一種甲醇廢水處理回用於循環冷卻水的方法

2023-08-08 18:55:21

專利名稱:一種甲醇廢水處理回用於循環冷卻水的方法
技術領域：
本發明涉及甲醇工業廢水處理與回用，具體地說是一種甲醇廠生產甲醇排放的含甲醇廢水處理回用於循環冷卻水的方法。
背景技術：
甲醇是在製藥、化工和農藥生產中一種重要的原料。在甲醇生產過程中，由精餾塔底排出的蒸餾殘液，通常稱為甲醇廢水。甲醇廢水具有強烈的刺激性氣味，其主要成分為甲醇、乙醇、高級醇及醛類；還含有一些長鏈化合物。
目前常見的甲醇廢水的處理方法有物化法、化學法和生化法，這些方法可對甲醇廢水進行不同程度的處理。物化法和化學法是不徹底的處理方法，生物處理方法效果較好，其中包括厭氧生物處理和好氧生物處理，好氧生物處理多用於中低濃度的甲醇廢水的處理，其抗衝擊負荷能力較弱，運行不當容易導致汙泥膨脹；厭氧處理多用於高濃度的廢水的處理，出水效果較好。
汽化法處理甲醇廢水是依據廢水中醇類沸點低的物理特性，利用化肥生產中普遍有的廢熱鍋爐作為熱源，汽化低沸點有機物，然後進造氣爐用於製造原料氣，達到治理廢水與回收原料的雙重目的。實際運行時，可連續或間斷向廢熱鍋爐中進廢水。可設置一切換閥，以便控制或軟水單獨進廢熱鍋爐，或廢水與軟水混合後進廢熱鍋爐。該法流程簡單，無需添置大型設備，易於控制和管理，可實現廢水不廢、化害為利的目的。
甲醇廢水厭氧生物處理是甲醇在厭氧處理過程中通過兩種方式轉化為甲烷(1)直接轉化4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O；(2)先轉化為乙酸再轉化成甲烷4CH3OH+CO2→3CH3COOH+2H2O，CH3COOH+H2O→CH4+CO2+H2O。厭氧是處理含高濃度甲醇廢水的較好的方法，它的優點是運行費用低，並可回收甲烷，剩餘汙泥量少，節約能源。上流式厭氧汙泥床法(UASB)和常規的處理技術術相比，該工藝具有較高的運行負荷及較好的處理效果。此外，厭氧—好氧活性汙泥法是一種較好的處理高濃度甲醇廢水的一種方法，甲醇廢水好氧生物處理有多種，如氧化溝設計容量充裕，廢水水力停留時間較長，可保證出水達標排放。好氧生物流化床處理工藝選用一種新型材料作為生物載體，使之在床內與液體和空氣形成三相流化。與常規好氧生物處理技術(如表面曝氣法、接觸氧化法等)相比，其處理負荷高，處理效果好。好氧生物流化床處理工藝的缺點是動力消耗較大，出水中生物體含量高。
固定化生物活性炭技術是處理低濃度甲醇廢水的一種較好的方法，對於化肥行業的低濃度甲醇廢水，可採用固定細胞技術來處理，可以保持反應器內較高的生物量，具有運行啟動快，處理效率高，操作穩定的優點。利用顆粒活性炭作為載體來固定工程菌，達到了活性炭和工程菌協同去除甲醇的目的。但該法投資大，操作管理複雜。

發明內容本發明的目的在於提供一種甲醇工業廢水處理回用於循環冷卻水的方法，使甲醇廢水達到循環冷卻水處理要求。
為了實現上述目的，本發明採用了水解調節池——微氧生物接觸氧化——好氧生物接觸氧化——混凝沉澱——活性炭過濾——UV消毒處理工藝集成系統技術。
本發明的基本原理1.水解調節池內裝有水下攪拌器和添加活性汙泥。既有調節功能，又有生物水解酸化作用。水解調節池裝有汙泥回流的管道系統，定期從生化池和混凝沉澱池回流活性汙泥。
