本發(fā)明屬于廢水處理技術領域，更具體地說，涉及一種咪唑醛廢水處理工藝及其運行方法。
背景技術：
化工廢水危害性大，毒性強，尤其是高鹽、高COD和高磷廢水，廢水中鹽分高對微生物系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。常規(guī)的活性污泥系統(tǒng)受無機鹽沖擊影響較敏感，增加鹽度會使微生物活性降低，經(jīng)過馴化且運行穩(wěn)定的活性污泥系統(tǒng)對鹽度的適應范圍也是有限的。大量的研究表明：鹽都會抑制微生物的代謝作用，嚴重時將導致細胞脫水最后發(fā)生質壁分離，微生物死亡；另一方面，高鹽廢水密度比正常廢水大，產(chǎn)生的浮力作用也增強，活性污泥絮體受浮力作用容易上浮，出水SS增加導致系統(tǒng)崩潰。高磷廢水導致水體富營養(yǎng)化，促進藻類等浮游生物的大量繁殖，光合作用大大增強，水體溶解氧降低，魚類大量死亡，水質退化，發(fā)黑發(fā)臭。
目前針對高磷、高鹽和高COD難降解醫(yī)藥廢水處理的主要工藝是生化處理和混凝沉淀相結合強化該特性廢水處理效果，例如，中國專利申請?zhí)枮?01410253590.9，申請公開號為2014年8月20日的專利申請文件公開了一種預處理高磷廢水去除總磷的工藝及其系統(tǒng)，尤其公開了一種基于化學法多點加藥預處理高濃度含磷廢水去除總磷的工藝系統(tǒng)，主要包括污水儲存池、調節(jié)沉淀池、第一化學反應池、第一高效澄清池、第二化學反應池、第二高效澄清池、緩沖池、第三化學反應池、第三高效澄清池、混凝攪拌池、固液分離設備、白泥濃縮儲存池、黃泥濃縮儲存池，該發(fā)明中，高濃度含磷廢水在污水儲存池曝氣均化、預氧化后通過化學法分次加入鈣鹽、酸、氧化劑、絡合劑等化學藥劑，實現(xiàn)多次氧化、沉淀、絡合混凝反應，并進行多次固液分離后，保證出水總磷(TP)由2000mg/L降至約10mg/L，去除率高達99％，預處理廢水可進入市政管網(wǎng)進一步進行生化處理。
然而實際運行過程中即使通過多級沉淀-厭氧/好氧-多級沉淀也無法實現(xiàn)磷的有效去除，最主要原因是難降解廢水可生化性差，污泥活性較低，厭氧/好氧去除有機磷效果有限；另一方面，醫(yī)藥廢水中有機磷含量較高，除磷劑結合混凝沉淀除磷效果有限，從而導致高磷醫(yī)藥廢水去除效果差的現(xiàn)狀。
技術實現(xiàn)要素：
1.要解決的問題
針對現(xiàn)有的水處理工藝對高鹽、高磷、高COD廢水的處理效果不佳問題，本發(fā)明提供一種咪唑醛廢水處理工藝及其運行方法，咪唑醛廢水的特點是鹽含量、磷含量和COD均很高，常規(guī)的水處理方法很難有效處理，本發(fā)明提供了一種資源化回收磷，同時高效、穩(wěn)定處理該特性廢水的工藝及其運行方法，能夠有效將COD氧化降解到3000mg/L，同時能夠將咪唑醛中有機P轉化為無機P，同時結合后續(xù)的冷凍過濾工藝實現(xiàn)無機P的高效析出。
2.技術方案
為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：
一種咪唑醛廢水處理工藝，包括物化預處理區(qū)和生化區(qū)，所述的物化預處理區(qū)包括一級濕式氧化、一級納濾、一級冷凍、二級濕式氧化、二級納濾、二級冷凍和蒸發(fā)結晶，所述的生化區(qū)包括pH中和池、生化調節(jié)池、UASB反應器、A/O池、二沉池和混沉池。
