專利名稱：一種丙烯酸酯生產(chǎn)廢水的生化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機廢水處理領(lǐng)域，具體地說是一種丙烯酸酯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水的 生化法處理方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，丙烯酸酯是重要的有機化工原料，廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑、皮革、化 纖、造紙、印染、紡織助劑等行業(yè)。近年來，國際上丙烯酸酯類產(chǎn)品的應(yīng)用日益廣泛，生產(chǎn)能 力迅速增長。目前，國內(nèi)有北京東方、江蘇裕廊、上海華誼、寧波臺塑和揚子-巴斯夫等十多 家丙烯酸酯生產(chǎn)企業(yè)，丙烯酸酯年產(chǎn)能122. 1萬噸，中海油在惠州的20萬噸/年丙烯酸酯 項目又正在建設(shè)中。丙烯酸酯的通用生產(chǎn)工藝是丙烯酸和醇的混合液在反應(yīng)器內(nèi)，在一定溫度、壓力 和催化劑的作用下反應(yīng)生成丙烯酸酯和水，然后反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過精制提純等一系列操作得到 最終產(chǎn)品——丙烯酸酯，在生產(chǎn)過程中相應(yīng)的產(chǎn)生大量廢水。由于丙烯酸酯類廢水是一種高鹽、高COD、難降解的廢水，國內(nèi)企業(yè)大多數(shù)采用焚 燒處理法。焚燒處理法是采用燃料(燃油或液化氣)與丙烯酸酯廢水混合燃燒，得到低COD 廢水的處理技術(shù)，該處理方法需要消耗大量能源，運行成本高。本申請人建有一套丙烯酸酯裝置，原配套建有廢水焚燒設(shè)備。裝置每年產(chǎn)生約5 萬噸高COD濃度和高鹽的生產(chǎn)廢水，經(jīng)過焚燒法進行一次處理后，廢水COD值達到800ppm 以下，再經(jīng)二次處理，達到國家標(biāo)準(zhǔn)合格排放。由于焚燒法處理廢水采用液化氣作為燃料，每天消耗大量的能源，運行成本很高。 每年約1600萬元的廢水處理費用，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，本申請人開發(fā)生化法 處理丙烯酸酯廢水技術(shù)。生化法處理廢水技術(shù)投用后，經(jīng)測算年廢水處理費用可降低到200 萬元以下，經(jīng)濟效益顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對丙烯酸酯生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理、生化處理、凈化處理 的丙烯酸酯生產(chǎn)廢水的生化處理方法。本發(fā)明的目的是由如下技術(shù)方案實現(xiàn)的其生化處理方法由自控系統(tǒng)(V )控制的廢水預(yù)處理系統(tǒng)(I )、一級生化處理系 統(tǒng)(II )、二級生化處理系統(tǒng)(III)和凈化處理系統(tǒng)(IV )組成，其特征是將從生產(chǎn)設(shè)備 產(chǎn)生的含COD 2 10萬ppm，含鹽重量3% 10%沖11值為4 9的丙烯酸酯廢水匯總到 收集設(shè)備后送到廢水調(diào)節(jié)設(shè)備中，經(jīng)過加入適量的水、堿、并通蒸汽調(diào)節(jié)8 20小時，將丙 烯酸酯廢水調(diào)整為C0D值2 5萬ppm、鹽含量3% 7%、PH 6 9、溫度為10 50°C，以 10 20噸/小時的流速送到一級厭氧池中；一級厭氧池投加具有厭氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種和活性炭載體，丙烯酸酯 廢水在此進行水解、酸化、甲烷化的生物反應(yīng)，反應(yīng)停留時間為20 50小時，溫度控制在
