專利名稱：二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化纖廢水的處理方法，具體地說是涉及一種腈綸生產(chǎn)中混合廢水 的處理方法。
背景技術：
我國腈綸生產(chǎn)企業(yè)共有16家，合計生產(chǎn)能力83. 11萬噸/年，目前運行12家，總 生產(chǎn)能力80. 1萬噸/年，主要采用四種工藝硫氰酸鈉(NaSCN)溶劑一步法濕紡(淄博山 東雪銀公司)1. 0萬噸/年、硫氰酸鈉(NaSCN)溶劑二步法濕紡(上海石化公司腈綸事業(yè) 部、大慶石化公司腈綸廠、安慶石化分公司腈綸廠、大慶煉化公司腈綸廠)32. 1萬噸/年、N， N 二甲基甲酰胺(DMF)溶劑二步法干紡(撫順腈綸廠、齊魯石化腈綸廠、秦皇島奧萊特腈綸 有限公司、浙江金甬腈綸有限公司)22. 8萬噸/年、N, N 二甲基乙酰胺(DMAC)溶劑二步法 濕紡(吉林奇峰化纖有限公司、杭州灣腈綸有限公司、寧波三菱麗陽化纖有限公司)24. 2萬 噸/年，溶劑各不相同，原料是以丙烯腈單體為主。按噸產(chǎn)品排廢水19. 8噸計(國內(nèi)某企 業(yè)實測值)，每年外排廢水總量1586. 00萬噸。廢水分為三類生產(chǎn)廢水、地面沖洗水和生活 污水，廢水中污染物質(zhì)來自于原料、添加劑、溶劑及其原料和產(chǎn)品等。廢水中混入強酸(硫 酸)、PH值低(pH = 2. 5-4)、含有毒有機物、難降解有機物等，如DMAC 二步法濕紡生產(chǎn)線 所排廢水中污染物質(zhì)可能有丙烯腈、醋酸乙烯、亞硫酸氫鈉、過硫酸銨、硫酸亞鐵、硫酸、乙 二胺四乙酸(EDTA)、醋酸、二甲胺、DMAC和部分聚合物(低、高聚合物)等。這些廢水如果 直接排放將嚴重危害影響受納水體水質(zhì)，危害生物安全。絕大部分企業(yè)采腈綸廢水處理廠 采用的處理工藝為預處理+厭氧+好氧，出水COD —般為200-400mg/L，不能達到直接排放 的標準，企業(yè)一般將該出水混入化纖混合廢水處理廠與其他廢水混合處理后外排，這導致 廢水處理過程存在以下一些問題(1)、腈綸廢水中含有的有毒有機物影響生物處理系統(tǒng)運 行，某些有毒有機物“穿透”廢水處理系統(tǒng)進入受納水體，影響受納水體水質(zhì)；(2)、廢水中硫 酸根過高，影響生物處理系統(tǒng)工作效率，出水中硫酸根也不達標；(3)、難降解有機物(如部 分助劑)增加了廢水處理系統(tǒng)的難度，腈綸廢水處理廠出水COD達不到國家排放要求；(4)、 廢水處理過程中需添加多種營養(yǎng)物質(zhì)，必須對剩余污泥進行處理，增加了廢水處理成本。同 時，腈綸廢水處理系統(tǒng)多建于90年代，難以滿足我國環(huán)保要求。多年來，我國學者對腈綸廢水生物處理工藝開展許多研究，取得了一些成果，主 要有濕法紡絲腈綸工業(yè)綜合廢水處理工藝(97107031. 8，1998年公開)、腈綸廢水的生物 處理方法(99112488. X, 2001年公開)、丙烯腈、腈綸廢水處理方法(01115864. 6，2002年 公開)、干法腈綸廢水的處理方法(00U9461. X，2002年公開)、干法腈綸廢水的處理方法 (02135650. 5,2003年公開)、干法硫氰酸鈉為溶劑兩步法腈綸濕法紡絲工業(yè)廢水的處理方 法(03116574. 5，2004年公開)、一種腈綸生產(chǎn)廢水處理方法(200710176576. 3，2009年公 開)。所有這些研究成果未涉及DMAC為溶劑的二步濕法紡絲生產(chǎn)廢水的處理問題；技術核 心是活性污泥生物處理法，需要定期排放大量的剩余污泥，二次處理成本大；工藝流程長， 操作復雜，管理不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，剩余污泥量大大低 于活性污泥工藝，減少剩余污泥處理運行成本；除了適用于DMAC為溶劑的二步濕法紡絲生 產(chǎn)廢水處理外，也適用于其他溶劑紡絲生產(chǎn)廢水、含丙烯腈物質(zhì)廢水以及部分印染、紡織和 石化廢水。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案研制了一種能處理二步濕法腈綸廢水的生物膜處理方法，反應器中填料投加比例 為30. 0% -70. 0%，剩余污泥量低于活性污泥法；上述二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法所處理廢水包括腈綸聚合生產(chǎn)廢水、紡絲 生產(chǎn)廢水、溶劑回收廢水、地面沖洗水等生產(chǎn)廢水和生活污水及各種廢水的混合廢水，上述二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法中的生物膜反應器中投加的填料既可是 懸浮式填料也可是固定式填料。