CN101830602A

CN101830602A - 一种丙烯酸酯生产废水的生化处理方法

Info

Publication number: CN101830602A
Application number: CN201010175108A
Authority: CN
Inventors: 巩渊博; 夏长斌; 孙永政; 童健; 罗玉; 高月新; 田光; 白宝忱; 张学丽; 贾亮; 王克; 杨杰
Original assignee: SHENYANG OLEFIN CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHENYANG OLEFIN CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2010-09-15

Abstract

本发明提供一种丙烯酸酯废水的生化处理工艺方法。从生产设备中产生的高COD、高含盐量的丙烯酸酯废水，先经废水预处理系统(Ⅰ)进行预处理后，进入一级生化处理系统(Ⅱ)进行步厌氧、好氧生化处理，步处理后的废水进入二级生化处理系统(Ⅲ)进行二次厌氧、好氧生化处理，然后进入净化处理系统(Ⅳ)进行除污泥和有机污染物操作，最终达标废水小部分送回废水预处理系统(Ⅰ)回收使用，大部分排放。生化处理系统采用特殊筛选驯化的高效微生物菌种处理丙烯酸酯废水，能够降解彻底，无二次污染；在絮凝沉淀步骤，净化处理系统处理后清水部分回流到预处理系统进行二次利用；相对于焚烧处理废水法能够节约大量的燃料和蒸汽，经济效益显著。

Description

一种丙烯酸酯生产废水的生化处理方法

技术领域

本发明涉及有机废水处理领域，具体地说是一种丙烯酸酯生产过程中产生废水的生化法处理方法。

背景技术

众所周知，丙烯酸酯是重要的有机化工原料，广泛应用于涂料、粘合剂、皮革、化纤、造纸、印染、纺织助剂等行业。近年来，国际上丙烯酸酯类产品的应用日益广泛，生产能力迅速增长。目前，国内有北京东方、江苏裕廊、上海华谊、宁波台塑和扬子-巴斯夫等十多家丙烯酸酯生产企业，丙烯酸酯年产能122.1万吨，中海油在惠州的20万吨/年丙烯酸酯项目又正在建设中。

丙烯酸酯的通用生产工艺是：丙烯酸和醇的混合液在反应器内，在一定温度、压力和催化剂的作用下反应生成丙烯酸酯和水，然后反应产物经过精制提纯等一系列操作得到最终产品——丙烯酸酯，在生产过程中相应的产生大量废水。

由于丙烯酸酯类废水是一种高盐、高COD、难降解的废水，国内企业大多数采用焚烧处理法。焚烧处理法是采用燃料(燃油或液化气)与丙烯酸酯废水混合燃烧，得到低COD废水的处理技术，该处理方法需要消耗大量能源，运行成本高。

本申请人建有一套丙烯酸酯装置，原配套建有废水焚烧设备。装置每年产生约5万吨高COD浓度和高盐的生产废水，经过焚烧法进行一次处理后，废水COD值达到800ppm以下，再经二次处理，达到国家标准合格排放。

由于焚烧法处理废水采用液化气作为燃料，每天消耗大量的能源，运行成本很高。每年约1600万元的废水处理费用，严重影响企业的经济效益。因此，本申请人开发生化法处理丙烯酸酯废水技术。生化法处理废水技术投用后，经测算年废水处理费用可降低到200万元以下，经济效益显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种对丙烯酸酯生产废水经过预处理、生化处理、净化处理的丙烯酸酯生产废水的生化处理方法。

本发明的目的是由如下技术方案实现的：

其生化处理方法由自控系统(Ⅴ)控制的废水预处理系统(Ⅰ)、一级生化处理系统(Ⅱ)、二级生化处理系统(Ⅲ)和净化处理系统(Ⅳ)组成，其特征是：将从生产设备产生的含COD：2～10万ppm，含盐重量：3％～10％，PH值为4～9的丙烯酸酯废水汇总到收集设备后送到废水调节设备中，经过加入适量的水、碱、并通蒸汽调节8～20小时，将丙烯酸酯废水调整为COD值2～5万ppm、盐含量3％～7％、PH 6～9、温度为10～50℃，以10～20吨/小时的流速送到一级厌氧池中；

一级厌氧池投加具有厌氧功能的EMO复合微生物菌种和活性炭载体，丙烯酸酯废水在此进行水解、酸化、甲烷化的生物反应，反应停留时间为20～50小时，温度控制在10～50℃，然后废水进入一级好氧池；