410 50°C，然后廢水進入一級好氧池；一級好氧池內(nèi)投加具有好氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種(由好氧菌組成)和活性 炭載體，丙烯酸酯廢水在此反應(yīng)停留時間10 20小時，同時進行曝氣操作，所有進水、排 水、曝氣均采用電動閥門控制，溫度控制在10 50°C，去除有機污染物后的污水進入一級 集水池進行緩沖停留，然后依次進入與一級厭氧池、一級好氧池和一級集水池串聯(lián)并條件 相同的二級厭氧池、二級好氧池和二級集水池中；將二級集水池的廢水送到凈化處理系統(tǒng)中的絮凝沉淀池，并投加過量的絮凝劑， 廢水沉降并分離后大部分清液流入生物濾池，小部分清液送回廢水調(diào)節(jié)設(shè)備作為調(diào)和水 使用，沉淀下來的污泥經(jīng)污泥壓濾設(shè)備壓成餅后送到下游工廠統(tǒng)一處理；廢水在生物濾池 中停留反應(yīng)10 20小時，經(jīng)由致臭污染物降解菌組成的EM0復(fù)合微生物菌種再一步降 解，再經(jīng)過濾截留可能流失的載體，最終處理后廢水達到COD ( 800ppm、PH值為6 9、 SS彡lOOppm, B0D彡200ppm、NH3-N彡15ppm，送到總體低濃度廢水儲罐；具體地說所選擇的EM0復(fù)合微生物菌種是能夠耐受高濃度C0D、高含鹽的丙烯酸 酯廢水的優(yōu)良菌種，開發(fā)了 ABR(厭氧反應(yīng))與SBR(好氧反應(yīng))組合工藝及設(shè)備，建成一套 生化法處理丙烯酸酯類廢水裝置。本發(fā)明所述的具有厭氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種主要 包括有發(fā)酵產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌。本發(fā)明所選用的絮凝劑為硫酸亞鐵，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明針對丙烯酸酯廢水高鹽、高濃度、難降解的特點，采用特殊ABR與SBR組合 工藝，篩選馴化特殊微生物菌種，使廢水降解徹底、污泥量要遠少于常規(guī)的生物處理技術(shù)， 并采用細(xì)菌固定化技術(shù)，利用載體固定微生物，無毒、無二次污染。ABR工藝簡單、投資少、運行費用低、對流量、濃度和有毒物質(zhì)的沖擊具有良好的適 應(yīng)性、可長時間穩(wěn)定運行、良好的生物固體截留能力及生物分布等特點。通過自控系統(tǒng)(V )的在線PH、溫度、流量、C0D監(jiān)測設(shè)備，使微生物菌種處于最佳 生存條件，對廢水的生化降解能力發(fā)揮到最佳狀態(tài)，保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本發(fā)明采用活性炭作為菌種載體?；钚蕴烤哂休^大的比表面積，易于掛膜，截留懸 浮物能力強。載體上的生物膜、污泥等構(gòu)成的緩沖體系能有效的抵抗水質(zhì)、水量變化的沖 擊，提高處理裝置運行的穩(wěn)定性。本發(fā)明將廢水預(yù)處理設(shè)備、一級生化處理設(shè)備、二級生化處理設(shè)備、凈化處理設(shè)備 采用地上地下兩層布置，達到設(shè)備綜合集約布置，減少了占地面積。


圖1是本發(fā)明的丙烯酸酯生產(chǎn)廢水生化處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖。附圖標(biāo)記列示如下I 預(yù)處理系統(tǒng)1 廢水收集設(shè)備，2 廢水調(diào)節(jié)設(shè)備；II 一級生化處理系統(tǒng)3 一級厭氧池，4 一級好氧池，5 氧氣鼓風(fēng)設(shè)備，6 一級集水池；III 二級生化處理系統(tǒng)7 二級厭氧池，8 二級好氧池，9 氧氣鼓風(fēng)設(shè)備， 10 二級集水池；
IV 凈化處理系統(tǒng)11 絮凝沉淀池，12 污泥壓濾設(shè)備，13 生物慮池；V 自控系統(tǒng)14 自控設(shè)備。下面將結(jié)合附圖并通過實例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明，但下述的實例僅僅是本 發(fā)明其中例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán) 利要求書為準(zhǔn)。