更進一步地，所述的一級濕式氧化和二級濕式氧化所用的濕式氧化設備包括前置水過濾器，316L不銹鋼材質濾網(wǎng)孔徑10μm，水過濾器通過高壓泵連接濕式氧化設備，濕式氧化設備內(nèi)置TiO2與MnO2、CeO2、Al2O3共沉淀形成的催化劑；一級濕式氧化和二級濕式氧化的壓力條件為3～6MPa(通過空氣壓縮機增壓催化氧化設備壓力達到)；溫度條件為280～300℃(通過電油爐加熱設備達到)。
更進一步地，所述的一級納濾和二級納濾采用的是卷式膜組件，開放式給水通道寬度達到3mm，膜組件的有效膜面積達到25m2，脫鹽率達到99％以上，COD耐受值達到120000mg/L。
更進一步地，所述的蒸發(fā)結晶采用的是MVR蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度為85～95℃。
更進一步地，所述的pH中和池通過計量泵將儲存在工業(yè)濃硫酸罐的濃硫酸投加到咪唑醛蒸發(fā)冷凝液中，使得廢水pH值穩(wěn)定在7-8。
更進一步地，所述的生化調節(jié)池為長方體結構，四個池角裝有推流器將經(jīng)過預處理的咪唑醛廢水和生活污水混合均勻，所述生化調節(jié)池裝有自來水管用于稀釋生化調節(jié)池廢水COD低于2500mg/L。
更進一步地，所述的UASB反應器、A/O池和二沉池采用鋼筋混凝土結構，UASB反應器和A/O池停留時間分別為56h和48h，O池硝化液回流比通過回流泵控制在200～300％。
更進一步地，所述的混沉池前置三級串聯(lián)攪拌池，通過計量泵將PAM和PAC混合液泵入攪拌池的第一級，通過攪拌池中的攪拌裝置確保二沉池出水和藥劑混合均勻。
一種咪唑醛廢水處理運行方法，使用上述的處理工藝，包括以下處理步驟：
1)廢水經(jīng)過水過濾器的10μm濾網(wǎng)去除雜質，高壓泵將咪唑醛車間廢水泵入濕式氧化設備；同時開啟電油爐和空氣壓縮機提高濕式氧化設備的溫度和壓力分別在280～300℃和3～6MPa，反應時間1.5h；
2)一級濕式氧化設備的氧化液進入一級納濾裝置，一級納濾透過液進入MVR蒸發(fā)器進行蒸發(fā)結晶，一級納濾濃縮液(是以大分子的磷酸鹽無機鹽以及有機物為主體的混合液)泵入一級冷凍設備，電動制冷機控制溫度在0～5℃，磷酸鹽低溫析出后過濾得到分析純十二水磷酸氫二鈉，一級冷凍液進入二級濕式氧化；
3)二級濕式氧化工況同為280～300℃和3～6MPa，反應時間1.5h，反應產(chǎn)生的氧化液進入二級納濾，二級納濾透過液進入MVR蒸發(fā)器進行蒸發(fā)結晶，二級納濾濃縮液進入二級冷凍設備，低溫析出后過濾得到分析純十二水磷酸氫二鈉，冷凍液進入MVR蒸發(fā)器；
4)MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)結晶產(chǎn)生的混合廢鹽作為危廢裝袋處理，產(chǎn)生的冷凝水進入pH中和池，通過pH計和電動閥門控制計量泵投加工業(yè)硫酸，確保pH值在7-8。
5)經(jīng)過中和的廢水通過提升泵泵入UASB反應器，控制進水流速確保UASB反應器、A/O池的SRT分別為56h和48h，O池的硝化液回流比控制在200～300％。
