一種對苯二甲酸廢水的處理方法
2023-05-07 13:34:16 2
一種對苯二甲酸廢水的處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種精對苯二甲酸生產廢水的處理方法。本發明採用預處理—厭氧—好氧結合的處理工藝，其處理過程為：精對苯二甲酸生產廢水先經過酸沉預處理，固液分離後的對苯二甲酸回收利用；預處理後的廢水經加鹼和氮、磷調節後進入改進的折流板厭氧反應器進行厭氧生化處理，經厭氧生化處理去除廢水中大部分有機汙染物後，再輸入好氧活性汙泥反應器中進行好氧生化處理，好氧出水輸入沉澱池進行泥水分離，上清液出水達標排放。本發明的處理方法優點是工藝簡單耗時少、效率高、剩餘汙泥少、投資和運行費用低，經過處理後的出水達到國家排放標準。
【專利說明】一種對苯二甲酸廢水的處理方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及工業廢水的處理方法，尤其是涉及一種高濃度對苯二甲酸生產廢水的處理方法。
【背景技術】
[0003]精對苯二甲酸(PTA)由對苯二甲酸(TA)精製而成，是一種重要的石油化工產品，在其生產過程中產生大量的廢水；這種廢水濃度高、水量大，主要含有對苯二甲酸、乙酸、乙酸甲酯、甲基苯甲酸等有機汙染物，其中對苯二甲酸濃度高(140(T4500mg/L)，是該廢水中的主要難降解汙染物；而且水質、水量變化幅度大，是一種很難處理的工業廢水。但由於市場對PTA的需求不斷增加，PTA產能也不斷擴大，因而開發節能高效的PTA生產廢水處理技術日趨緊迫。
[0004]目前處理PTA廢水的方法有物化法和生物法，物化法包括酸化沉澱法、絮凝法、過濾法等；生物法包括:膜生物反應器法、2級好氧法、厭氧+好氧法等。其中厭氧+好氧法是目前工業應用較多且被大多數學者關注的方法，厭氧段降解其中大部分有機物，此段出水水質指標大大降低，後續好氧段使得水質能夠達標排放。
[0005]中國專利CN89103965.1提出採用預處理一厭氧生物處理一好氧生物處理的工藝對精對苯二甲酸生產廢水進行處 理，其中厭氧生物處理過程由上流式厭氧汙泥床、回流厭氧生物濾床或者上流式厭氧複合床完成，而上流式厭氧汙泥床布水易堵塞、死區大、不同生物相混合培養導致處理效率低，厭氧出水後好氧過程由兩段好氧完成，故該工藝工程投資較高，運行操作複雜，水力停留時間長，處理後的出水中COD含量仍在300mg/L左右，達不到直接排放要求，必須併入其他汙水處理系統。CN94118737.3提出了一種帶選擇器的兩段好氧生物過程對高濃度PTA生產廢水進行處理的方法，雖然具有很高的容積負荷，且COD由400(T7000mg/L降至80mg/L以下達到排放標準，但裝置佔地面積巨大增加了投資費用，剩餘汙泥排放量高，增加了後續汙泥處理費用。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種精對苯二甲酸生產廢水的處理方法。
[0008]本發明的主要內容包括:將精對苯二甲酸生產廢水經過酸沉預處理，在進入新型厭氧折流板反應器前在調節均質池中加鹼調節PH值至7.0左右，並添加微生物生長所需要的營養物質，經過在厭氧折流板反應器和好氧活性汙泥反應器中的處理，出水COD降至100mg/L以下，對苯二甲酸降至10mg/L以下。本發明的工藝流程見圖1。
[0009]
本發明的技術方案如下:一種對苯二甲酸廢水的處理方法，它包括下列步驟:
1)、將經過加酸調節PH值小於4.0後的精對苯二甲酸生產廢水由泵打入對苯二甲酸沉降罐進行固液分離，沉降的對苯二甲酸打包回收利用，以降低廢水中的有機汙染物濃度；
2)、經酸沉後的廢水由泵打入調節均質池，加鹼調節廢水的pH值至7.0左右，按CODcr: N: Ρ=100-500: 5: 1的比例添加氮、磷營養鹽，調節水質均勻，避免對後續生化系統的衝擊；