具體實施例方式由圖1所示，所述預(yù)處理步驟在廢水預(yù)處理系統(tǒng)I進行，廢水預(yù)處理系統(tǒng)I包括 廢水收集設(shè)備1、廢水調(diào)節(jié)設(shè)備2。從生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的丙烯酸酯廢水首先由廢水收集設(shè)備1 進行收集儲存；然后經(jīng)泵輸送到廢水調(diào)節(jié)設(shè)備2，利用絮凝沉淀池11送回的清水調(diào)節(jié)廢水 的COD和含鹽量，利用堿液調(diào)節(jié)廢水的PH值，使用蒸汽調(diào)節(jié)廢水的溫度，廢水調(diào)節(jié)設(shè)備2目 的是減少廢水水質(zhì)和流量的波動，以便使后部微生物處于最佳生活狀態(tài)，為后續(xù)生化處理 提供最佳條件。廢水調(diào)節(jié)設(shè)備2出口設(shè)置在線PH、溫度、流量監(jiān)測設(shè)備，上述監(jiān)測設(shè)備與自 控系統(tǒng)V相連。所述生化處理步驟依次在一級生化處理系統(tǒng)II和二級生化處理系統(tǒng)III內(nèi)進行；一 級生化處理系統(tǒng)II由一級厭氧池3、一級好氧池4和一級集水池6組成，二級生化處理系統(tǒng) III由二級厭氧池7、二級好氧池8和二級集水池10組成。高效微生物菌種分別分布在厭氧 池及好氧池的活性碳載體上。厭氧池采用厭氧折流板反應(yīng)器(簡稱ABR)，通過附屬泵實 現(xiàn)自身小循環(huán)，以便使廢水與菌種充分接觸，提高菌種降解效率。好氧池采用序批式反應(yīng)器 (簡稱SBR)，采用氧氣鼓風(fēng)設(shè)備5和9通過好氧池底均勻分布的曝氣頭提供氧氣。為了保 證水量穩(wěn)定，在一級生化處理系統(tǒng)II和二級生化處理系統(tǒng)III分別設(shè)有一級集水池6和二級 集水池10。厭氧池和好氧池內(nèi)設(shè)置在線PH、溫度監(jiān)測設(shè)備，上述監(jiān)測設(shè)備與自控系統(tǒng)V相 連。所述凈化處理步驟在凈化處理系統(tǒng)IV進行。凈化處理系統(tǒng)包括絮凝沉淀池11、污 泥壓慮設(shè)備12和生物慮池13。絮凝沉淀池11通過添加絮凝劑使廢水中的膠體粒子形成有 一定強度和粒度的絮體沉降分離，絮凝沉淀池11下層絮狀污泥送入污泥壓慮設(shè)備12壓慮 成餅后交由下游工廠統(tǒng)一處理，上層清水一部分送回廢水調(diào)節(jié)設(shè)備2使用，一部分送入生 物慮池13。生物慮池13由濾床、排水設(shè)備、布水裝置三部分組成，通過棲息在生物膜上的微 生物攝取廢水中的有機污染物質(zhì)作為營養(yǎng)，從而使廢水得到凈化。生物慮池13出口設(shè)置在 線COD監(jiān)測設(shè)備，與自控系統(tǒng)V相連。具體工藝方法為丙烯酸酯生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的原始廢水(COD :2 10萬ppm，鹽含 量3% 10%，PH 4 9，溫度10 50°C )匯總進入廢水收集設(shè)備1儲存，然后經(jīng)泵輸送 到廢水調(diào)節(jié)設(shè)備2，采用加水、加堿、通蒸汽等方法調(diào)節(jié)8 20小時，將廢水調(diào)整為COD值 2 5萬ppm、鹽含量3% 7%、PH值為6 9、溫度為10 50°C，以10 20噸/小時的 流速送到一級生化處理系統(tǒng)II的一級厭氧池3中。一級厭氧池投加具有厭氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種(由發(fā)酵產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn) 乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌組成)和活性炭載體，廢水在此進行水解(在細(xì)菌的作用下，將不溶性有 機物水解成可溶性有機物)、酸化(將可溶性大分子有機物轉(zhuǎn)化為脂肪酸、醇類等)、甲烷化 (將脂肪酸、醇類等基質(zhì)通過不同途徑轉(zhuǎn)化為甲烷)等生物反應(yīng)，在此過程中，不同微生物的代謝過程相互影響，相互制約，形成了復(fù)雜的生態(tài)平衡系統(tǒng)。反應(yīng)停留時間為20 50小 時，溫度控制在10 50°C，然后廢水進入一級好氧池4。