一级好氧池内投加具有好氧功能的EMO复合微生物菌种(由好氧菌组成)和活性炭载体，丙烯酸酯废水在此反应停留时间10～20小时，同时进行曝气操作，所有进水、排水、曝气均采用电动阀门控制，温度控制在10～50℃，去除有机污染物后的污水进入一级集水池进行缓冲停留，然后依次进入与一级厌氧池、一级好氧池和一级集水池串联并条件相同的二级厌氧池、二级好氧池和二级集水池中；

将二级集水池的废水送到净化处理系统中的絮凝沉淀池，并投加过量的絮凝剂，废水沉降并分离后大部分清液流入生物滤池，小部分清液送回废水调节设备作为调和水使用，沉淀下来的污泥经污泥压滤设备压成饼后送到下游工厂统一处理；废水在生物滤池中停留反应10～20小时，经由致臭污染物降解菌组成的EMO复合微生物菌种再一步降解，再经过滤截留可能流失的载体，最终处理后废水达到COD≤800ppm、PH值为6～9、SS≤100ppm、BOD≤200ppm、NH3-N≤15ppm，送到总体低浓度废水储罐；

具体地说所选择的EMO复合微生物菌种是能够耐受高浓度COD、高含盐的丙烯酸酯废水的优良菌种，开发了ABR(厌氧反应)与SBR(好氧反应)组合工艺及设备，建成一套生化法处理丙烯酸酯类废水装置。本发明所述的具有厌氧功能的EMO复合微生物菌种主要包括有：发酵产酸细菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌。

本发明所选用的絮凝剂为硫酸亚铁，聚合氯化铝，聚丙烯酰胺。

本发明的技术效果在于：

本发明针对丙烯酸酯废水高盐、高浓度、难降解的特点，采用特殊ABR与SBR组合工艺，筛选驯化特殊微生物菌种，使废水降解彻底、污泥量要远少于常规的生物处理技术，并采用细菌固定化技术，利用载体固定微生物，无毒、无二次污染。

ABR工艺简单、投资少、运行费用低、对流量、浓度和有毒物质的冲击具有良好的适应性、可长时间稳定运行、良好的生物固体截留能力及生物分布等特点。

通过自控系统(Ⅴ)的在线PH、温度、流量、COD监测设备，使微生物菌种处于最佳生存条件，对废水的生化降解能力发挥到最佳状态，保证了系统的安全稳定运行。

本发明采用活性炭作为菌种载体。活性炭具有较大的比表面积，易于挂膜，截留悬浮物能力强。载体上的生物膜、污泥等构成的缓冲体系能有效的抵抗水质、水量变化的冲击，提高处理装置运行的稳定性。

本发明将废水预处理设备、一级生化处理设备、二级生化处理设备、净化处理设备采用地上地下两层布置，达到设备综合集约布置，减少了占地面积。

附图说明

图1是本发明的丙烯酸酯生产废水生化处理系统结构连接图。

附图标记列示如下：

Ⅰ～预处理系统：1～废水收集设备，2～废水调节设备；

Ⅱ～一级生化处理系统：3～一级厌氧池，4～一级好氧池，5～氧气鼓风设备，6～一级集水池；

Ⅲ～二级生化处理系统：7～二级厌氧池，8～二级好氧池，9～氧气鼓风设备，10～二级集水池；

Ⅳ～净化处理系统：11～絮凝沉淀池，12～污泥压滤设备，13～生物虑池；

Ⅴ～自控系统：14～自控设备。

下面将结合附图并通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

由图1所示，所述预处理步骤在废水预处理系统Ⅰ进行，废水预处理系统Ⅰ包括废水收集设备1、废水调节设备2。从生产设备产生的丙烯酸酯废水首先由废水收集设备1进行收集储存；然后经泵输送到废水调节设备2，利用絮凝沉淀池11送回的清水调节废水的COD和含盐量，利用碱液调节废水的PH值，使用蒸汽调节废水的温度，废水调节设备2目的是：减少废水水质和流量的波动，以便使后部微生物处于最佳生活状态，为后续生化处理提供最佳条件。废水调节设备2出口设置在线PH、温度、流量监测设备，上述监测设备与自控系统Ⅴ相连。

