專利名稱：丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的方法包括格柵過濾、預(yù)曝氣、水解酸化脫硫、厭氧脫碳和好氧脫氮等生物處理工藝， 適用于處理高硫、高氮和高COD等同類廢水的生物處理。
背景技術(shù)：
我國現(xiàn)有技術(shù)中腈綸生產(chǎn)主要有硫氰酸鈉一步法、硫氰酸鈉二步法、濕法和干法四種生產(chǎn)工藝，但其單體均為丙烯腈，通常以丙烯氨氧化法生產(chǎn)獲得丙烯腈。上述工藝中所用溶劑主要有硫氰酸鈉(NaSCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜 (DMSO)、丙酮、碳酸乙烯酯(EC)、硝酸(HNO3)和氯化鋅(ZnCl2)等。其中干法生產(chǎn)工藝是以丙烯腈、丙烯酸甲酯、苯乙烯磺酸鈉為主要原料，水相懸浮聚合，以二甲基甲酰胺為溶劑，熱氮氣加熱載體的干法紡絲工藝。而濕法工藝則是以二甲基乙酰胺為溶劑進行生產(chǎn)。無論采用那種工藝生產(chǎn)腈綸，其原料總在廢水中出現(xiàn)，造成腈綸生產(chǎn)工業(yè)廢水COD偏高，約在1000 2000 mg/L。通常腈綸生產(chǎn)工業(yè)廢水中還含有較多的丙烯腈低聚物(SS達到120 200 mg/ L),另外S032_、SCN_以及CN_等也大量存在?，F(xiàn)有技術(shù)處理腈綸工業(yè)廢水的方法主要有混凝-沉淀、混凝-氣浮、懸浮活性污泥、A/0生物膜法、生物濾塔、電解法等。中國專利CN1385380公開了一種丙烯腈、腈綸廢水的處理方法，在生物接觸氧化中投加炭黑禍粉末活性炭進行預(yù)處理，對紡絲廢水先采用混凝氣浮預(yù)處理，再混合其他生產(chǎn)廢水采用A/0生物處理，使廢水達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)明專利CN200710176576. 3對其進行了改進，采用均質(zhì)并沉淀去除懸浮物，投加鐵、鎂、鈣等離子降低廢水的微生物毒性，但是該技術(shù)仍然存在運行費用高，污泥產(chǎn)量大等缺點，且廢水中含大量的硫酸根易與所投加金屬離子形成沉淀物，與生物毒性更強的氰、 腈、胺等物質(zhì)形成競爭，造成藥劑用量偏大，再者，這些有毒物質(zhì)并未從廢水中脫除，因此對廢水的毒害作用并沒有徹底解決，反而增加了廢水處理成本與難度。中國專利CN99112488. X為混凝沉淀一厭氧消化一缺氧一好氧一砂濾一活性炭工藝，而中國CN00U9461. X將混凝沉淀一厭氧一好氧一生物炭塔工藝改造為氣浮一曝氣一沉淀一產(chǎn)酸一生物脫硫一產(chǎn)甲烷一缺氧一好氧，這兩個專利均為基于生物處理的技術(shù)，但存在處理流程長，實際運行困難，且常需補充措施確保廢水達標(biāo)排放。中國專利CN2008102M878. 8采用雙膜技術(shù)對腈綸廢水進行處理，雖能確保出水水質(zhì)穩(wěn)定，但存在膜系統(tǒng)易污染、清洗周期短以及投資運行成本高等缺陷，并且未解決濃水的處理問題。中國專利CN200810244778. 1提出的生化處理后出水進行磁性樹脂動態(tài)吸附，但是改技術(shù)存在樹脂失效與再生，運行困難、成本偏高，且未對生物處理技術(shù)提出詳細方法。中國專利CN201010144936. 3提供了一種電催化好氧處理工藝，存在設(shè)備投資與運行費用偏高的不足。
中國專利CN200910087863. 6提供了一種兼氧、好氧以及混凝沉淀相結(jié)合的處理工藝，該技術(shù)仍未對生物毒性物質(zhì)進行有效分離或脫除，且混凝沉淀產(chǎn)泥量較大。綜上，腈綸工業(yè)廢水生物法處理的難點在于難自然沉降的聚合物進入生化系統(tǒng)后易包裹微生物，影響生化效果；亞硫酸鹽曝氣后使廢水呈弱酸性，影響厭氧系統(tǒng)正常運行；同時，廢水中有機胺和氨氮含量較高，造成氮污染。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，使得本發(fā)明結(jié)合生產(chǎn)實際，以生物處理技術(shù)為基礎(chǔ)，采用組合工藝技術(shù)并優(yōu)化操作條件，工藝流程合理，運行成本低，便于工業(yè)化應(yīng)用。為了實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于