一級好氧池內(nèi)投加具有好氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種(由好氧菌組成)和活性 炭載體，反應(yīng)原理在充足供氧條件下，利用好氧微生物的生命活動過程，將有機污染物氧 化分解成穩(wěn)定的二氧化碳和水；廢水在此反應(yīng)停留時間10 20小時，同時進行曝氣操作， 所有進水、排水、曝氣均采用電動閥門控制，溫度控制在10 50°C。去除大部分有機污染 物后的污水進入一級集水池6進行緩沖停留，然后進入二級生化處理系統(tǒng)III的二級厭氧池 7中。在二級生化處理系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)構(gòu)造、廢水停留時間、反應(yīng)溫度與一級生化處理 系統(tǒng)相同，廢水依次通過二級厭氧池7、二級好氧池8和二級集水池10，然后送到凈化處理 系統(tǒng)IV。凈化處理系統(tǒng)IV 廢水先進入絮凝沉淀池11，向絮凝沉淀池投加過量的聚合氯化 鋁絮凝劑，廢水沉降并分離后大部分清液流入生物濾池13，小部分清液送回廢水調(diào)節(jié)設(shè)備 2作為調(diào)和水使用，沉淀下來的污泥經(jīng)污泥壓濾設(shè)備12壓成餅后送到下游工廠統(tǒng)一處理。 廢水在生物濾池中停留反應(yīng)10 20小時，經(jīng)EM0復(fù)合微生物菌種(由致臭污染物降解菌 組成)再一步降解，再經(jīng)過濾截留可能流失的載體，最終處理后廢水達到COD ( 800ppm、PH 值6 9、SS彡lOOppm, BOD彡200ppm、NH3-N彡15ppm，送到企業(yè)總體低濃度廢水儲罐。由自控系統(tǒng)V控制廢水預(yù)處理系統(tǒng)I、一級生化處理系統(tǒng)II、二級生化處理系統(tǒng) III和凈化處理系統(tǒng)IV，根據(jù)生產(chǎn)要求順序工作。上述具有好氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種，具有厭氧功能的EM0復(fù)合微生物菌種 及致臭污染物降解的EM0復(fù)合微生物菌種均選自湘潭建源生物技術(shù)開發(fā)有限公司。
權(quán)利要求
一種丙烯酸酯生產(chǎn)廢水的生化處理方法，其生化處理方法由自控系統(tǒng)(Ⅴ)控制的廢水預(yù)處理系統(tǒng)(Ⅰ)、一級生化處理系統(tǒng)(Ⅱ)、二級生化處理系統(tǒng)(Ⅲ)和凈化處理系統(tǒng)(Ⅳ)組成，其特征是將從生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的含COD2～10萬ppm，含鹽重量3％～10％，PH值為4～9的丙烯酸酯廢水匯總到收集設(shè)備后送到廢水調(diào)節(jié)設(shè)備中，經(jīng)過加入適量的水、堿、并通蒸汽調(diào)節(jié)8～20小時，將丙烯酸酯廢水調(diào)整為COD值2～5萬ppm、鹽含量3％～7％、PH 6～9、溫度為10～50℃，以10～20噸/小時的流速送到一級厭氧池中(3)；一級厭氧池(3)投加具有厭氧功能的EMO復(fù)合微生物菌種和活性炭載體，丙烯酸酯廢水在此進行水解、酸化、甲烷化的生物反應(yīng)，反應(yīng)停留時間為20～50小時，溫度控制在10～50℃，然后廢水進入一級好氧池(4)；一級好氧池內(nèi)投加具有好氧功能的EMO復(fù)合微生物菌種(由好氧菌組成)和活性炭載體，丙烯酸酯廢水在此反應(yīng)停留時間10～20小時，同時進行曝氣操作，所有進水、排水、曝氣均采用電動閥門控制，溫度控制在10～50℃，去除有機污染物后的污水進入一級集水池(6)進行緩沖停留，然后依次進入與一級厭氧池(3)、一級好氧池(4)和一級集水池串聯(lián)并條件相同的二級厭氧池(7)、二級好氧池(8)和二級集水池中(10)；將二級集水池的廢水送到凈化處理系統(tǒng)中的絮凝沉淀池(11)，并投加過量的絮凝劑，廢水沉降并分離后大部分清液流入生物濾池，小部分清液送回廢水調(diào)節(jié)設(shè)備作為調(diào)和水使用，沉淀下來的污泥經(jīng)污泥壓濾設(shè)備(12)壓成餅后送到下游工廠統(tǒng)一處理；廢水在生物濾池(13)中停留反應(yīng)10～20小時，經(jīng)由致臭污染物降解菌組成的EMO復(fù)合微生物菌種再一步降解，再經(jīng)過濾截留可能流失的載體，最終處理后廢水達到COD≤800ppm、PH值為6～9、SS≤100ppm、BOD≤200ppm、NH3-N≤15ppm，送到總體低濃度廢水儲罐；所述的具有厭氧功能的EMO復(fù)合微生物菌種包括有發(fā)酵產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸酯廢水的生化處理方法，其特征是所述預(yù)處理在廢 