所述生化处理步骤依次在一级生化处理系统Ⅱ和二级生化处理系统Ⅲ内进行；一级生化处理系统Ⅱ由一级厌氧池3、一级好氧池4和一级集水池6组成，二级生化处理系统Ⅲ由二级厌氧池7、二级好氧池8和二级集水池10组成。高效微生物菌种分别分布在厌氧池及好氧池的活性碳载体上。厌氧池采用厌氧折流板反应器(简称：ABR)，通过附属泵实现自身小循环，以便使废水与菌种充分接触，提高菌种降解效率。好氧池采用序批式反应器(简称：SBR)，采用氧气鼓风设备5和9通过好氧池底均匀分布的曝气头提供氧气。为了保证水量稳定，在一级生化处理系统Ⅱ和二级生化处理系统Ⅲ分别设有一级集水池6和二级集水池10。厌氧池和好氧池内设置在线PH、温度监测设备，上述监测设备与自控系统Ⅴ相连。

所述净化处理步骤在净化处理系统Ⅳ进行。净化处理系统包括絮凝沉淀池11、污泥压虑设备12和生物虑池13。絮凝沉淀池11通过添加絮凝剂使废水中的胶体粒子形成有一定强度和粒度的絮体沉降分离，絮凝沉淀池11下层絮状污泥送入污泥压虑设备12压虑成饼后交由下游工厂统一处理，上层清水一部分送回废水调节设备2使用，一部分送入生物虑池13。生物虑池13由滤床、排水设备、布水装置三部分组成，通过栖息在生物膜上的微生物摄取废水中的有机污染物质作为营养，从而使废水得到净化。生物虑池13出口设置在线COD监测设备，与自控系统Ⅴ相连。

具体工艺方法为：丙烯酸酯生产设备产生的原始废水(COD：2～10万ppm，盐含量：3％～10％，PH 4～9，温度：10～50℃)汇总进入废水收集设备1储存，然后经泵输送到废水调节设备2，采用加水、加碱、通蒸汽等方法调节8～20小时，将废水调整为COD值2～5万ppm、盐含量3％～7％、PH值为6～9、温度为10～50℃，以10～20吨/小时的流速送到一级生化处理系统Ⅱ的一级厌氧池3中。

一级厌氧池投加具有厌氧功能的EMO复合微生物菌种(由发酵产酸细菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌组成)和活性炭载体，废水在此进行水解(在细菌的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物)、酸化(将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等)、甲烷化(将脂肪酸、醇类等基质通过不同途径转化为甲烷)等生物反应，在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态平衡系统。反应停留时间为20～50小时，温度控制在10～50℃，然后废水进入一级好氧池4。

一级好氧池内投加具有好氧功能的EMO复合微生物菌种(由好氧菌组成)和活性炭载体，反应原理：在充足供氧条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成稳定的二氧化碳和水；废水在此反应停留时间10～20小时，同时进行曝气操作，所有进水、排水、曝气均采用电动阀门控制，温度控制在10～50℃。去除大部分有机污染物后的污水进入一级集水池6进行缓冲停留，然后进入二级生化处理系统Ⅲ的二级厌氧池7中。

在二级生化处理系统中，整个系统构造、废水停留时间、反应温度与一级生化处理系统相同，废水依次通过二级厌氧池7、二级好氧池8和二级集水池10，然后送到净化处理系统Ⅳ。

净化处理系统Ⅳ：废水先进入絮凝沉淀池11，向絮凝沉淀池投加过量的聚合氯化铝絮凝剂，废水沉降并分离后大部分清液流入生物滤池13，小部分清液送回废水调节设备2作为调和水使用，沉淀下来的污泥经污泥压滤设备12压成饼后送到下游工厂统一处理。废水在生物滤池中停留反应10～20小时，经EMO复合微生物菌种(由致臭污染物降解菌组成)再一步降解，再经过滤截留可能流失的载体，最终处理后废水达到COD≤800ppm、PH值6～9、SS≤100ppm、BOD≤200ppm、NH3-N≤15ppm，送到企业总体低浓度废水储罐。

