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CN115124190A - 一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置与方法 - Google Patents

一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置与方法 Download PDF

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CN115124190A CN202210724089.0A CN202210724089A CN115124190A CN 115124190 A CN115124190 A CN 115124190A CN 202210724089 A CN202210724089 A CN 202210724089A CN 115124190 A CN115124190 A CN 115124190A
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wastewater
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tert
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刘文杰
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Suzhou Suwater Environmental Science And Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，包括通过管路依次串联连接的综合调节池、铁碳电化学反应池、铁碳沉淀池、中间水池、水解酸化池、UASB厌氧塔、缺氧池、A/O好氧池、二沉池和清水池，其中，二碳酸二叔丁酯生产过程中的高盐废水和低盐废水通过综合调节池进入所述达标处理装置，生活污水通过中间水池进入所述达标处理装置，处理后的非水进入到所述清水池。本发明还提供了相应的达标处理方法。本发明的处理方法可以使废水中大分子污染物变成小分子污染物、难降解的污染物变成易降解的污染物，使废水中的有机物尽可能采用厌氧和水解的方式去除，以降低A/O好氧系统有机负荷和运行费用。

Description

一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置与方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置与方法。
背景技术
对于生产二碳酸二叔丁酯的医药化工行业，废水主要来源于双效或三效强制循环蒸发器冷凝废水、循环冷却系统排水以及部分生活废水。因此工业废水包含高盐废水和低盐废水，废水中化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)均很高为30000-50000mg/L，而生活污水的化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)则较低为300-500mg/L。以上废水混合后，COD浓度为15000-20000mg/L，该废水B/C(BOD/COD)很低，属于有机物浓度高、较难生物降解废水。针对以上废水的特性，高浓度难降解有机废水很难直接采用生物法处理。因此及，亟需提供一种针对二碳酸二叔丁酯废水的达标处理工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置与方法，解决了高浓度二碳酸二叔丁酯废水难以生化处理的技术难题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供了一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，包括通过管路依次串联连接的综合调节池、铁碳电化学反应池、铁碳沉淀池、中间水池、水解酸化池、UASB厌氧塔、缺氧池、A/O好氧池、二沉池和清水池，其中，二碳酸二叔丁酯生产过程中的高盐废水和低盐废水通过综合调节池进入所述达标处理装置，生活污水通过中间水池进入所述达标处理装置，处理后的非水进入到所述清水池。
进一步地，所述综合调节池和中间水池内均设置有曝气搅拌装置。
进一步地，所述UASB厌氧塔出口设置厌氧回流管路，用于出水回流至水解酸化池；所述A/O好氧池出口设置硝化回流管路，用于出水回流至缺氧池。