一種丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于包括以下步驟
(1)預(yù)曝氣氧化將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先進入預(yù)曝氣反應(yīng)池，與回流酸化液、 回流污泥反應(yīng)后進入水解酸化反應(yīng)池；
(2)水解酸化步驟(1)處理后的廢水進入水解酸化池進行水解酸化處理，在水解酸化池中加入含磷營養(yǎng)物，將廢水中SO/—轉(zhuǎn)化為&S，部分酸化液回流至步驟(1)的預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余廢水經(jīng)水解酸化處理后進入兼氧池；
(3)兼氧反硝化步驟(2)處理后的廢水進入兼氧池進行反硝化處理；
(4)好氧硝化步驟(3)處理后的廢水進入硝化池進行好氧硝化反應(yīng)；其中，廢水先進入硝化池中的一段好氧池進行硝化處理，部分一段好氧硝化液回流步驟(3)的兼氧池，其余一段好氧硝化液進入硝化池的二段好氧池繼續(xù)硝化處理，最終脫除廢水中的COD和氨氮；
(5)沉淀步驟(4)得到的廢水進入二沉池沉淀，得到的上清液排放，污泥部分回流至步驟(1)的預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余污泥排放。其中，本發(fā)明所述的方法還包括原始廢水的預(yù)處理方法將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先經(jīng)格柵過濾后置于調(diào)節(jié)池備用。本發(fā)明所述的方法的廢水全流程溫度為20 38°C，pH值為5 8. 5。本發(fā)明所述的步驟(1)的預(yù)曝氣反應(yīng)池的曝氣強度(DO值)為0. 2 1. 0 mg/L。本發(fā)明所述的步驟(2)的含磷營養(yǎng)物是磷酸鹽。本發(fā)明所述的步驟(2)的酸化液回流比為50 300%，酸化液水力停留時間為1 5 h ；污泥濃度為1 8g/L，污泥水力停留時間1 20h。本發(fā)明所述的步驟(3)的兼氧池的DO值小于0. 5 mg/L,污泥濃度為2 8 g/L。本發(fā)明所述的步驟(4)的一段好氧硝化液的回流比100 300% ；—段好氧池中投加載體生物填料，投加量為與一段好氧池體積比的10% 75%，且一段好氧池的DO值為 1. 5 5 mg/L,污泥濃度2 8 g/L。 本發(fā)明所述的步驟(4)的二段好氧池中DO值為2 6 mg/L,污泥濃度2 8 g/L。本發(fā)明所述的步驟( 的二沉池污泥回流比為50 150%，表面負荷0. 5 2. 0m3/m2 -h0本發(fā)明的有益效果在于
1、腈綸生產(chǎn)廢水主要由丙烯腈裝置工藝廢水和腈綸裝置工藝廢水組成，廢水中含有大量的so32_、溶劑、丙烯腈低聚物等，廢水屬于高硫、高氮廢水。因SO廣對生物毒性太大，因此在廢水進入生物處理系統(tǒng)前必須除去，最簡單的方法是曝氣充氧，使SO/—轉(zhuǎn)化為S042_。 SO42-在硫酸鹽還原菌的作用下轉(zhuǎn)化為H2S,過高的濃度對硫酸鹽還原菌(SRB)有毒性， 而S2—在弱堿性高ORP條件下可轉(zhuǎn)化為S042—，因此硫代謝過程中應(yīng)及時脫除&S。本發(fā)明將部分酸化液回流，通過氧化還原反應(yīng)脫除部分硫。又廢水中含有難生物降解聚合物且COD 較高，廢水總氮含量較高，所以需利用硝化液回流，設(shè)置兼氧工藝，使廢水總氮得到降低。在兼氧處理后設(shè)置二段好氧工藝，首段投加生物載體填料，提高活性污泥濃度，使廢水COD得到有效去除。本發(fā)明工藝同樣適用于其他高硫、高氮有機廢水的生物處理。2、本發(fā)明有效利用H2S的還原性與SO:反應(yīng)，總硫去除率高；另外，利用單質(zhì)硫的析出，使部分丙烯腈低聚物得到混凝沉降，解決了混凝藥劑的投加問題。