水預(yù)處理系統(tǒng)(I )進行，廢水預(yù)處理系統(tǒng)(I )包括廢水收集設(shè)備(1)、廢水調(diào)節(jié)設(shè)備 (2)；從生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的丙烯酸酯廢水首先由廢水收集設(shè)備(1)進行收集儲存；然后經(jīng)泵輸 送到廢水調(diào)節(jié)設(shè)備(2)，利用絮凝沉淀池(11)送回的清水調(diào)節(jié)廢水的C0D和含鹽量，利用堿 液調(diào)節(jié)廢水的PH值，使用蒸汽調(diào)節(jié)廢水的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸酯廢水的生化處理方法，其特征是所述的EM0復(fù)合 微生物菌種分布在一級生化處理系統(tǒng)(II )的一級厭氧池(3)和一級好氧池(4)的活性碳 載體上，以及二級生化處理系統(tǒng)(III)的二級厭氧池(7)和二級好氧池(8)的活性碳載體 上，厭氧池采用厭氧折流板反應(yīng)器(簡稱ABR反應(yīng)器)，好氧池采用序批式反應(yīng)器(簡稱 SBR反應(yīng)器)；厭氧池上還設(shè)有實現(xiàn)自身小循環(huán)附屬泵；在好氧池底部均勻分布有通過鼓風(fēng) 設(shè)備(5)和(9)提供氧氣的曝氣頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸酯廢水的生化處理方法，其特征是凈化處理系統(tǒng)包 括絮凝沉淀池(11)、污泥壓慮設(shè)備和生物慮池(13)；絮凝沉淀池(11)通過添加過量的絮凝 劑使廢水中的膠體粒子形成有一定強度和粒度的絮體沉降分離，絮凝沉淀池下層絮狀污泥 送入污泥壓慮設(shè)備壓慮成餅后交由下游工廠統(tǒng)一處理，上層清水一部分送回廢水調(diào)節(jié)設(shè)備 使用，一部分送入生物慮池(13)；生物慮池通過棲息在生物膜上的微生物攝取廢水中的有 機污染物質(zhì)作為營養(yǎng)，從而使廢水得到凈化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的丙烯酸酯廢水的生化處理方法，其特征是所選用的絮 凝劑為硫酸亞鐵，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明提供一種丙烯酸酯廢水的生化處理工藝方法。從生產(chǎn)設(shè)備中產(chǎn)生的高COD、高含鹽量的丙烯酸酯廢水，先經(jīng)廢水預(yù)處理系統(tǒng)(Ⅰ)進行預(yù)處理后，進入一級生化處理系統(tǒng)(Ⅱ)進行步厭氧、好氧生化處理，步處理后的廢水進入二級生化處理系統(tǒng)(Ⅲ)進行二次厭氧、好氧生化處理，然后進入凈化處理系統(tǒng)(Ⅳ)進行除污泥和有機污染物操作，最終達標(biāo)廢水小部分送回廢水預(yù)處理系統(tǒng)(Ⅰ)回收使用，大部分排放。生化處理系統(tǒng)采用特殊篩選馴化的高效微生物菌種處理丙烯酸酯廢水，能夠降解徹底，無二次污染；在絮凝沉淀步驟，凈化處理系統(tǒng)處理后清水部分回流到預(yù)處理系統(tǒng)進行二次利用；相對于焚燒處理廢水法能夠節(jié)約大量的燃料和蒸汽，經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號C02F103/36GK101830602SQ201010175108
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者夏長斌, 孫永政, 鞏淵博, 張學(xué)麗, 楊杰, 王克, 田光, 白寶忱, 童健, 羅玉, 賈亮, 高月新 申請人:沈陽石蠟化工有限公司