2.微氧生化池的基本原理是以空氣為氧源，以彈性立體填料為生物載體，載體上面覆蓋一層生物膜，在載體與廢水充分接觸的過程中，有機物進入生物膜，通過生物膜上的兼氧和好氧微生物群的生物代謝降解作用去除有機物，降低COD。本發明採用兼氧微生物群和多種好氧微生物群的協同作用降解有機物，兼氧微生物先對有機物進行降解，形成低分子易降解的有機中間產物，提高廢水的可生化性，最後通過好氧微生物的完全降解，生成CO2+H2O。由於填料上面有一定的粗糙度，再加上填料少量曝氣，水流較緩，有一定的溶解氧和有機物，供填料上的微生物棲息繁殖，經過一段時間的培養馴化，在填料表面形成了成熟的生物膜。
3.好氧生化池的基本原理與微氧生化池類似，不同的是微氧池曝氣量少，好氧池曝氣量大。好氧生化池DO為2～4mg/L，生物膜上主要是好氧微生物在起作用。
4.混凝沉澱池是通過在管道混合器前投加混凝劑如PAC，使生物絮凝和化學絮凝形成協同作用，去除懸浮物和有機物，為後續活性炭吸附過濾創造條件，延長活性炭的工作周期，減少反衝洗頻率。混凝沉澱汙泥部分回流到水解調節池。部分汙泥在水解池自身分解實行減量。
5.活性炭池過濾去除細小的懸浮物，降低濁度，同時通過吸附去除剩餘的有機物。活性炭池一般一日氣水反衝洗一次，反洗水回流到水解調節池。
6.UV殺菌器是利用主波長253.7nm的紫外光對細菌的破壞作用殺滅細菌。
本發明的特點(1)水解調節池具有雙重功能，既具有強大的水質水量調節功能，又具有一定的生物水解酸化功能，對難生化的有機物具有很好的降解功能，可大幅度提高廢水的可生化性，為後續生化工藝創造條件。該工藝具有較強的經濟性、安全可靠、實用性強、抗衝擊負荷，汙泥實現回流，減少了汙泥處理量，大大降低了投資和運行費用。
(2)微氧生物處理工藝與常規的厭氧工藝相比，消除了H2S等異味的產生，同時與好氧工藝相比，降低了曝氣量，節省了動力消耗，是一個節能無臭的生物處理工藝。
(3)微氧生化工藝與常規生化工藝優化組合，運行可靠，易於控制，操作簡單，出水穩定，尤其耐衝擊負荷。
(4)系統工藝先進，組合合理，活性炭過濾工藝無需經常反洗，過濾周期長，處理效果好，出水十分穩定，耐衝擊負荷。
圖1為本發明的工藝流程示意圖具體實施方式
在水解調節池內加入一定量的活性汙泥，通過水下攪拌器混合均勻。調節池出水由水泵2提升從上部進入微氧生化池3，生化池3內上部安裝有填料和下部有微孔曝氣系統，在池內DO為0.5～1.0mg/L的條件下正常運行。微氧生化池出水由水泵4提升從底部進入好氧生化池5，好氧生化池5底部有曝氣系統，曝氣器上方安裝有填料，在DO為2～4mg/L的條件下正常運行。好氧生化池從上部出水進入管道混合器6，並投加混凝劑PAC由水泵7提升加壓進入斜板沉澱池8。沉澱池出水進入活性炭過濾9，濾後水經過uv殺菌器10進入循環冷卻水池循環使用。甲醇廢水處理系統各工藝正常運行參數為(1)水解調節池池水溫35～37℃，pH值6～9，DO 0～1mg/l，HRT 16h，MLSS 1～4g/L；(2)微氧生物處理工藝控制反應器前端水溫32℃，pH值7～8，DO 0.5～1mg/l，HRT 4h，MLSS 3～5g/L；(3)曝氣好氧生物接觸工藝控制水溫30℃，pH值8～9，DO＝2～4mg/l，MLSS 2～3g/L，HRT 6h；(4)混凝沉澱工藝水溫20～30℃，pH值7～8，HRT 40min，投加PAC 5～10mg/l；(5)BAC過濾控制水溫10～30℃，pH值8，DO＞4mg/l，反洗水溫30℃，反洗周期24h，反洗時間7min，反洗水量2m3，反洗氣量2m3，濾速18m/h；(6)消毒工藝控制水溫冬季不低於10℃，夏季30℃左右，pH值7～8，DO＞4mg/l，CODcr＜10mg/l.。
實施例1在廢水處理系統各工藝正常運行條件下，處理後各個廢水處理工藝運行處理效果如表1所示。
表1 各工藝運行結果(硬度以CaCO3計)