3、本發(fā)明將S、C、N分級脫除，提高了生物處理性能，出水COD和TN較低。4、本發(fā)明以生物技術(shù)為基礎(chǔ)，工藝流程合理，運行成本低，便于工業(yè)化應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明工藝流程其中，圖中各標(biāo)號為1-預(yù)曝氣反應(yīng)池；2-水解酸化反應(yīng)池；3-兼氧池；4- 一段好氧池；5- 二段好氧池；6- 二沉池；7-廢水進入；8-水解酸化液回流；9-硝化液回流；10-回流污泥；11-排放污泥；12-排放廢水。
具體實施例方式實施例1
將江蘇南京地區(qū)丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先經(jīng)格柵過濾后置于調(diào)節(jié)池備用。經(jīng)檢測，調(diào)節(jié)池出水pH7. 2，其中COD 6，100 mg/L，總氮450 mg/L。將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先進入預(yù)曝氣反應(yīng)池，與回流酸化液、回流污泥反應(yīng)后進入水解酸化反應(yīng)池，曝氣強度(DO值)為0. 5 mg/L。預(yù)曝氣處理后的廢水進入水解酸化池進行水解酸化處理，在水解酸化池中加入含磷營養(yǎng)物(磷酸二氫鈉)，在污泥中自然存在的硫酸鹽還原菌的作用下將廢水中SO42-轉(zhuǎn)化為 H2S,部分酸化液回流至預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余廢水經(jīng)水解酸化處理后進入兼氧池；其中酸化液回流比為300%，酸化液水力停留時間為1.5 h;污泥濃度為6 g/L，污泥水力停留時間 20 h0水解酸化處理后的廢水進入兼氧池進行反硝化處理；其中兼氧池的DO值0. 1 mg/ L，污泥濃度為5 g/L。反硝化處理后的廢水進入硝化池進行好氧硝化反應(yīng)；其中，廢水先進入硝化池中的一段好氧池進行硝化處理，部分一段好氧硝化液回流入兼氧池，其余一段好氧硝化液進入硝化池的二段好氧池繼續(xù)硝化處理，最終脫除廢水中的COD和氨氮；一段好氧硝化液的回流比300%;—段好氧池中投加載體生物填料(博瑞德(南京)凈化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 P15型改性復(fù)合填料)，投加量為與一段好氧池體積比的10%，且一段好氧池的DO值3 mg/L, 污泥濃度8 g/L; 二段好氧池中DO值為4 mg/L，污泥濃度5 g/L。好氧硝化反應(yīng)得到的廢水進入二沉池沉淀，得到的上清液排放，污泥部分回流至預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余污泥排放。其中污泥回流比為50%，表面負荷0. 5m3/m2 · h。
本實施例的廢水全流程溫度為37°C，pH值為5。排放水經(jīng)檢測，pH7. 5，COD 523 mg/L，總氮 46 mg/L。實施例2
將江蘇無錫地區(qū)丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先經(jīng)格柵過濾后置于調(diào)節(jié)池備用。經(jīng)檢測，調(diào)節(jié)池出水ρΗ6· 8，其中COD 5，890mg/L,總氮553mg/L0將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先進入預(yù)曝氣反應(yīng)池，與回流酸化液、回流污泥反應(yīng)后進入水解酸化反應(yīng)池，曝氣強度(DO值)為1.0 mg/L。預(yù)曝氣處理后的廢水進入水解酸化池進行水解酸化處理，在水解酸化池中加入含磷營養(yǎng)物(磷酸氫二鈉)，在污泥中自然存在的硫酸鹽還原菌的作用下將廢水中SO42-轉(zhuǎn)化為 H2S,部分酸化液回流至預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余廢水經(jīng)水解酸化處理后進入兼氧池；其中酸化液回流比為150%，酸化液水力停留時間為1 h ；污泥濃度為8g/L，污泥水力停留時間lh。