更進一步地，A/O池的出水經(jīng)過二沉池和混沉池沉淀后進入排放池，若排放池的出水COD超標時，開啟PAM罐和PAC罐提升泵，及時將PAM和PAC混合液泵入三級串聯(lián)攪拌池(前置于混沉池)，通過三級攪拌混合后進入混沉池沉淀。
更進一步地，所述的混沉池采用輻流式沉淀池，出水三角堰溢流進入排放池，出水達標泵入園區(qū)污水管網(wǎng)。
3.有益效果
相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明中高鹽、高COD、高磷的咪唑醛廢水通過物化預處理區(qū)的濕式氧化設備將有機物氧化為CO2和H2O，氨氮氧化為N2和H2O；通過物化預處理區(qū)的納濾膜組件，咪唑醛廢水中NaCl等小分子無機鹽進入透過液進入MVR蒸發(fā)結晶，大分子磷酸鹽無機鹽進入濃縮液，通過冷凍過濾工藝制得分析純十二水磷酸氫二鈉，冷凍液中進行二次濕式氧化、納濾和冷凍，二級冷凍液隨著一級透過液一起進入MVR進行蒸發(fā)結晶，冷凝液COD、氨氮、總磷濃度大幅降低進入生化處理區(qū)，廢鹽作為危廢裝袋處理；
(2)本發(fā)明通過物化預處理結合生化處理工藝達到高鹽、高COD、高磷廢水的有效處理，同時實現(xiàn)磷的資源化回收；
(3)本發(fā)明的物化預處理中濕式氧化能夠有效將COD氧化降解到3000mg/L，同時能夠將咪唑醛廢水中有機磷轉化為無機磷，同時結合后續(xù)的冷凍過濾工藝實現(xiàn)無機磷的高效析出，從而制得分析純十二水磷酸氫二鈉，物化預處理區(qū)最后產(chǎn)生的較低的COD、氨氮負荷的冷凝液通過UASB-A/O工藝能夠有效處理，同時物化預處理區(qū)參與的有機磷濃度僅為15mg/L，通過UASB-A/O能夠有效去除，末端PAC/PAM把控裝置能夠強化COD、氨氮和總磷的沉淀去除，從而防止冬季低溫生化區(qū)處理效果差；
(4)本發(fā)明將物化預處理和生化處理有機結合，從而實現(xiàn)高鹽、高COD、高磷咪唑醛廢水的高效穩(wěn)定處理，同時實現(xiàn)磷酸鹽的資源化回收，取得一定的經(jīng)濟收益。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。
實施例1
江西某化工園區(qū)農(nóng)藥廠一生產(chǎn)車間產(chǎn)生的咪唑醛廢水基本性質如表1所示，其廢水屬于高鹽、高COD、高磷廢水。
表1咪唑醛廢水基本性質
污水站采用的廢水處理具體工藝流程如下(圖1)：
污水物化預處理區(qū)包括：一級濕式氧化1、一級納濾2、一級冷凍3、二級濕式氧化4、二級納濾5、二級冷凍6、蒸發(fā)結晶7。污水生化區(qū)包括：pH中和池8、生化調節(jié)池9、UASB反應器10、A/O池11、二沉池12、混沉池13、排放池14。高鹽、高COD、高磷咪唑醛廢水通過物化預處理區(qū)的濕式氧化設備，在高溫高壓和催化劑的作用下，反應形成的OH·能夠將有機物氧化為CO2和H2O，氨氮氧化為N2和H2O；通過物化預處理區(qū)的納濾膜組件，咪唑醛廢水中NaCl等小分子無機鹽進入透過液在隨著透過液進入MVR反應器進行蒸發(fā)結晶，大分子磷酸鹽無機鹽進入濃縮液，通過冷凍過濾工藝制得分析純十二水磷酸氫二鈉，一級冷凍液進行二次濕式氧化、納濾和冷凍，二級冷凍液隨著一級透過液一起進入MVR反應器進行蒸發(fā)結晶，冷凝液COD、氨氮、總磷濃度大幅降低后進入生化處理區(qū)，廢鹽作為危廢裝袋處理。冷凝液通過pH中和后和生活污水混合后進入UASB反應器和A/O，出水不達標時通過PAC和PAM組合工藝強化COD、NH3和總磷的去除。
