(yōu)選方案，步驟(4)中，
將一級好氧處理系統(tǒng)出水進入添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器；
所述MBBR生物反應(yīng)器中的載體的比表面積為90-110m2/g，孔隙率≥96％。
作為優(yōu)選方案，上述的VAE乳液生產(chǎn)廢水的處理方法中，添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器采用申請?zhí)枮?/span>CN201420647475的蠕動床。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明針對含聚乙烯醇、有機污染物濃度高、SS濃度高的VAE乳液生產(chǎn)廢水處理，開發(fā)設(shè)計了“預(yù)處理+改良雙級好氧生化處理(水解酸化+一級好氧+改良好氧—MBBR反應(yīng)器)+深度處理”的主體工藝，使污染物能得到真正的降解，并保證在不同進水水質(zhì)情況下均能滿足出水達標的要求。
2、本發(fā)明優(yōu)選采用通過硫酸亞鐵破乳，并回調(diào)PH值9.5的混凝沉淀預(yù)處理工藝。
3、本發(fā)明生化處理擯棄常規(guī)“厭氧+好氧”工藝，設(shè)計兩級好氧處理工藝；針對不易降解的有機物，在好氧裝置前端設(shè)計“水解酸化裝置”；二級好氧處理裝置進行設(shè)計改良――應(yīng)用“蠕動床專利技術(shù)(添加懸浮填料的MBBR生物反應(yīng)器)”；形成“水解酸化+好氧+改良好氧”生化處理工藝。
4、本發(fā)明為提高外排水水質(zhì)的穩(wěn)定性、并兼顧工藝的靈活性，采用以臭氧催化氧化的高級催化氧化工藝進一步去除COD。
（發(fā)明人：錢佩剛;陳永初;張儉;鐘亞強;王佳奇;曲巖峰）