水解酸化處理后的廢水進入兼氧池進行反硝化處理；其中兼氧池的DO值0. 4 mg/ L，污泥濃度為3 g/L。反硝化處理后的廢水進入硝化池進行好氧硝化反應(yīng)；其中，廢水先進入硝化池中的一段好氧池進行硝化處理，部分一段好氧硝化液回流入兼氧池，其余一段好氧硝化液進入硝化池的二段好氧池繼續(xù)硝化處理，最終脫除廢水中的COD和氨氮；一段好氧硝化液的回流比100%;—段好氧池中投加載體生物填料(博瑞德(南京)凈化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 P15型改性復(fù)合填料)，投加量為與一段好氧池體積比的55%，且一段好氧池的DO值2. 5 mg/ L,污泥濃度8 g/L ；二段好氧池中DO值為3. 5 mg/L,污泥濃度5 g/L。好氧硝化反應(yīng)得到的廢水進入二沉池沉淀，得到的上清液排放，污泥部分回流至預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余污泥排放。其中污泥回流比為150%，表面負荷0. SmVm2 · h。本實施例的廢水全流程溫度為38°C，pH值為6. 5。排放水經(jīng)檢測，pH7. 2，COD 475 mg/L,總氮 38 mg/L。實施例3
將江蘇南京地區(qū)丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先經(jīng)格柵過濾后置于調(diào)節(jié)池備用。經(jīng)檢測，調(diào)節(jié)池出水ρΗ7· 8，其中COD 4，500mg/L,總氮380mg/L。將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先進入預(yù)曝氣反應(yīng)池，與回流酸化液、回流污泥反應(yīng)后進入水解酸化反應(yīng)池，曝氣強度(DO值)為0. 8 mg/L。預(yù)曝氣處理后的廢水進入水解酸化池進行水解酸化處理，在水解酸化池中加入含磷營養(yǎng)物(磷酸氫二鉀)，在污泥中自然存在的硫酸鹽還原菌的作用下將廢水中SO42-轉(zhuǎn)化為 H2S,部分酸化液回流至預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余廢水經(jīng)水解酸化處理后進入兼氧池；其中酸化液回流比為50%，酸化液水力停留時間為5 h ；污泥濃度為5g/L，污泥水力停留時間10h。水解酸化處理后的廢水進入兼氧池進行反硝化處理；其中兼氧池的DO值0. 2 mg/ L，污泥濃度為6 g/L。反硝化處理后的廢水進入硝化池進行好氧硝化反應(yīng)；其中，廢水先進入硝化池中的一段好氧池進行硝化處理，部分一段好氧硝化液回流入兼氧池，其余一段好氧硝化液進入硝化池的二段好氧池繼續(xù)硝化處理，最終脫除廢水中的COD和氨氮；一段好氧硝化液的回流比180%;—段好氧池中投加載體生物填料(博瑞德(南京)凈化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 P15型改性復(fù)合填料)，投加量為與一段好氧池體積比的75%，且一段好氧池的DO值4 mg/L,污泥濃度7 g/L; 二段好氧池中DO值為5 mg/L，污泥濃度5 g/L。好氧硝化反應(yīng)得到的廢水進入二沉池沉淀，得到的上清液排放，污泥部分回流至預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余污泥排放。其中污泥回流比為100%，表面負荷1. 3m3/m2 · h。本實施例的廢水全流程溫度為20°C，pH值為7. 5。排放水經(jīng)檢測，pH7. 7，COD 638 mg/L,總氮 56 mg/L。
權(quán)利要求