进一步地，所述二沉池出口设置污泥回流管路，二沉池中沉积的污泥通过所述回流管路回流至所述水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池中。
进一步地，所述达标处理装置还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与二沉池通过管路连通，二沉池中剩余的污泥通过所述管路输送至污泥浓缩池中。
本发明还提供了一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，包括以下步骤：
S1.将二碳酸二叔丁酯生产过程中产生的废水通入到综合调节池中，并对废水的水质、水量和pH进行调节；
S2.综合调节池出水进入铁碳电化学反应池中，进行微电解反应，将废水中的大分子有机物氧化分解为小分子有机物；
S3.铁碳电化学反应池出水进入铁碳沉淀池中，进行泥水分离、澄清出水；
S4.铁碳沉淀池出水进入中间水池，与生活污水进行混合，同时对废水进行匀质；
S5.中间水池出水进入水解酸化池，通过厌氧微生物的水解、酸化作用，提高废水的B/C比；
S6.水解酸化池出水进入UASB厌氧塔，进行厌氧生化反应，进一步提高废水的B/C比；UASB厌氧塔部分出水通过厌氧回流管路回流至水解酸化池；
S7.UASB厌氧塔出水进入缺氧池，通过厌氧和水解的方式去除废水中的有机物，并提高废水的B/C比；
S8.缺氧池出水进入A/O好氧池，进行好氧生化反应，降解剩下的小分子有机物；好氧处理后的硝化液回流至缺氧池中，进行硝化液的混合液回流；
S9.A/O好氧池出水进入二沉池中进行泥水分离，上层清水流入清水池中达标排放，下层污泥部分回流至水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池，部分泵入污泥浓缩池；
S10.将污泥浓缩池中的污泥经过压滤，上清液回流到调节池再进行处理，形成的泥饼外运处置。
进一步地，步骤S1中，所述二碳酸二叔丁酯生产过程中产生的废水包括高盐废水和低盐废水，将高盐废水和低盐废水在综合调节池中混合后，控制废水的COD值为20000mg/L左右，pH为6-7。
进一步地，步骤S2中，控制铁碳电化学反应池中的pH为4-5以下，经微电解反应后，废水的COD降低至16000mg/L以下。
进一步地，步骤S4中，中间水池中废水用碱调节pH为6.5-7.0；
进一步地，步骤S5中，水解酸化池中废水的pH为6.0-7.0；
进一步地，步骤S6中，UASB厌氧塔的运行温度为35～38℃，水力停留时间为2d，控制废水的pH为6.5-7.5；UASB厌氧塔出水50％回流至水解酸化池，50％出水进入缺氧池。
进一步地，步骤S7中，缺氧池的水力停留时间为1d。
进一步地，步骤S8中，控制A/O好氧池中溶解氧含量为2mg/L以上，温度为10～30℃，污泥沉淀30min后的沉降比为50～70％；A/O好氧池硝化液回流至缺氧池的回流比为1:1。
进一步地，步骤S9中，二沉池下层污泥按每周20％的量回流至水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池，剩余污泥泵入污泥浓缩池。
进一步地，经过处理后，废水中的COD去除率达到98％以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，利用铁碳电化学反应的化学氧化分解、水解酸化生化预处理、UASB厌氧反应降解等前部预处理措施，实现把大分子有机物逐步分解为小分子有机物，使废水中大分子污染物变成小分子污染物、难降解的污染物变成易降解的污染物，使废水中的有机物尽可能采用厌氧和水解的方式去除，降低了A/O好氧系统有机负荷和运行费用。
2.本发明的二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，实现了废水COD从进水15000-20000mg/L降低到出水500mg/L以下，解决了低B/C比、高浓度有机废水达标处理难题，实现了二碳酸二叔丁酯废水的低成本、高效率的生物处理方式。
附图说明
图1为本发明的二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
如背景技术所述，生产二碳酸二叔丁酯的废水中，化学需氧量COD很高，达到了30000-50000mg/L，而生活污水的化学需氧量COD则较低，为300-500mg/L。以上废水混合后，COD浓度为15000-20000mg/L，B/C很低，属于有机物浓度高、较难生物降解废水。这种高浓度难降解有机废水很难直接采用生物法进行处理。
针对上述技术问题，本发明提供了一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理系统及相应的处理方法，解决了高浓度二碳酸二叔丁酯废水难以生化处理的技术难题。
