一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法

2023-04-29 02:18:11 7

專利名稱：一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法，屬於廢水處理技術領域。
背景技術：
作為丙烯的重要衍生品，丙烯酸及丙烯酸酯在塑料、膠粘劑、塗料、紡織、造紙、皮革化工、建築材料等領域的應用得到了迅猛的發展。在丙烯酸生產過程中產生的廢水即為丙烯酸廢水，丙烯酸廢水分為酸性廢水和鹼性廢水兩種，本專利只針對酸性廢水。丙烯酸廢水有機物含量高(化學需氧量C0D，簡稱C0D，可高達幾萬mg/L)、成份複雜且有毒性(含有醋酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲醛、乙醛等)、多呈強酸性(pH在1. 5-3之間)、缺乏營養成分(氮、磷及微量元素)，是一類難處理的工業廢水。目前，丙烯酸廢水處理的工藝有焚燒法、溼式催化氧化法和生物法。焚燒法是將廢水霧化後噴入高溫燃燒爐中使水霧完全汽化，讓廢水中的有機物在爐內完全氧化，分解成CO2和H2O及少許無機物灰分。溼式催化氧化法是在高溫高壓下，利用催化劑的催化作用，加速廢水中有機物降解的一種方法。生物法是通過微生物自身的新陳代謝處理有機廢水的一種方法。焚燒法和溼式催化氧化法雖然工藝成熟，對廢水水質波動抗衝擊性強，但是也存在一些缺點，如焚燒法由於廢水COD以及燃燒值未達到直接燃燒的要求，需要額外的燃料油，增加處理費用；丙烯酸廢水 中含有高鹽分、硫元素等，在燃燒過程中會形成熔融鹽損壞燃燒設備，或產生S02、S03等氣體，引起二次汙染。應用溼式催化氧化法處理丙烯酸廢水，由於需要在高溫和高壓下進行，反應器材質需達到耐高溫、耐高壓及耐腐蝕的要求，且所用催化劑需定期更換，價格昂貴。由此可見，運行成本高、能耗大是焚燒法和溼式催化氧化法的特點。從經濟方面考慮，限制了它們的應用範圍。而生物法具有投資及運行成本低、能耗小等特點，是丙烯酸廢水處理的一種較理想方法。目前，國內有一些針對丙烯酸廢水利用生物法處理的研究，但是對於生物處理前的預處理都是簡單的處理，沒有形成一個完整的系統，而生物處理前的預處理對於最終處理效果的好壞有直接影響，所以本專利提出了一套完整的預處理設備及方法。生物法要求廢水有機物濃度適中(不能過高或過低)、B0D/C0D值> O. 3、pH值保持在6. 5 7. 5之間、營養元素及微量元素充足、溫度適宜。丙烯酸廢水根據其自身的特點，需要從以下幾方面進行調節1、降低丙烯酸廢水COD濃度，丙烯酸廢水的COD有幾萬mg/L,需要調整到2000 5000mg/L之間；2、降低丙烯酸廢水的毒性，丙烯酸廢水中的甲醛、乙醛等醛類對微生物具有毒性，需要降低它們的濃度，以降低生物毒性；3、控制適宜的丙烯酸廢水的PH值，丙烯酸廢水的pH在1. 5-3. O之間，需要調整到6. 5-7. 5之間；4、調整丙烯酸廢水的COD N P的比例及增加微量元素，丙烯酸廢水中氮磷元素缺乏，需要調整到COD N P = 200 5 I ;5、控制適宜的水溫，丙烯酸廢水的水溫在60°C左右，需要控制在32-37°C之間。在夏季，由於環境溫度較高，丙烯酸廢水的溫度降低較小，所以需要一定的降溫措施來降低溫度；而在冬季，由於環境溫度較低，丙烯酸廢水溫度降低較大，需要增溫措施來提高溫度。

發明內容
本發明的目的是為了解決丙烯酸廢水COD濃度高、pH值低、有毒性等缺點不適合生化微生物直接處理的問題，提出了一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。本發明的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，包括一級加鹼裝置、管道混合器、一級在線pH計、中和池、中和池攪拌器、二級加鹼裝置、二級在線pH計、調節池、調節池攪拌器、電動蒸汽開關閥、電動蒸汽調節閥、渦旋蒸汽消音加熱器、第一在線溫度計、第二在線溫度計、氮鹽投加裝置、磷鹽投加裝置；連接關係為一級加鹼裝置與管道混合器連接，鹼液在此處與丙烯酸廢水混合，對丙烯酸廢水的PH值進行粗調；管道混合器通過管路與中和池連接；管路上安裝有一級在線PH計，用於監測混合後液體的pH值；中和池頂面中間部位裝有中和池攪拌器，使液體均勻混合；生活汙水進水管、二級加鹼裝置通過管道與中和池連接；二級在線PH計安裝在中和池頂部；中和後的液體通過出水管流入調節池；調節池頂面中間部位裝有調節池攪拌器，使液體均勻混合；第一在線溫度計、第二在線溫度計安裝在調節池頂部；氮鹽投加裝置、磷鹽投加裝置通過管道與調節池連接；水蒸汽通過蒸汽管進入渦旋蒸汽消音加熱器，把水蒸汽分布在調節池內，既保證了水蒸汽分布的均勻，又克服了蒸汽加熱存在水錘效應的問題；所述加鹼裝置包括帶攪拌的鹼液儲罐與加鹼泵；一級加鹼裝置通過向管道混合器投加鹼液對廢水的pH值進行粗調；二級加鹼裝置通過向中和池投加鹼液對廢水的pH值進行精細調節；