1.一種丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于包括以下步驟(1)預(yù)曝氣氧化將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先進入預(yù)曝氣反應(yīng)池，與回流酸化液、 回流污泥反應(yīng)后進入水解酸化反應(yīng)池；(2)水解酸化步驟(1)處理后的廢水進入水解酸化池進行水解酸化處理，在水解酸化池中加入含磷營養(yǎng)物，將廢水中SO/—轉(zhuǎn)化為&S，部分酸化液回流至步驟(1)的預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余廢水經(jīng)水解酸化處理后進入兼氧池；(3)兼氧反硝化步驟(2)處理后的廢水進入兼氧池進行反硝化處理；(4)好氧硝化步驟(3)處理后的廢水進入硝化池進行好氧硝化反應(yīng)；其中，廢水先進入硝化池中的一段好氧池進行硝化處理，部分一段好氧硝化液回流步驟(3)的兼氧池，其余一段好氧硝化液進入硝化池的二段好氧池繼續(xù)硝化處理，最終脫除廢水中的COD和氨氮；(5)沉淀步驟(4)得到的廢水進入二沉池沉淀，得到的上清液排放，污泥部分回流至步驟(1)的預(yù)曝氣反應(yīng)池中，其余污泥排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于還包括原始廢水的預(yù)處理方法將丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水首先經(jīng)格柵過濾后置于調(diào)節(jié)池備用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于廢水全流程溫度為20 38°C，pH值為5 8. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(1)的預(yù)曝氣反應(yīng)池的DO值為0. 2 1. 0 mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(2)的含磷營養(yǎng)物是磷酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(2)的酸化液回流比為50 300%，酸化液水力停留時間為1 5 h ；污泥濃度為1 Sg/ L，污泥水力停留時間1 20h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(3)的兼氧池的DO值小于0. 5 mg/L,污泥濃度為2 8 g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(4)的一段好氧硝化液的回流比100 300% ；—段好氧池中投加載體生物填料，投加量為與一段好氧池體積比的10% 75%，且一段好氧池的DO值為1. 5 5 mg/L,污泥濃度2 8 g/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(4)的二段好氧池中DO值為2 6 mg/L,污泥濃度2 8 g/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈、腈綸生產(chǎn)綜合廢水處理工藝，其特征在于所述的步驟(5)的二沉池污泥回流比為50 150%，表面負荷0. 5 2. OmVm2 · h。
全文摘要
本發(fā)明涉及丙烯腈、腈綸化工綜合廢水處理工藝，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用預(yù)曝氣反應(yīng)、生物水解酸化、反硝化脫氮、好氧生物處理等。廢水C、N、S分級處理，解決了廢水對微生物的毒害問題，提高了生物處理能力和廢水處理效果，工藝流程簡潔、合理，降低了運行成本，便于工業(yè)化應(yīng)用，同時適用于同類高硫、高氮有機廢水的生物處理。
文檔編號C02F103/36GK102190408SQ20111009647
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者嚴月根, 葉國祥 申請人:博瑞德(南京)凈化技術(shù)有限公司