由自控系统Ⅴ控制废水预处理系统Ⅰ、一级生化处理系统Ⅱ、二级生化处理系统Ⅲ和净化处理系统Ⅳ，根据生产要求顺序工作。

上述具有好氧功能的EMO复合微生物菌种，具有厌氧功能的EMO复合微生物菌种及致臭污染物降解的EMO复合微生物菌种均选自湘潭建源生物技术开发有限公司。

Claims

1.一种丙烯酸酯生产废水的生化处理方法，其生化处理方法由自控系统(Ⅴ)控制的废水预处理系统(Ⅰ)、一级生化处理系统(Ⅱ)、二级生化处理系统(Ⅲ)和净化处理系统(Ⅳ)组成，其特征是：将从生产设备产生的含COD：2～10万ppm，含盐重量：3％～10％，PH值为4～9的丙烯酸酯废水汇总到收集设备后送到废水调节设备中，经过加入适量的水、碱、并通蒸汽调节8～20小时，将丙烯酸酯废水调整为COD值2～5万ppm、盐含量3％～7％、PH 6～9、温度为10～50℃，以10～20吨/小时的流速送到一级厌氧池中(3)；

一级厌氧池(3)投加具有厌氧功能的EMO复合微生物菌种和活性炭载体，丙烯酸酯废水在此进行水解、酸化、甲烷化的生物反应，反应停留时间为20～50小时，温度控制在10～50℃，然后废水进入一级好氧池(4)；

一级好氧池内投加具有好氧功能的EMO复合微生物菌种(由好氧菌组成)和活性炭载体，丙烯酸酯废水在此反应停留时间10～20小时，同时进行曝气操作，所有进水、排水、曝气均采用电动阀门控制，温度控制在10～50℃，去除有机污染物后的污水进入一级集水池(6)进行缓冲停留，然后依次进入与一级厌氧池(3)、一级好氧池(4)和一级集水池串联并条件相同的二级厌氧池(7)、二级好氧池(8)和二级集水池中(10)；

将二级集水池的废水送到净化处理系统中的絮凝沉淀池(11)，并投加过量的絮凝剂，废水沉降并分离后大部分清液流入生物滤池，小部分清液送回废水调节设备作为调和水使用，沉淀下来的污泥经污泥压滤设备(12)压成饼后送到下游工厂统一处理；废水在生物滤池(13)中停留反应10～20小时，经由致臭污染物降解菌组成的EMO复合微生物菌种再一步降解，再经过滤截留可能流失的载体，最终处理后废水达到COD≤800ppm、PH值为6～9、SS≤100ppm、BOD≤200ppm、NH3-N≤15ppm，送到总体低浓度废水储罐；

所述的具有厌氧功能的EMO复合微生物菌种包括有：发酵产酸细菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯废水的生化处理方法，其特征是：所述预处理在废水预处理系统(Ⅰ)进行，废水预处理系统(Ⅰ)包括废水收集设备(1)、废水调节设备(2)；从生产设备产生的丙烯酸酯废水首先由废水收集设备(1)进行收集储存；然后经泵输送到废水调节设备(2)，利用絮凝沉淀池(11)送回的清水调节废水的COD和含盐量，利用碱液调节废水的PH值，使用蒸汽调节废水的温度。

3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯废水的生化处理方法，其特征是：所述的EMO复合微生物菌种分布在一级生化处理系统(Ⅱ)的一级厌氧池(3)和一级好氧池(4)的活性碳载体上，以及二级生化处理系统(Ⅲ)的二级厌氧池(7)和二级好氧池(8)的活性碳载体上，厌氧池采用厌氧折流板反应器(简称：ABR反应器)，好氧池采用序批式反应器(简称：SBR反应器)；厌氧池上还设有实现自身小循环附属泵；在好氧池底部均匀分布有通过鼓风设备(5)和(9)提供氧气的曝气头。

4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯废水的生化处理方法，其特征是：净化处理系统包括絮凝沉淀池(11)、污泥压虑设备和生物虑池(13)；絮凝沉淀池(11)通过添加过量的絮凝剂使废水中的胶体粒子形成有一定强度和粒度的絮体沉降分离，絮凝沉淀池下层絮状污泥送入污泥压虑设备压虑成饼后交由下游工厂统一处理，上层清水一部分送回废水调节设备使用，一部分送入生物虑池(13)；生物虑池通过栖息在生物膜上的微生物摄取废水中的有机污染物质作为营养，从而使废水得到净化。

5.根据权利要求1或4所述的丙烯酸酯废水的生化处理方法，其特征是：所选用的絮凝剂为硫酸亚铁，聚合氯化铝，聚丙烯酰胺。