濕式催化氧化設備1和4包括前置水過濾器，316L不銹鋼材質濾網(wǎng)，孔徑10μm；水過濾器通過高壓泵連接濕式氧化設備，濕式氧化設備通過空氣壓縮機增壓催化氧化設備壓力達到3～6MPa；濕式氧化設備通過電油爐加熱設備為濕式氧化設備提供280～300℃的高溫；濕式氧化設備內(nèi)置TiO2與MnO2，CeO2，Al2O3共沉淀形成的催化劑。納濾設備2和4采用的是卷式膜組件，開放式給水通道寬度達到3mm，膜組件的有效膜面積達到25m2，脫鹽率達到99％以上，COD耐受值達到120000mg/L。蒸發(fā)結晶設備7采用MVR蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度為85～95℃。pH中和池通過計量泵將儲存在工業(yè)濃硫酸罐的濃硫酸投加到咪唑醛蒸發(fā)冷凝液，使得廢水pH值穩(wěn)定在7-8。生化調節(jié)池9為長方體結構，四個角裝有推流器將經(jīng)過預處理的咪唑醛廢水和生活污水混合均勻，生化調節(jié)池裝有自來水管用于稀釋生化調節(jié)池廢水低于2500mg/L。UASB反應器10、A/O池11和二沉池12采用鋼筋混凝土結構，UASB反應器和A/O池停留時間分別為56h和48h，O池硝化液回流比通過回流泵控制在200％～300％。混沉池13前置三級串聯(lián)攪拌池，通過計量泵將PAM和PAC混合液泵入攪拌池的第一級，通過攪拌池中的攪拌裝置確保二沉池出水和藥劑混合均勻。
咪唑醛廢水的處理工藝包括以下步驟：
1)廢水經(jīng)過水過濾器的10μm濾網(wǎng)去除雜質，高壓泵將咪唑醛車間廢水泵入濕式氧化設備；同時開啟電油爐和空氣壓縮機提高濕式氧化設備的溫度和壓力分別在290±10℃和4.5±1.5MPa，反應時間1.5h。
2)濕式氧化設備1的氧化液進入一級納濾裝置2，納濾透過液進入MVR反應器進行蒸發(fā)結晶7，納濾濃縮液以大分子的磷酸鹽無機鹽以及有機物為主體的混合液泵入一級冷凍設備3，電動制冷機控制溫度在0～5℃，磷酸鹽低溫析出后過濾得到分析純十二水磷酸氫二鈉，一級冷凍液進入二級濕式氧化4。
3)二級濕式氧化4工況同為280～300℃和3～6MPa，反應時間1.5hr，反應產(chǎn)生的氧化液進入二級納濾5，透過液進入MVR反應器進行蒸發(fā)結晶，濃縮液進入二級冷凍設備，低溫析出后過濾得到分析純十二水磷酸氫二鈉，冷凍液進入MVR反應器。
4)MVR蒸發(fā)結晶7產(chǎn)生的混合廢鹽作為危廢裝袋處理，產(chǎn)生的冷凝水進入pH中和池8，通過pH計和電動閥門控制計量泵投加工業(yè)硫酸，確保pH值在7-8。
5)經(jīng)過中和的廢水通過提升泵泵入UASB，控制進水流速確保UASB反應器10、A/O池11的SRT分別為56h和48h，O池的硝化液回流比控制在200～300％。
6)排放池14檢測發(fā)現(xiàn)出水超標時，開啟PAM罐和PAC罐提升泵，及時將PAM和PAC混合液泵入第一級攪拌池，通過三級攪拌混合后進入混沉池沉淀。
7)混沉池13采用輻流式沉淀池，出水三角堰溢流進入排放池，出水達標(COD<500mg/L)泵入園區(qū)污水管網(wǎng)。