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所述氮鹽投加裝置包括帶攪拌的氮鹽儲罐與氮鹽泵；所述磷鹽投加裝置包括帶攪拌的磷鹽儲罐與磷鹽泵；所述蒸汽管上設有電動蒸汽開關閥、電動蒸汽調節閥兩級閥門控制系統；電動蒸汽開關閥、電動蒸汽調節閥分別受第一在線溫度計、第二在線溫度計的信號控制，電動蒸汽開關閥粗控水溫在32-37°C之間，電動蒸汽調節閥細調水溫在34-36°C ;當在線溫度計發出高溫報警時，就關閉相應的閥門，從而控制水蒸汽的投加量；所述蒸汽管路設計為兩級閥門控制系統，即將一個電動蒸汽開關閥與一個電動蒸汽調節閥串聯作為控制系統的兩級，每一級又與一個手動開關閥門並聯，當某一級電動蒸汽閥出現故障時，關閉此閥門，同時打開與其並聯的手動閥，保證蒸汽的通過，此兩級閥門系統保證了蒸汽投加系統的可靠性。本發明的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理方法，具體過程如下步驟一、丙烯酸廢水從原水進水口流入管道混合器，與一級加鹼裝置輸送的鹼液進行混合，對PH值進行粗調節；得到粗調後的混合液體；步驟二、步驟一得到的粗調後的混合液體流入中和池，與通過生活汙水進水管流入的生活汙水混合，同時通過二級加鹼裝置投加鹼液，由於生活汙水的COD濃度低，同時含有各種微量元素，與步驟一得到的混合液混合後，達到降低COD與毒性、增加微量元素、精細調節PH值的目的，pH值精調在6. 5 7. 5之間；得到精調後的混合液體；步驟三、步驟二得到的精調後的混合液體流入調節池，第一在線溫度計與第二在線溫度計實時監測調節池中的溫度，使溫度控制在32-37°C之間；同時投加氮鹽、磷鹽調整廢水的COD N P的比例；此時廢水完成預處理。生活汙水的投加量按丙烯酸廢水生活汙水=I 3(體積比)投加，鹼液的投加量通過在線pH計的信號控制，一級pH調節控制pH值為5. 5-6. 0，二級pH調節控制pH值為6. 5-7. 5。有益效果1、本發明的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法，從COD濃度、生物毒性、營養元素、pH、水溫五個方面對丙烯酸廢水進行調節，解決丙烯酸廢水COD濃度高、pH值低、有毒性等缺點不適合生化微生物直接處理的問題；調節方式通過自控儀表的精確控制，有效保證了預處理的高效、穩定，是後續生化處理的保障。2、本發明的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法，採用生活汙水對丙烯酸廢水進行調節，既節約了稀釋用水和微量元素，同時又解決了生活汙水排放的問題。


圖1是本發明的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置示意圖。其中，1-原水進水管，2- 一級加鹼裝置，3-管道混合器，4- 一級在線pH計，5_中和池，6-生活汙水進水管，7-中和池攪拌器，8- 二級加鹼裝置，9- 二級在線pH計，10-中和池出水管，11-調節池，12-調節池攪拌器，13-蒸汽管，14-電動蒸汽開關閥，15-電動蒸汽調節閥，16-渦旋蒸汽消 音加熱器，17-第一在線溫度計，18-第二在線溫度計，19-氮鹽投加裝置，20-磷鹽投加裝置，21-調節池出水管。
具體實施例方式下面結合實施例與附圖對本發明做詳細說明。實施例1一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，包括一級加鹼裝置2、管道混合器3、一級在線PH計4、中和池5、中和池攪拌器7、二級加鹼裝置8、二級在線pH計9、調節池11、調節池攪拌器12、電動蒸汽開關閥14、電動蒸汽調節閥15、渦旋蒸汽消音加熱器16、第一在線溫度計17、第二在線溫度計18、氮鹽投加裝置19、磷鹽投加裝置20 ；連接關係為一級加鹼裝置2與管道混合器3連接，鹼液在此處與丙烯酸廢水混合，對丙烯酸廢水的PH值進行粗調；管道混合器3通過管路與中和池5連接；管路上安裝有一級在線pH計4，用於監測混合後液體的pH值；中和池5頂面中間部位裝有中和池攪拌器7，使液體均勻混合；生活汙水進水管6、二級加鹼裝置8通過管道與中和池5連接；二級在線pH計9安裝在中和池5頂部；中和後的液體通過出水管10流入調節池11 ;調節池11頂面中間部位裝有調節池攪拌器12，使液體均勻混合；第一在線溫度計17、第二在線溫度計18安裝在調節池11頂部；氮鹽投加裝置19、磷鹽投加裝置20通過管道與調節池12連接；水蒸汽通過蒸汽管13進入渦旋蒸汽消音加熱器16，把水蒸汽分布在調節池12內，既保證了水蒸汽分布的均勻，又克服了蒸汽加熱存在水錘效應的問題；所述加鹼裝置包括帶攪拌的鹼液儲罐與加鹼泵；一級加鹼裝置2通過向管道混合器3投加鹼液對廢水的pH值進行粗調；二級加鹼裝置8通過向中和池5投加鹼液對廢水的PH值進行精細調節；pH調節的鹼液使用的是濃度30%的NaOH溶液。所述氮鹽投加裝置19包括帶攪拌的氮鹽儲罐與氮鹽泵，氮鹽使用的是尿素溶液，濃度為25% ；所述磷鹽投加裝置20包括帶攪拌的磷鹽儲罐與磷鹽泵，磷鹽使用的是Na3PO4溶液，濃度為6% ；所述蒸汽管13上設有電動蒸汽開關閥14、電動蒸汽調節閥15兩級閥門控制系統；電動蒸汽開關閥14、電動蒸汽調節閥15分別受第一在線溫度計17、第二在線溫度計18的信號控制，電動蒸汽開關閥14粗控水溫在32-37°C之間，電動蒸汽調節閥15細調水溫在34-360C ;當在線溫度計發出高溫報警時，就關閉相應的閥門，從而控制水蒸汽的投加量；所述蒸汽管路設計為兩級閥門控制系統，即將一個電動蒸汽開關閥14與一個電動蒸汽調節閥15串聯作為控制系統的兩級，每一級又與一個手動開關閥門並聯，當某一級電動蒸汽閥出現故障時，關閉此閥門，同時打開與其並聯的手動閥，保證蒸汽的通過，此兩級閥門系統保證了蒸汽投加系統的可靠性。正常情況下，蒸汽輸送的路徑為a — d — e — g電動蒸汽調節閥(15)出現故障時，蒸汽輸送的路徑為a—d—c — f— g電動蒸汽開關閥(14)出現故障時，蒸汽輸送的路徑為a — b — c — e — g出現故障的閥門組關閉，進行檢修。本發明的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理方法，具體過程如下步驟一、丙烯酸廢水從原水進水口 I流入管道混合器3，與一級加鹼裝置2輸送的鹼液進行混合，對PH值進行粗調節，濃度30%的NaOH溶液的投加量約為35L/m3廢水，pH調節控制PH值為5. 5-6. 0，得到粗調後的混合液體；步驟二、步驟一得到的粗調後的混合液體流入中和池5，與通過生活汙水進水管6流入的生活汙水混合，生活汙水的量按丙烯酸廢水生活汙水=I 3(體積比)投加，同時通過二級加鹼裝置8投加鹼液，由於生活汙水的COD濃度低，同時含有各種微量元素，與步驟一得到的混合液混合後，達到降低COD與毒性、增加微量元素、精細調節pH值的目的，濃度30%的NaOH溶液的投加量約為5L/m3廢水，pH值精調在6. 5 7. 5之間，得到精調後的混合液體，在中和池(5)內的水力停留時間約為lOmin。步驟三、步驟二得到的精調後的混合液體流入調節池11，第一在線溫度計17與第二在線溫度計18實時監測調節池中的溫度，使溫度控制在32-37°C之間；同時投加氮鹽、磷鹽調整廢水的COD : N : P = 200 : 5 :1 ;此時廢水完成預處理。
權利要求
1.一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，其特徵在於包括一級加鹼裝置(2)、管道混合器(3)、一級在線pH計(4)、中和池(5)、中和池攪拌器(7)、二級加鹼裝置(8)、二級在線pH計(9)、調節池(11)、調節池攪拌器(12)、電動蒸汽開關閥(14)、電動蒸汽調節閥(15)、渦旋蒸汽消音加熱器(16)、第一在線溫度計(17)、第二在線溫度計(18)、氮鹽投加裝置(19)、磷鹽投加裝置(20);—級加鹼裝置(2)與管道混合器(3)接，鹼液在此處與丙烯酸廢水混合，對丙烯酸廢水的PH值進行粗調；管道混合器(3)通過管路與中和池(5)連接；管路上安裝有一級在線PH計(4);中和池(5)頂面中間部位裝有中和池攪拌器(7);生活汙水進水管(6)、二級加鹼裝置(8)通過管道與中和池(5)連接；二級在線pH計(9)安裝在中和池(5)頂部；中和後的液體通過出水管(10)流入調節池(11);調節池(11)頂面中間部位裝有調節池攪拌器(12);第一在線溫度計(17)、第二在線溫度計(18)安裝在調節池(11)頂部；氮鹽投加裝置(19)、磷鹽投加裝置(20)通過管道與調節池(11)連接；水蒸汽通過蒸汽管(13)進入渦旋蒸汽消音加熱器(16)。
2.如權利要求1所述的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，其特徵在於所述加鹼裝置包括帶攪拌的鹼液儲罐與加鹼泵。
3.如權利要求1所述的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，其特徵在於所述氮鹽投加裝置(19)包括帶攪拌的氮鹽儲罐與氮鹽泵。
4.如權利要求1所述的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，其特徵在於所述磷鹽投加裝置(20)包括帶攪拌的磷鹽儲罐與磷鹽泵。
5.如權利要求1所述的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，其特徵在於所述蒸汽管(13)上設有電動蒸汽開關閥(14)、電動蒸汽調節閥(15)兩級閥門控制系統；電動蒸汽開關閥(14)、電動蒸汽調節閥(15)分別受第一在線溫度計(17)、第二在線溫度計(18)的信號控制，電動蒸汽開關閥(14)粗控水溫在32-37°C之間，電動蒸汽調節閥(15)細調水溫在34-36°C ;當在線溫度計發出高溫報警時，就關閉相應的閥門，從而控制水蒸汽的投加量。
6.如權利要求1或5所述的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置，其特徵在於所述蒸汽管路設計為兩級閥門控制系統； 正常情況下，蒸汽輸送的路徑為 a — d — e — g 電動蒸汽調節閥(15)出現故障時，蒸汽輸送的路徑為 a — d — c — f—g 電動蒸汽開關閥(14)出現故障時，蒸汽輸送的路徑為 a — b — c — e — g 出現故障的閥門組關閉，進行檢修。
7.一種丙烯酸廢水生化處理的預處理方法，其特徵在於具體過程如下 步驟一、丙烯酸廢水從原水進水管(I)流入管道混合器(3)，與一級加鹼裝置(2)輸送的鹼液進行混合，對PH值進行粗調節；得到粗調後的混合液體； 步驟二、步驟一得到的粗調後的混合液體流入中和池(5)，與通過生活汙水進水管(6)流入的生活汙水混合，同時通過二級加鹼裝置(8)投加鹼液，由於生活汙水的COD濃度低，同時含有各種微量元素，與步驟一得到的混合液混合後，達到降低COD與毒性、增加微量元素、精細調節PH值的目的，pH值精調在6. 5 7. 5之間；得到精調後的混合液體； 步驟三、步驟二得到的精調後的混合液體流入調節池(11)，第一在線溫度計(17)與第二在線溫度計(18)實時監測調節池(11)中的溫度，使溫度控制在32-37 °C之間；同時投加氮鹽、磷鹽調整廢水的COD N P的比例；此時廢水完成預處理。
8.如權利要求7所述的一種丙烯酸廢水生化處理的預處理方法，其特徵在於丙烯酸廢水與生活汙水的體積比為1: 3;鹼液的投加量通過在線pH計的信號控制，一級pH調節控制PH值為5. 5-6. O, 二級pH調節控制pH值為6. 5-7. 5。
全文摘要
本發明涉及一種丙烯酸廢水生化處理的預處理裝置及方法，屬於廢水處理技術領域。丙烯酸廢水首先在管道混合器內與一級加鹼裝置輸送的鹼液進行混合，對pH值進行粗調節。之後在中和池內進行COD的調節、毒性調節、微量元素補充和pH的精細調節。基本步驟包括丙烯酸廢水與定量的生活汙水混合，定量的投加鹼液。出水在調節池內進行COD∶N∶P的比例的調節和水溫的調節。基本步驟包括定量的投加氮鹽、磷鹽，定量投加水蒸汽。混合均勻的廢水完成預處理。本發明對丙烯酸廢水從有機物濃度、生物毒性、營養元素、pH、水溫五個方面進行調節，調節方式通過自控儀表的精確控制，有效保證了預處理的高效、穩定，是後續生化處理的保障。
文檔編號C02F103/36GK103058418SQ201310017950
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者李安峰, 董娜, 潘濤, 郭行, 駱堅平 申請人:北京市環境保護科學研究院