上述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法中生物膜反應器按缺氧、好氧反應運 行，兩種反應的次序可以按要求交替，運行參數(shù)分別為a.缺氧反應ρΗ6·5 9，水力停留時間0. Oh 汕，溶解氧0. 2 0. 5mg/L，污泥濃度5 20g/L;b.好氧反應ρΗ6·5 9，水力停留時間2. 》1，溶解氧2. 0 5. Omg/L,污泥濃度5 20g/L;上述二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法操作時，缺氧、好氧兩種反應既可由一個 反應器按時間序列實現(xiàn)，也可以由兩個反應器或一個反應器的兩段按空間序列來實現(xiàn)。上述二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法的進水水質(zhì)應達到如下技術指標COD 500 1000mg/L BOD 250 500mg/LTOC 180 300mg/L TN 180 250mg/LNH4-N 75 100mg/L DMAC 50 100mg/L丙烯腈 0 120mg/LρΗ 6. 0 9上述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法的出水水質(zhì)可以達到如下技術指標COD ≤250mg/L BOD ≤10mg/LTOC ≤ 80mg/L TN ≤50mg/LNH4-N ≤ 4mg/L DMAC ≤ 2mg/L丙烯腈≤2. 0mg/L ρΗ =6. 0 9上述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，反應器運行過程中向進水中投加無機 碳，投加濃度為0. 05-3. 00mg/L。
上述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其營養(yǎng)物質(zhì)投加量為COD N P = 200 10 1。上述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其所選用的填料有軟性填料、半軟性 填料、彈性填料、球形填料、聚氨酯填料、纖維填料或其他生物填料。上述的二步濕法腈綸混合廢水生物膜處理方法也適用于腈綸、丙烯腈、N，N- 二甲 乙酰胺和化纖生產(chǎn)工業(yè)廢水的生物處理。本發(fā)明較現(xiàn)有技術具有的優(yōu)點是1、本發(fā)明能有效處理DMAC 二步濕法腈綸廢水，填補了國內(nèi)空白；2、采用投加載體的生物膜處理方法，剩余污泥量少，減少了二次處理成本；3、采用缺氧反應+好氧反應，并投加無機碳源，能有效脫氮；4、本發(fā)明工藝流程短，可采用一個反應器也可采用兩個反應器，實施容易、操作簡 便；5、本發(fā)明能有效降解廢水中的丙烯腈、DMAC、EDTA等有毒或難降解有機物，降低了 廢水排放對環(huán)境的危害；6、本發(fā)明采用生物膜處理法，有效避免了腈綸廢水處理過程中污泥膨脹，提高了 廢水處理工程運行的穩(wěn)定性；


圖1是二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法具體工藝流程圖。
圖2是缺氧、好氧反應在一個反應器按時間序列運行模式工作示意圖。 圖3是缺氧、好氧反應在三個反應器按空間序列運行模式工作示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例進一步詳述本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的保護不局限于下述的具 體實施方式。具體實施例1-缺氧、好氧反應在一個反應器按時間序列運行模式某化纖廠腈綸生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為10萬噸，聚合單元原料為醋酸乙烯酯、丙烯腈 和脫鹽水，輔料有過硫酸銨、硫酸、硫酸亞鐵、硫酸氫鈉等；原液由醋酸和二甲胺合成DMAC 即時制備。廢水主要來源于聚合單元，紡絲單元、溶劑回收單元也產(chǎn)生部分廢水。廢水處理 廠調(diào)節(jié)池接收來自聚合單元、紡絲單元、溶劑回收單元等所有生產(chǎn)廢水和廠區(qū)生活廢水。該 混合廢水由以下方法進行處理?；旌蠌U水經(jīng)物化預處理達到相應的水質(zhì)要求后用泵提升至本發(fā)明中。廢水經(jīng)進水 口(1)控制進入后由布水器(6)均勻分布在反應器中，空氣由進氣口( 控制進入后由曝 氣器( 釋放，反應器內(nèi)氣水混合并與固定式生物填料(8)接觸，廢水中的污染物得到去 除后清水由出水口(7)排出，在需要時循環(huán)水出口(2)開始工作將反應器內(nèi)廢水進行循環(huán)， 少部分剩余污泥由定期由排空口⑷排出，進水PH值用PLC(9)回饋控制，保持在6 9之 間；進水中投加碳酸氫鈉溶液，投加濃度為0. 5mg/L ；反應周期為他，其中，進水0. 5h、曝氣 3h、沉淀時間2h、出水時間0. 5h ；反應器溫度控制在25°C 士 1. 5，曝氣時DO = 4. 5 士0. 5mg/ L。本發(fā)明工作示意圖如圖2，處理結果如表1。