3)、經調節均質池調節處理後的廢水用泵打入厭氧折流板反應器，反應器內接種體積分數10-30%的PTA生產廢水處理裝置厭氧汙泥，該厭氧折流板反應器外觀為長方體，根據廢水處理量，內部對應安裝5~20塊折流板和5~20塊溢流板，折流板底部設有折起的導流板，折流板長度與導流板之比4: 1~ 10:1，上、下流隔室流道截面積之比為3:1~6:1，根據產汙泥量導流板與折流板可對夾角進行30-60°的改變，以改變廢水在反應器內的流型，強化傳質過程；PTA廢水在反應器內沿折流擋板上下多次折流運動，廢水依次通過各級區直至出口，在此過程中汙水中的有機物質與厭氧活性汙泥充分接觸，首先前幾室可保持較低PH值滿足產酸菌產酸條件，較好地分解有機物，提供後幾室內產甲烷菌的營養需要；後幾室可保持較高PH值滿足產甲烷菌生長條件，產生較多的甲烷、氫氣，很好地降解PTA廢水中的有機物。此過程可較好地避免普通厭氧反應器產酸菌與產甲烷菌混合生長而互相影響的弊端。另外廢水在上流區時，生物氣體由反應器頂部排出到沼氣收集器，避免影響厭氧過程；廢水為下進上出，防止固形物在反應器底部的沉積、產生「死區」。反應器上流室底部設有排泥口控制反應器內汙泥濃度，下流室設有取樣口檢測各個格室出水指標，水力停留時間控制在20~80小時，溫度控制在35~38°C ；
4)、經厭氧折流板反應器處理後的廢水泵入好氧活性汙泥反應器，該反應器內接種對苯二甲酸高效降解菌株；由鼓風機將空氣通入好氧活性汙泥反應器，控制好氧活性汙泥反應器內溶解氧為2mg/L~4mg/L，溫度為20°C~35°C，pH值為6.0~7.5，水力停留時間為2~12小時，所述接種的對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA1、YPC-TA2、YPC-TA3或YPC-TA4中的任意一株或幾株混合(該菌株已專利授權，專利號分別為ZL200410041803.8，ZL200410041804.2，ZL200410041805.7，ZL200410041806.1，由中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)保藏，保藏號分別為1203，1202，1201，1200)；
5)、好氧生化處理後出水在沉澱池中實現泥水分離達標排放，對於異常情況下的非達標出水可回流至厭氧折流板反應器或好氧活性汙泥反應器進行二次處理；好氧活性汙泥反應器和沉澱池中的剩餘汙泥外排處理。 [0010]上述的對苯二甲酸廢水的處理方法，步驟3所述的厭氧折流板反應器可以是中國實用新型專利CN201220320553.1或CN201220320554.6所述的厭氧折流板反應器。
[0011]綜上所述，採用預處理一厭氧折流板反應器一好氧活性汙泥反應器結合的方法處理PTA生產廢水的優點是:
(I)停留時間縮短、處理效率提高。採用新型厭氧折流板反應器處理PTA生產廢水的過程中，避免內部不同生物相混亂，分別保護產酸菌與產甲烷菌的各自最佳生長環境，從而使得厭氧生物處理過程的停留時間縮短，處理的效率提高。
[0012](2)運行穩定性高。厭氧折流板反應器是一種多階段厭氧處理方法，具有多級緩衝功能，能極大地減少進水異常對產酸菌與產甲烷菌的衝擊作用，並具有快速適應能力，增加了整個處理工藝過程的穩定性。
[0013](3)投資和運行費用低。本發明所採用處理方法，既能避免傳統活性汙泥法處理PTA廢水效率低，停留時間長，生物相相互幹擾等問題；同時也能縮短總停留時間，厭氧段出水經好氧段再處理後即能達標排放。
[0014](4)剩餘汙泥產量小。本發明厭氧段去除廢水中大部分有機汙染物，只有少部分由好氧活性汙泥法去除，從而降低好氧過程剩餘汙泥的產量，有效地降低廢水處理的總費用。
[0015](5)採用專用對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA1、YPC-TA2、YPC-TA3或YPC-TA4中的任意一株或幾株混合進行好氧處理以保證PTA生產廢水處理效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為精對苯二甲酸生產廢水的處理工藝流程圖。