從表1可以看出，甲醇工業廢水主要汙染物水質指標甲醇和CODcr主要是生化工藝組合系統去除的，其中甲醇可以去除95％，CODcr可以去除95％。濁度的去除主要是混凝沉澱工藝去除的，後續BAC過濾和曝氣內循環生物接觸工藝也可以去除一部分。其它指標各工藝均有一定的去除效果。處理系統出水達工業循環冷卻水水質標準。
本工程投入運行一年以來，處理效果一直穩定，出水水質良好。主要工藝運行處理效果統計範圍見表2所示。
表2 處理結果統計值範圍(硬度以CaCO3計)
從表1或2可以看出，採用水解調節池——微氧生物接觸氧化——好氧生物接觸氧化——混凝沉澱——活性炭過濾——UV消毒處理工藝集成系統處理含甲醇工業廢水，在原水水質為含甲醇0.03％～5％，pH6～10，濁度為23.5～34.7度，CODcr為200～500mg/l條件下，系統出水CODcr、甲醇、電導率、硬度(CaO)、pH、濁度和色度等各項水質指標均達到工業循環冷卻水水質標準要求。
該處理工藝系統先進合理，運行穩定、可靠，具有操作簡單，出水水質穩定，投資省，運行費用低等許多優點。
權利要求
1.一種甲醇廠含甲醇工業廢水處理回用於循環冷卻水的方法。廢水進入水解調節池進行水質水量的均衡調節和有機物的厭氧水解酸化後，提高廢水的可生化性；通過兼氧微生物和部分好氧微生物降解有機物；微氧池出水由泵提升到好氧生物反應池，進行進一步的繼續氧化，有機物徹底分解為CO2+H2O，去除CODcr；好氧生化池出水通過管道混合器投加混凝劑，進行混凝沉澱，去除懸浮物；斜板沉澱池出水進行活性炭過濾，進一步降低懸浮物和去除未生化的剩餘有機物，濾後水通過UV殺菌消毒作為補給水進入循環冷卻水池循環使用。
2.如權利要求
1所述的方法，其特徵在於所述廢水水解調節池HRT為8～24h；微氧生化池的DO控制在0.5～1.0mg/L，HRT為4～12h；好氧生化池的DO控制在2～4mg/L，HRT為6～12h；混凝後採用斜板沉澱池，混凝劑採用PAC，投加量為5～10mg/L，活性炭過濾吸附時間為5～15分鐘；UV主波長為253.7nm。
3.一種實現上述方法的裝置系統，其主要包括——調節池，呈圓形，內有一臺水下攪拌器，池內有活性汙泥；——微氧生物反應池，呈長方形，底部有微孔曝氣器，曝氣器上方裝有彈性立體填料，微孔曝氣與池外鼓風機相連接；——好氧生化池，呈圓柱形，底部有微孔曝氣器，曝氣器上方有彈性立體填料，底部進水，頂部出水；——混凝沉澱池，採用斜板沉澱池形式。上部有PVC斜板，底部有集泥鬥統一排泥；——活性炭過濾器，項部進水，底部出水，圓形罐狀，內部為顆粒活性炭；——UV燈殺菌器，採用管道式UV殺菌裝置；——管道混合器，安裝在好氧生化池出水的管道上，生化池出水投加混凝劑，在管道混合器內進行混凝反應，形成汙混等體積粗大的懸浮物顆粒在沉澱池中去除。
專利摘要
一種甲醇廠含甲醇工業廢水處理回用於循環冷卻水的方法，採用水解調節池——微氧生物接觸氧化——好氧生物接觸氧化——混凝沉澱——活性炭過——UV消毒處理工藝集成系統，生物接觸氧化所用填料為彈性立體填料和微孔曝氣系統。微氧生物接觸氧化在DO為0.5～1.0mg/l條件下，降解有機物，同時大幅度提高廢水可生化性，好氧接觸氧化在DO為2～4mg/l條件下有效去除COD
文檔編號C02F3/30GK1994936SQ200610129854
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月5日
發明者肖羽堂 申請人:南開大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan