一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法

2023-04-28 00:16:41 1

專利名稱：一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法
技術領域：
本發明主要涉及一種生化法處理生產廢水的方法，尤其涉及一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法。
背景技術：
全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一種具有完全生物降解性能的高分子聚酯塑料，以丁二酸和丁二醇為主要共聚主單元，PBS具有良好的成型加工性能和優異的生物降解性，在自然條件下可100%分解成H20和C02，是國際上公認的環保型聚合物。採用無毒無害的丁二酸和丁二醇作為主要原材料，通過酯化和縮聚反應，可同時在反應後期通過擴鏈，製備高分子量的完全可生物降解的脂肪族聚酯。其製備過程中有排放的廢水中含丁二酸、丁二醇和四氫呋喃，其COD達到7500mg/L，有機物濃度比較高。目前國內處理該類有機廢水的主流工藝是採用生化法處理，選用厭氧、好氧組合進行處理。生化法處理單元主要有兩大類型:第一類是好氧方法，其主要原理是好氧菌利用水中的溶解氧將有機物分解，一部分轉化為co2、H20、能量，另一部分合成細胞，進行世代繁衍。缺點是動力消耗大；汙泥產量高；運行成本比較高。好氧生化處理的方法有多種形式，例如普通活性汙泥法、生物接觸穩定法、AB法、SBR法、氧化溝法、接 觸氧化法、曝氣生物濾池(BAF)等。先將各主要備選工藝比較如下:①普通活性汙泥法是早期應用的汙水處理工藝，該工藝處理效率雖高，但佔地面積大、不耐衝擊負荷、難以實行自動控制，近年來，已不再使用。②生物接觸穩定法較之普通活性汙泥法，佔地面積大大減小，耐衝擊負荷能力明顯提高，但其動力消耗大、處理效率較低、汙泥產量大、不具脫氮功能。③A/0法和Α/Α/0法在九十年代以後被廣泛採用，其處理效果好、耐衝擊負荷能力強、可同步脫氮除磷，在城市汙水和工業廢水處理中均受青睞，有成熟工程操作管理經驗，但在現有的具體工程應用上設施和設備數量多，運行操作勞動強度大，成本高。④AB法，即兩段活性汙泥法，主要適合進水負荷波動大或含有少量毒性物質的汙水處理，其處理效率高、佔地面積大、運行管理複雜，國內汙水處理中受資金和管理水平等因素的限制，很少採用該工藝。⑤SBR工藝(即序批式活性汙泥法)是近年來從國外引進的先進工藝，它具有處理效率高、佔地面積小、自動化程度高、兼具脫氮除磷功能、剩餘汙泥少等優點，特別是進期研究開發的SBR改進工藝更受到水處理界的廣泛關注，其中的ILSBR(內循環序批式活性汙泥法)和CASS (循環活性汙泥法)工藝，在國外汙水處理中已被廣泛採用。⑥氧化溝是傳統活性汙泥法的重大改進工藝，它具有推流式和完全混合式曝氣池的雙重優點，採用低負荷、高泥齡的運行參數和特有的曝氣設備——曝氣轉刷。因此，氧化溝工藝具有處理效率高、耐衝擊負荷能力強、運行穩定可靠、可同步脫氮除磷、剩餘汙泥少、曝氣系統大為簡化、運行非常方便、可自動控制。
⑦曝氣生物濾池是綜合普通活性汙泥法和生物接觸氧化法的優點開發研製的一種新工藝，該工藝具有過濾、吸附和生物降解的多重淨化作用，佔地面積省，處理效率高，操作簡單等優點，但該工藝需大量特製填料，造價高，需同時滿足水力負荷和有機負荷的要求，所以，該工藝目前主要應用於有機物含量較高、規模較小的工業廢水處理或汙水深度處理。⑧生物接觸氧化法是一種介於活性汙泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術。是具有活性汙泥法特點的生物膜法，兼具兩者的優點。附著在填料上的生物膜是生物接觸氧化處理系統的主體作用物質。生物膜是微生物高度密集的物質，在膜的表面和一定深度的內部生長繁殖著大量的各種類型的微生物和微型動物，並形成有機汙染物一細菌一原生動物(後生動物)的食物鏈。由於生物膜的高度親水性，在其外側總存在著一層附著水層。在汙水不斷在其表面更新的條件下，有機汙染物由流動水層傳遞給附著水層，然後進入生物膜內部，並通過細菌的代謝活動而被降解。從而，汙水得到淨化。生物膜老化後從填料上脫落下來，形成汙泥，經沉降泥水分離後，進行汙泥處理。該方法目前在小型汙水處理工程中應用普遍，具有投資省、運行管理方便、佔地少、剩餘汙泥量小等優點，但不具備脫氮除磷功能。·第二類方法是厭氧工藝。厭氧相對好氧而言，不需要曝氣即可將有機物分解為CH4、H20、能量併合成細胞。厭氧反應分解的產物主要為甲烷氣體，俗稱沼氣，具有較高的能量，可以回收利用。厭氧方法的缺點是:①厭氧微生物增殖緩慢，因而需要較長的啟動和處理時間。②出水不能直接達到排放標準，後續要接好氧工序。③厭氧處理系統操作控制的因素較多。

發明內容
本發明目的就是為了提供一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法。本發明是通過以下技術方案實現的:一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法，包括以下步驟:(I)將來自聚丁二酸丁二醇酯生產車間的生產廢水首先在集水池內緩存；(2)均勻輸送至汙水處理站均質調節池，在此與廠區生活汙水混合；(3)由泵提升至中和反應池，在攪拌條件下加入石灰乳，使廢水pH在6 — 9之間；(4)自流進入絮凝反應池，通過不斷加入PAC絮凝劑聚合氯化鋁，使廢水中的細小懸浮物、膠體物質聚集成較大粒徑的礬花為止；(5)在沉澱池內沉降分離，沉澱池上清液自流進入A/0生化池進行反應；(6)將反應完全的生化池混合液經二沉池沉降分離，合格達標的上清液(C0D為100mg/L以下)通過規範化排汙口達標排放，沉降的汙泥大部分回流至A/0生化池繼續降解廢水中的有機物，少量剩餘汙泥與沉澱池汙泥一起排入汙泥濃縮池，通過重力沉降，除去汙泥中的大部分自由水，減少汙泥體積，減輕汙泥脫水機的工作負荷，濃縮後的汙泥由汙泥泵提升至汙泥脫水機脫水製成泥餅後外運處置。所述的A/0生化池的機構主要控制因素為:①MLSS —般應在3000mg/L以上，低於此值A/Ο系統脫氮效果明顯降低；@TKN/MLSS負荷率(TKN—凱式氮，指水中氨氮與有機氮之和):在硝化反應中該負荷率應在0.05gTKN/ (gMLSS.d)之下；@ B0D5/MLSS負荷率:在硝化反應中，影響硝化的主要因素是硝化菌的存在和活性，因為自氧型硝化菌最小比增長速度為0.21/d ;而異養型好氧菌的最小比增殖速度為1.2/d ;前者比後者的比增殖速度小得多；要使硝化菌存活並佔優勢，要求汙泥齡大於4.76d ;但對於異養型好氧菌，則汙泥齡只需0.Sd ;在傳統活性汙泥法中，由於汙泥齡只有2 4d，所以硝化菌不能存活並佔有優勢，不能完成硝化任務；要使硝化菌良好繁殖就要增大MLSS濃度或增大曝氣池容積，以降低有機負荷，從而增大汙泥齡；其汙泥負荷率(B0D5/MLSS)應小於0.18KgB0D5/KgMLSS.d ；④汙泥齡ts:為了使硝化池內保持足夠數量的硝化菌以保證硝化的順利進行，確定的汙泥齡應為硝化菌世代時間的3倍，硝化菌的平均世代時間約3.3d (20°C)若冬季水溫為10°C，硝化菌世代時間為10d，則設計汙泥齡應為30d ;⑤汙水進水總氮濃度:TN應小於30mg/L，NH3-N濃度過高會抑制硝化菌的生長，使脫氮率下降至50%以下； 混合液回流比:R的大小直接影響反硝化脫氮效果，R增大，脫氮率提高，但R增大增加電能消耗增加運行費；⑦缺氧池B0D5/N0X-N比值:H>4以保證足夠的碳/氮比，否則反硝化速率迅速下降；但當進入硝化池B0D5值又應控制在80mg/L以下，當B0D5濃度過高，異養菌迅速繁殖，抑制自養菌生長使硝化反應停滯硝化池溶解氧:D0>2mg/L，一般充足供氧DO應保持2 4mg/L，滿足硝化需氧量要求，按計算氧化lgNH4+需4.57g氧；@水力停留時間:硝化反應水力停留時間>6h ;而反硝化水力停留時間2h，兩者之比為3:1，否則脫氮效率迅速下降。本發明的優點是:(I)處理工藝先進、實用、成熟、可靠的，滿足水質、水量波動和可生化性差的要求，確保廢水處理後達標排放。(2)工藝布置合理，工程投資降低，在保證系統安全、經濟、穩定運行的前提下，以最小的資金投入達到預計的處理效`果。(3)節省運行費用，減少了處理成本，給企業帶來最優的經濟效益。(4)採用先進可靠的技術設備以及自動控制系統，操作管理方便可靠。


圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法，包括以下步驟:(I)將來自聚丁二酸丁二醇酯生產車間的生產廢水首先在集水池內緩存；(2)均勻輸送至汙水處理站均質調節池，在此與廠區生活汙水混合；(3)由泵提升至中和反應池，在攪拌條件下加入石灰乳，使廢水pH在6 — 9之間；(4)自流進入絮凝反應池，通過不斷加入PAC絮凝劑聚合氯化鋁，使廢水中的細小懸浮物、膠體物質聚集成較大粒徑的礬花為止；(5)在沉澱池內沉降分離，沉澱池上清液自流進入A/0生化池進行反應；
權利要求
1.一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)將來自聚丁二酸丁二醇酯生產車間的生產廢水首先在集水池內緩存； (2)均勻輸送至汙水處理站均質調節池，在此與廠區生活汙水混合； (3)由泵提升至中和反應池，在攪拌條件下加入石灰乳，使廢水pH在6— 9之間； (4)自流進入絮凝反應池，通過不斷加入PAC絮凝劑聚合氯化鋁，使廢水中的細小懸浮物、膠體物質聚集成較大粒徑的礬花為止； (5)在沉澱池內沉降分離，沉澱池上清液自流進入A/Ο生化池進行反應； (6)將反應完全的生化池混合液經二沉池沉降分離，合格達標的上清液(COD為IOOmg/L以下)通過規範化排汙口達標排放，沉降的汙泥大部分回流至A/0生化池繼續降解廢水中的有機物，少量剩餘汙泥與沉澱池汙泥一起排入汙泥濃縮池，通過重力沉降，除去汙泥中的大部分自由水，減少汙泥體積，減輕汙泥脫水機的工作負荷，濃縮後的汙泥由汙泥泵提升至汙泥脫水機脫水製成泥餅後外運處置。
2.根據權利要求1所述的生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法，其特徵在於所述的A/0生化池的機構主要控制因素為:①MLSS —般應在3000mg/L以上，低於此值A/0系統脫氮效果明顯降低；②TKN/MLSS負荷率(TKN —凱式氮，指水中氨氮與有機氮之和):在硝化反應中該負荷率應在0.05gTKN/ (gMLSS·d)之下；③B0D5/MLSS負荷率:在硝化反應中，影響硝化的主要因素是硝化菌的存在和活性，因為自氧型硝化菌最小比增長速度為0.21/d ;而異養型好氧菌的最小比增殖速度為1.2/d ;前者比後者的比增殖速度小得多；要使硝化菌存活並佔優勢，要求汙泥齡大於4.76d ;但對於異養型好氧菌，則汙泥齡只需0.Sd ;在傳統活性汙泥法中，由於汙泥齡只有2 4d，所以硝化菌不能存活並佔有優勢，不能完成硝化任務；要使硝化菌良好繁殖就要增大MLSS濃度或增大曝氣池容積，以降低有機負荷，從而增大汙泥齡；其汙泥負荷率(B0D5/MLSS)應小於0.18KgB0D5/KgMLSS.d ;④汙泥齡ts:為了使硝化池內保持足夠數量的硝化菌以保證硝化的順利進行，確定的汙泥齡應為硝化菌世代時間的3倍，硝化菌的平均世代時間約3.3d (20°C)若冬季水溫為10°C，硝化菌世代時間為10d，則設計汙泥齡應為30d ;⑤汙水進水總氮濃度:TN應小於30mg/L，NH3-N濃度過高會抑制硝化菌的生長，使脫氮率下降至50%以下； 混合液回流比:R的大小直接影響反硝化脫氮效果，R增大，脫氮率提高，但R增大增加電能消耗增加運行費缺氧池B0D5/N0X-N比值:H>4以保證足夠的碳/氮比，否則反硝化速率迅速下降；但當進入硝化池B0D5值又應控制在80mg/L以下，當B0D5濃度過高，異養菌迅速繁殖，抑制自養菌生長使硝化反應停滯硝化池溶解氧:D0>2mg/L，一般充足供氧DO應保持2 4mg/L，滿足硝化需氧量要求，按計算氧化lgNH4+需4.57g氧；@水力停留時間:硝化反應水力停留時間>6h ;而反硝化水力停留時間2h，兩者之比為3:1，否則脫氮效率迅速下降。
全文摘要
本發明公開了一種生化法處理聚丁二酸丁二醇酯生產廢水的方法，包括以下步驟在集水池內緩存；均勻輸送至汙水處理站均質調節池，在此與廠區生活汙水混合；由泵提升至中和反應池，在攪拌條件下加入石灰乳，使廢水pH在6－9之間；自流進入絮凝反應池，通過不斷加入PAC絮凝劑聚合氯化鋁，使廢水中的細小懸浮物、膠體物質聚集成較大粒徑的礬花為止；在沉澱池內沉降分離，沉澱池上清液自流進入A/O生化池進行反應；本發明處理工藝先進、實用、成熟、可靠的，滿足水質、水量波動和可生化性差的要求，確保廢水處理後達標排放。
文檔編號C02F9/14GK103073156SQ20131002702
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月24日 優先權日2013年1月24日
發明者曹祝生, 馬世金, 張玲 申請人:安慶和興化工有限責任公司