具体的，请参见图1，本发明的二碳酸二叔丁酯废水达标处理系统包括通过管路依次连接的综合调节池、铁碳电化学反应池、铁碳沉淀池、中间水池、水解酸化池、UASB厌氧塔、缺氧池、A/O好氧池、二沉池和清水池。其中，UASB厌氧塔出口设置厌氧回流管路，用于出水回流至水解酸化池。A/O好氧池出口设置硝化回流管路，用于出水回流至缺氧池。二沉池出口设置污泥回流管路，用于将污泥回流至水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池。
上述达标处理系统中，综合调节池和中间水池内均设置有COD在线监测仪、水力搅拌装置/曝气搅拌装置，对混合废水进行充分的搅拌混合，以调节水质，并对废水的COD含量进行实时监测，避免废水COD含量过大的波动。
上述达标处理系统还包括污泥浓缩池，污泥浓缩池与二沉池通过管路连通，二沉池中剩余的污泥通过所述管路输送至污泥浓缩池中。污泥浓缩池的污泥进一步经压滤处理形成泥饼，并送外处置。
本发明提供的二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法包括以下步骤：
S1.收集二碳酸二叔丁酯生产过程中产生的高盐废水和低盐废水，通过车间管道泵入综合调节池中，调节和均化水质。综合调节池中设有水力搅拌器或曝气搅拌器，可以使高盐废水和低盐废水充分混合均匀，避免废水的COD浓度过高、过低的波动。另外，综合调节池中还设置有COD在线监测仪，用于监测废水的COD。优选地，高盐废水和低盐废水在综合调节池中混合后，控制废水的COD值为20000mg/L左右，pH为6-7。
S2.综合调节池出水进入铁碳电化学反应池，进行微电解反应。
铁碳微电解反应的原理是：将铁屑和碳颗粒浸没在弱酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的碳做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场，阳极反应生成大量的Fe2+进入废水，进而氧化成Fe3+，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极则在有氧条件下与H+反应生成羟基自由基[OH]。在偏酸性的条件下，羟基自由基[OH]能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，使大分子有机物裂解为易生化处理的小分子有机物，从而提高了废水的可生化性。
在铁碳电化学反应池内，为了维持电化学反应的进行，pH需控制为酸性条件。当废水的pH降低到4-5以下，能够实现20％的COD去除率，可以将废水的COD从20000mg/L降低至16000mg/L。
S3.铁碳电化学反应池出水进入铁碳沉淀池中，进行沉淀处理。
S4.铁碳沉淀池出水进入到中间水池。在中间水池中，低浓度COD的生活废水与高浓度COD的生产废水相混合。在中间水池内设置水力搅拌器或曝气搅拌器，能够使高浓度生产废水和低浓度生活废水混合均匀，避免COD浓度的过高、过低的波动。另外，中间水池中也设置有COD在线监测仪，用于实时监测废水的COD含量。
S5.中间水池出水进入水解酸化池，在水解酸化池中，利用厌氧微生物的水解、酸化作用，将部分难降解的有机物分解成易降解的有机物，将部分大分子有机物分解成小分子有机物，从而提高了废水的B/C比，同时也可去除部分COD(约20％)。水解酸化池的pH需控制在6.0-7.0之间。
S6.水解酸化池出水通过泵提升到UASB厌氧塔内，通过厌氧生物菌的生物降解作用，使难降解的污染物降解为易降解的污染物，大分子污染物降解为小分子污染物，进一步提高废水的B/C比。小分子污染物在厌氧反应器中通过厌氧生物菌的作用被大幅度的去除，产生沼气，实现有机物的能源化。UASB厌氧塔出口设置有厌氧回流管路，UASB厌氧塔部分出水回流至水解酸化池。UASB厌氧塔的pH需控制在6.5-7.5之间，若pH大于8或小于6，厌氧菌的活性收到抑制并趋于停止。优选地，UASB厌氧塔出水50％回流至水解酸化池，50％出水进入缺氧池。
S7.UASB厌氧塔出水自流入缺氧池。在缺氧池内，通过厌氧和水解的方式降解废水中的有机污染物，使废水中大分子污染物变成小分子污染物、难降解的污染物变成易降解的污染物，从而降低了A/O好氧系统有机负荷和运行费用，提高了废水的B/C比。
缺氧池的水力停留时间约为1d，其配置有潜水搅拌机，功率配制为6～12(W/m3池体)。