[0017]圖2為五格室厭氧折流板反應器。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]按照圖1所示的裝置和工藝流程處理精對苯二甲酸生產廢水。
[0020]實施例1:
將精對苯二甲酸生產廢水(CODcr為7870 mg/L，TA濃度為2417mg/L)先經過加酸調節PH至4.0左右後，由泵打入TA沉降罐進行固液分離，沉降的TA打包回收利用，以降低廢水中的有機汙染物濃度；經過PH調節和固液分離後的廢水(CODcr為5100 mg/L, TA濃度為1280mg/L)由泵打入調節均質池，加鹼調節pH至7.0左右，同時按照CODcr: N: P=200: 5: I的比例添加氮、磷營養鹽；經調節均質池調節處理後的廢水用泵打入厭氧折流板反應器，厭氧折流板反應器長X寬X高=2.23X0.54X1.26m，有效體積1.05m3，由五塊底部成45°折角的折流板將反應器分割成五個格室，反應器頂部設有五個排氣口，底部設有排泥口和取樣口，反應器內接種15% (體積分數)的PTA生產廢水處理裝置厭氧汙泥進行厭氧生物處理；經厭氧折流板反應器厭氧生物處理後的出水(CODcr為750mg/L, TA濃度為27mg/L)進入好氧活性汙泥反應器，反應器內接種的對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA1，溶解氧為2mg/L，溫度為28°C，pH值為7.2，水力停留時間10小時，好氧生物處理出水在沉澱池中實現泥水分離，出水CODcr為60 mg/L, TA濃度降至7mg/L,剩餘汙泥外排處理。
[0021]具體運行指標為:
精對苯二甲酸生產廢水CODcr為7870mg/L，TA濃度為2417mg/L。
[0022]酸沉預處理後出水5100mg/L，TA濃度為1280mg/L。
[0023]厭氧折流板反應器出水750mg/L，TA濃度為27mg/L，有機容積負荷5.73KgC0D/ (m3
?d)。
[0024]好氧活性 汙泥處理後沉澱池上清液出水60 mg/L, TA濃度為7mg/L，有機容積負荷1.02KgC0D/(m3.d)。
[0025]實施例2:
處理方法如實施例1。.具體運行指標為:
精對苯二甲酸生產廢水CODcr為9660mg/L，TA濃度為3062mg/L。
[0026]酸沉預處理後出水6450mg/L，TA濃度為1687mg/L。
[0027]厭氧折流板反應器出水620mg/L，TA濃度為34mg/L，有機容積負荷3.80KgC0D/ (m3? d)。
[0028]好氧活性汙泥反應器內溶解氧4mg/L，溫度30°C，水力停留時間5h，接種的對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA2和YPC-TA3。
[0029]好氧活性汙泥處理後沉澱池上清液出水90 mg/L, TA濃度為8mg/L，有機容積負荷1.39KgC0D/(m3.d)。
[0030]
實施例3:
處理方法如實施例1。.具體運行指標為:
精對苯二甲酸生產廢水CODcr為8015mg/L，TA濃度為2755mg/L。
[0031]酸沉預處理後出水5575mg/L，TA濃度為1428mg/L。
[0032]厭氧折流板反應器出水670mg/L，TA濃度為28mg/L，有機容積負荷3.2IKgCOD/ (m3? d)。
[0033]好氧活性汙泥反應器內溶解氧4mg/L，溫度30°C，水力停留時間4h，接種的對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA4。
[0034]好氧活性汙泥處理後沉澱池上清液出水75mg/L，TA濃度為7mg/L，有機容積負荷1.44KgC0D/(m3.d)。
[0035]
實施例4:
處理方法如實施例1。.具體運行指標為:
精對苯二甲酸生產廢水CODcr為7010mg/L，TA濃度為2018mg/L。
[0036]酸沉預處理後出水4400mg/L，TA濃度為1146mg/L。
[0037]厭氧折流板反應器出水640mg/L，TA濃度為24mg/L，有機容積負荷5.12KgC0D/ (m3