表1實施例1處理結果單位mg/L
權利要求
1.一種能處理二步濕法腈綸廢水的生物膜處理方法，剩余污泥量低于活性污泥法，反 應器中填料投加比例為30. 0% -70. 0% ；
2.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，所處理廢 水包括腈綸聚合生產(chǎn)廢水、紡絲生產(chǎn)廢水、溶劑回收廢水、地面沖洗水等生產(chǎn)廢水和生活污 水及各種廢水的混合廢水，
3.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，生物膜反 應器中投加的填料既可是懸浮式填料也可是固定式填料。
4.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，生物膜反 應器按缺氧、好氧反應運行，兩種反應的次序可以按要求交替，運行參數(shù)分別為a.缺氧反應 pH 6. 5 9，水力停留時間0. Oh 池， 溶解氧0. 2 0. 5mg/L, 污泥濃度5 20g/L ；b.好氧反應 pH 6. 5 9，水力停留時間2. 5h 》1， 溶解氧2. 0 5. Omg/L, 污泥濃度5 20g/L ；
5.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，缺氧、好氧 兩種反應既可由一個反應器按時間序列實現(xiàn)，也可以由兩個反應器或一個反應器的兩段按 空間序列來實現(xiàn)。
6.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，進水水質(zhì) 應達到如下技術指標化學需氧量 500 1000mg/L 生化需氧量250 500mg/L、總有機碳 180 300mg/L 總氮180 250mg/L、氨氮75 100mg/L N，N- 二甲基乙酰胺 50 100mg/L、丙烯腈0 120mg/L pH6.0 9
7.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，出水水質(zhì) 可以達到如下技術指標化學需氧量彡 250mg/L 總有機碳彡 80mg/L生化需氧量彡 10mg/L, 總氮彡50mg/L、氨氮彡4mg/L N，N-二甲基乙酰胺彡 2mg/L,丙烯腈彡 2.0mg/L pH =6.0 9
8.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，反應器運 行過程中向進水中投加無機碳，投加濃度為0. 05-3. 00mg/L。
9.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，營養(yǎng)物質(zhì) 投加量為 COD N P = 200 10 1。
10.按照權利要求2所述的二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，其特征在于，所選用的填料有軟性填料、半軟性填料、彈性填料、球形填料、聚氨酯填料、纖維填料或其他生物填 料。
11.按照權利要求1所述的二步濕法腈綸混合廢水生物膜處理方法，其特征在于該方 法適用于腈綸、丙烯腈、N，N- 二甲乙酰胺和化纖生產(chǎn)工業(yè)廢水的生物處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二步濕法腈綸廢水生物膜處理方法，采用缺氧反應和好氧反應。本發(fā)明能將COD 500～1000mg/L、NH4-N 75～100mg/L、DMAC50～100mg/L、丙烯腈0～120mg/L、pH 6.0～9的DMAC二步濕法腈綸廢水處理到COD≤250mg/L、NH4-N≤4mg/L、DMAC≤2mg/L、丙烯腈≤2.0mg/L、pH＝6.0～9。其優(yōu)點是剩余污泥少、工藝流程短，除了適用于DMAC為溶劑的二步濕法紡絲生產(chǎn)混合廢水處理外，也適用于其他溶劑紡絲生產(chǎn)廢水、含丙烯腈物質(zhì)廢水以及部分印染、紡織和石化廢水。
文檔編號C02F3/00GK102070240SQ200910223299
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權日2009年11月23日
發(fā)明者周岳溪, 常風民, 蔣進元 申請人:中國環(huán)境科學研究院