S8.缺氧池出水进入A/O好氧池。经过前部预处理过废水，废水可生化性(B/C比)大大提高，因此在A/O好氧池内，通过曝气系统鼓气，保持反应池内好氧环境，维持一定的溶解氧浓度。优选地，A/O好氧池的溶解氧(DO)优选地控制在2mg/L以上。在好氧环境下，好氧微生物充分降解剩下的小分子有机物，进行脱氮除磷，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，使废水的COD达到指标值，具有污泥产率低、排泥量少、去除效果好、操作简单等优点。
本发明中，A/O好氧池出口设置硝化回流管路，部分出水回流至缺氧池，实现生物脱氮。将好氧处理后的硝化液回流至缺氧池，有利于满足缺氧条件下厌氧菌反硝化作用对NO3 -的需求，且有利于降低能耗。优选地，A/O好氧池硝化液回流至缺氧池的回流比为1:1。
本发明中，污泥的沉降比(SV30)优选地控制50～70％。A/O好氧池内设置温度计，控制反应池内的温度为10～30℃。
S9.A/O好氧池出水进入二沉池。在二沉池内，沉降的污泥中部分通过回流管路回流到好氧池、厌氧塔及水解池，维持各生化池中的的生物量浓度。剩余的活性污泥通过管路进入污泥浓缩池内，起到新陈代谢的作用。优选地，二沉池下层污泥按每周20％的量回流至水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池，剩余污泥泵入污泥浓缩池。污泥浓缩池的污泥进一步经压滤处理，产生的泥饼外运处置。
本发明的达标处理方法，对于二碳酸二叔丁酯废水中COD的去除率能够达到98％以上。
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚明白，以下为具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例
本发明提供了一种二碳酸二叔丁酯废水的达标处理方法，包括以下步骤：
S1.二碳酸二叔丁酯生产过程中的高盐废水和低盐废水通过车间管网流入到综合调节池中，启动水力搅拌机进行搅拌均匀。混合后废水的COD值约为20000mg/L。
S2.综合调节池出水进入到铁碳电化学反应池内，为维持电化学反应，溶液需控制在酸性条件，使pH降低到4-5以下，进行铁碳微电解反应。废水经过铁碳电化学反应后，COD含量从20000mg/L左右降低至16000mg/L左右，COD去除率为20％左右。
S3.废水经过铁碳沉淀池后，进入到中间水池，与生活废水进行混合，启动水力搅拌机进行搅拌均匀。
S4.中间水池出水进入水解酸化池，控制废水的pH在6.0-7.0范围内，进行水解酸化反应，提高废水的可生化性，COD含量从16000mg/L左右降低至12800mg/L左右，同时对COD约有20％的去除率，B/C比从0.2提高到0.25，提高了25％左右。
S5.水解酸化池出水进入UASB厌氧塔内，发生厌氧生物菌的生物降解反应，难降解的污染物降解为易降解的污染物，大分子污染物降解为小分子污染物；部分小分子污染物在厌氧反应器中通过厌氧生物菌反应去除，产生沼气。UASB厌氧塔出口设置厌氧回流管路，回流至水解酸化池。其中UASB厌氧塔需采取内部防腐，外部保温措施，设置上下两层温度计，运行温度为35～38℃。水力停留时间约2d，合适的pH在6.5-7.5。COD含量从12800mg/L左右降低至10000mg/L左右，同时对COD约有20％的去除率，B/C比从0.25提高到0.5，提高了100％左右。
S6.UASB厌氧塔出水进入缺氧池。在缺氧池内，通过厌氧微生物的作用降解废水中的有机污染物，使废水中大分子污染物变成小分子污染物，难降解的污染物变成易降解的污染物。缺氧池中配置有潜水搅拌机，水力停留时间约1d。
S7.缺氧池出水进入A/O好氧池，在A/O好氧池内，好氧微生物能够降解废水中的大部分有机污染物，进行脱氮除磷，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，具有污泥产率低，排泥量少，去除效果好，操作简单等优点。A/O好氧池出口设置硝化回流管路，硝化液通过硝化回流管路回流至缺氧池，回流比为1:1，实现生物脱氮。A/O好氧池的指标如下：溶解氧：DO控制在2mg/L以上；污泥浓度：沉降比，沉淀30min控制50～70％；反应池设置温度计，控制反应池温度10～30℃。
污水通过A/O好氧池后，可实现COD去除率大于95％。
S8.A/O好氧池出水进入二沉池。在二沉池内，二沉池的下层污泥按每周20％的量回流到好氧池、厌氧塔及水解池，维持各生化池中的生物量浓度，将剩余活性污泥进入污泥浓缩池内，起到新陈代谢作用，污泥浓缩池的污泥经压滤处理与处置。