?d)。
[0038]好氧活性汙泥反應器內溶解氧3mg/L，溫度28°C，水力停留時間8h，接種的對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA3。
[0039]好氧活性汙泥處理後沉澱池上清液出水60 mg/L, TA濃度為5mg/L，有機容積負荷
1.1OKgCOD/(m3.d)。
【權利要求】
1.一種對苯二甲酸廢水的處理方法，其特徵是它包括下列步驟: 1)、將經過加酸調節PH值小於4.0後的精對苯二甲酸生產廢水由泵打入對苯二甲酸沉降罐進行固液分離，沉降的對苯二甲酸打包回收利用，以降低廢水中的有機汙染物濃度； 2)、經酸沉後的廢水由泵打入調節均質池，加鹼調節廢水的pH值至7.0左右，按CODcr: N: Ρ=100-500: 5: I的比例添加氮、磷營養鹽，調節水質均勻，避免對後續生化系統的衝擊； 3)、經調節均質池調節處理後的廢水用泵打入厭氧折流板反應器，反應器內接種體積分數10-30%的PTA生產廢水處理裝置厭氧汙泥，該厭氧折流板反應器外觀為長方體，根據廢水處理量，內部對應安裝5~20塊折流板和5~20塊溢流板，折流板底部設有折起的導流板，折流板長度與導流板之比4: f 10:1，上、下流隔室流道截面積之比為3:1飛:1，根據產汙泥量導流板與折流板對夾角進行30-60°的改變，以改變廢水在反應器內的流型，強化傳質過程；PTA廢水在反應器內沿折流擋板上下多次折流運動，廢水依次通過各級區直至出口，在此過程中汙水中的有機物質與厭氧活性汙泥充分接觸，首先前幾室可保持較低PH值滿足產酸菌產酸條件，較好地分解有機物，提供後幾室內產甲烷菌的營養需要；後幾室可保持較高PH值滿足產甲烷菌生長條件，產生較多的甲烷、氫氣，很好地降解PTA廢水中的有機物；此過程可較好地避免普通厭氧反應器產酸菌與產甲烷菌混合生長而互相影響的弊端；另外廢水在上流區時，生物氣體由反應器頂部排出到沼氣收集器，避免影響厭氧過程；廢水為下進上出，防止固 形物在反應器底部的沉積、產生「死區」；反應器上流室底部設有排泥口控制反應器內汙泥濃度，下流室設有取樣口檢測各個格室出水指標，水力停留時間控制在20~80小時，溫度控制在35~38°C ； 4)、經厭氧折流板反應器處理後的廢水泵入好氧活性汙泥反應器，該反應器內接種對苯二甲酸高效降解菌株；由鼓風機將空氣通入好氧活性汙泥反應器，控制好氧活性汙泥反應器內溶解氧為2mg/L~4mg/L，溫度為20°C~35°C，pH值為6.0~7.5，水力停留時間為2~12小時，所述接種的對苯二甲酸高效降解菌株為YPC-TA1、YPC-TA2、YPC-TA3或YPC-TA4中的任意一株或幾株混合(該菌株已專利授權，專利號分別為ZL200410041803.8，ZL200410041804.2，ZL200410041805.7, ZL200410041806.1，由中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)保藏，保藏號分別為1203，1202，1201，1200)； 5)、好氧生化處理後出水在沉澱池中實現泥水分離達標排放，對於異常情況下的非達標出水可回流至厭氧折流板反應器或好氧活性汙泥反應器進行二次處理；好氧活性汙泥反應器和沉澱池中的剩餘汙泥外排處理。
2.根據權利要求1所述的對苯二甲酸廢水的處理方法，其特徵是:步驟3所述的厭氧折流板反應器是中國實用新型專利CN201220320553.1所述的厭氧折流板反應器。
【文檔編號】C07C51/41GK103588349SQ201210293646
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月17日 優先權日:2012年8月17日
【發明者】王哲明, 呂效平, 黃勇, 羅翔, 楊忠林, 吳葉寬, 韓萍芳, 鍾中, 章曉春, 蔡曉健, 郭玉旗 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化揚子石油化工有限公司