综上，本发明提供了一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，实现了废水COD从进水15000-20000mg/L降低到出水500mg/L以下，对COD去除率达到了98％以上。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，其特征在于，包括通过管路依次串联连接的综合调节池、铁碳电化学反应池、铁碳沉淀池、中间水池、水解酸化池、UASB厌氧塔、缺氧池、A/O好氧池、二沉池和清水池，其中，二碳酸二叔丁酯生产过程中的高盐废水和低盐废水通过综合调节池进入所述达标处理装置，生活污水通过中间水池进入所述达标处理装置，处理后的非水进入到所述清水池。
2.根据权利要求1所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，其特征在于，所述综合调节池和中间水池内均设置有曝气搅拌系统。
3.根据权利要求1所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，其特征在于，所述UASB厌氧塔出口设置厌氧回流管路，用于出水回流至水解酸化池；所述A/O好氧池出口设置硝化回流管路，用于出水回流至缺氧池。
4.根据权利要求1所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，其特征在于，所述二沉池出口设置污泥回流管路，二沉池中沉积的污泥通过所述回流管路回流至所述水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池中。
5.根据权利要求1所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，其特征在于，所述达标处理装置还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与二沉池通过管路连通，二沉池中剩余的污泥通过污泥泵输送至所述污泥浓缩池中。
6.根据权利要求1所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理装置，其特征在于，所述污泥浓缩池后连接有板框压滤机。
7.一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将二碳酸二叔丁酯生产过程中产生的高盐废水和低盐废水通入到综合调节池中混合，并均质废水的水质；
S2.综合调节池出水进入铁碳电化学反应池中，进行微电解反应，将废水中的大分子有机物氧化分解为小分子有机物；
S3.铁碳电化学反应池出水进入铁碳沉淀池中，进行泥水分离、澄清出水；
S4.铁碳沉淀池出水进入中间水池，与生活污水进行混合，同时对废水进行匀质；
S5.中间水池出水进入水解酸化池，通过厌氧微生物的水解、酸化作用，提高废水的B/C比；
S6.水解酸化池出水泵入UASB厌氧塔，进行厌氧生化反应，进一步提高废水的B/C比；UASB厌氧塔部分出水通过厌氧回流管路回流至水解酸化池；
S7.UASB厌氧塔部分出水进入缺氧池，通过厌氧和水解的方式去除废水中的有机物，并提高废水的B/C比；
S8.缺氧池出水进入A/O好氧池，进行好氧生化反应，降解剩下的小分子有机物；好氧处理后的硝化液回流至缺氧池中，进行硝化液的混合液回流；
S9.A/O好氧池出水进入二沉池中进行泥水分离，上层清水流入清水池中达标排放，下层污泥部分回流至水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池，部分泵入污泥浓缩池；
S10.将污泥浓缩池中的污泥经过压滤，上清液回流到调节池再进行处理，形成的泥饼外运处置。
8.根据权利要求4所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，其特征在于，
步骤S1中，高盐废水和低盐废水混合后，废水的COD值为20000mg/L，pH为6-7；
步骤S2中，控制铁碳电化学反应池中的pH为4-5以下，经微电解反应后，废水的COD降低至16000mg/L以下；
步骤S4中，中间水池中废水用碱调节pH为6.5-7.0；
步骤S5中，水解酸化池中废水的pH为6.0-7.0；
步骤S6中，UASB厌氧塔的运行温度为35～38℃，水力停留时间为2d，控制废水的pH为6.5-7.5；UASB厌氧塔出水50％回流至水解酸化池，50％出水进入缺氧池；
步骤S7中，缺氧池的水力停留时间为1d；
步骤S8中，控制A/O好氧池中溶解氧含量为2mg/L以上，温度为10～30℃，污泥沉淀30min后的沉降比为50～70％；A/O好氧池硝化液回流至缺氧池的回流比为1:1；
步骤S9中，二沉池下层污泥按每周20％的量回流至水解酸化池、缺氧池和A/O好氧池，剩余污泥泵入污泥浓缩池。
9.根据权利要求7所述的所述的一种二碳酸二叔丁酯废水达标处理方法，其特征在于，经过处理后，废水中的COD去除率达到98％以上。
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