CN103588349B - 一种对苯二甲酸废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精对苯二甲酸生产废水的处理方法。本发明采用预处理—厌氧—好氧结合的处理工艺，其处理过程为：精对苯二甲酸生产废水先经过酸沉预处理，固液分离后的对苯二甲酸回收利用；预处理后的废水经加碱和氮、磷调节后进入改进的折流板厌氧反应器进行厌氧生化处理，经厌氧生化处理去除废水中大部分有机污染物后，再输入好氧活性污泥反应器中进行好氧生化处理，好氧出水输入沉淀池进行泥水分离，上清液出水达标排放。本发明的处理方法优点是工艺简单耗时少、效率高、剩余污泥少、投资和运行费用低，经过处理后的出水达到国家排放标准。

Description

一种对苯二甲酸废水的处理方法

技术领域

本发明涉及工业废水的处理方法，尤其是涉及一种高浓度对苯二甲酸生产废水的处理方法。

背景技术

精对苯二甲酸（PTA） 由对苯二甲酸(TA) 精制而成，是一种重要的石油化工产品，在其生产过程中产生大量的废水；这种废水浓度高、水量大，主要含有对苯二甲酸、乙酸、乙酸甲酯、甲基苯甲酸等有机污染物，其中对苯二甲酸浓度高（1400~4500mg/L），是该废水中的主要难降解污染物；而且水质、水量变化幅度大，是一种很难处理的工业废水。但由于市场对PTA的需求不断增加，PTA产能也不断扩大，因而开发节能高效的PTA生产废水处理技术日趋紧迫。

目前处理PTA废水的方法有物化法和生物法，物化法包括酸化沉淀法、絮凝法、过滤法等；生物法包括：膜生物反应器法、2级好氧法、厌氧+好氧法等。其中厌氧+好氧法是目前工业应用较多且被大多数学者关注的方法，厌氧段降解其中大部分有机物，此段出水水质指标大大降低，后续好氧段使得水质能够达标排放。

中国专利CN89103965.1提出采用预处理—厌氧生物处理—好氧生物处理的工艺对精对苯二甲酸生产废水进行处理，其中厌氧生物处理过程由上流式厌氧污泥床、回流厌氧生物滤床或者上流式厌氧复合床完成，而上流式厌氧污泥床布水易堵塞、死区大、不同生物相混合培养导致处理效率低，厌氧出水后好氧过程由两段好氧完成，故该工艺工程投资较高，运行操作复杂，水力停留时间长，处理后的出水中COD含量仍在300mg/L左右，达不到直接排放要求，必须并入其他污水处理系统。CN94118737.3提出了一种带选择器的两段好氧生物过程对高浓度PTA生产废水进行处理的方法，虽然具有很高的容积负荷，且COD由4000~7000mg/L降至80mg/L以下达到排放标准，但装置占地面积巨大增加了投资费用，剩余污泥排放量高，增加了后续污泥处理费用。

发明内容

本发明的目的是提供一种精对苯二甲酸生产废水的处理方法。

本发明的主要内容包括：将精对苯二甲酸生产废水经过酸沉预处理，在进入新型厌氧折流板反应器前在调节均质池中加碱调节pH值至7.0左右，并添加微生物生长所需要的营养物质，经过在厌氧折流板反应器和好氧活性污泥反应器中的处理，出水COD降至100mg/L以下，对苯二甲酸降至10mg/L以下。本发明的工艺流程见图1。

本发明的技术方案如下：

一种对苯二甲酸废水的处理方法，它包括下列步骤：

1）、将经过加酸调节pH值小于4.0后的精对苯二甲酸生产废水由泵打入对苯二甲酸沉降罐进行固液分离，沉降的对苯二甲酸打包回收利用，以降低废水中的有机污染物浓度；

2）、经酸沉后的废水由泵打入调节均质池，加碱调节废水的pH值至7.0左右，按COD_Cr∶N∶P=100~500∶5∶1的比例添加氮、磷营养盐，调节水质均匀，避免对后续生化系统的冲击；

3）、经调节均质池调节处理后的废水用泵打入厌氧折流板反应器，反应器内接种体积分数10~30%的PTA生产废水处理装置厌氧污泥，该厌氧折流板反应器外观为长方体，根据废水处理量，内部对应安装5～20块折流板和5～20块溢流板，折流板底部设有折起的导流板，折流板长度与导流板之比4:1~10：1,上、下流隔室流道截面积之比为3:1~6:1，根据产污泥量导流板与折流板可对夹角进行30~60°的改变，以改变废水在反应器内的流型，强化传质过程；PTA废水在反应器内沿折流挡板上下多次折流运动，废水依次通过各级区直至出口，在此过程中污水中的有机物质与厌氧活性污泥充分接触，首先前几室可保持较低pH值满足产酸菌产酸条件，较好地分解有机物，提供后几室内产甲烷菌的营养需要；后几室可保持较高pH值满足产甲烷菌生长条件，产生较多的甲烷、氢气，很好地降解PTA废水中的有机物。此过程可较好地避免普通厌氧反应器产酸菌与产甲烷菌混合生长而互相影响的弊端。另外废水在上流区时，生物气体由反应器顶部排出到沼气收集器，避免影响厌氧过程；废水为下进上出，防止固形物在反应器底部的沉积、产生“死区”。 反应器上流室底部设有排泥口控制反应器内污泥浓度，下流室设有取样口检测各个格室出水指标，水力停留时间控制在20~80小时，温度控制在35~38℃；

4）、经厌氧折流板反应器处理后的废水泵入好氧活性污泥反应器，该反应器内接种对苯二甲酸高效降解菌株；由鼓风机将空气通入好氧活性污泥反应器，控制好氧活性污泥反应器内溶解氧为2mg/L~4mg/L，温度为20℃~35℃，pH值为6.0~7.5，水力停留时间为2~12小时，所述接种的对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA1、YPC-TA2、YPC-TA3或YPC-TA4中的任意一株或几株混合(该菌株已专利授权，专利号分别为ZL200410041803.8, ZL200410041804.2, ZL200410041805.7,ZL200410041806.1，由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏，保藏号分别为1203, 1202，1201，1200)；

5）、好氧生化处理后出水在沉淀池中实现泥水分离达标排放，对于异常情况下的非达标出水可回流至厌氧折流板反应器或好氧活性污泥反应器进行二次处理；好氧活性污泥反应器和沉淀池中的剩余污泥外排处理。

上述的对苯二甲酸废水的处理方法，步骤3所述的厌氧折流板反应器可以是中国实用新型专利CN201220320553.1或CN201220320554.6所述的厌氧折流板反应器。

综上所述，采用预处理—厌氧折流板反应器—好氧活性污泥反应器结合的方法处理PTA生产废水的优点是：

(1) 停留时间缩短、处理效率提高。采用新型厌氧折流板反应器处理PTA生产废水的过程中，避免内部不同生物相混乱，分别保护产酸菌与产甲烷菌的各自最佳生长环境，从而使得厌氧生物处理过程的停留时间缩短，处理的效率提高。

(2) 运行稳定性高。厌氧折流板反应器是一种多阶段厌氧处理方法，具有多级缓冲功能，能极大地减少进水异常对产酸菌与产甲烷菌的冲击作用，并具有快速适应能力，增加了整个处理工艺过程的稳定性。

(3) 投资和运行费用低。本发明所采用处理方法，既能避免传统活性污泥法处理PTA废水效率低，停留时间长，生物相相互干扰等问题；同时也能缩短总停留时间，厌氧段出水经好氧段再处理后即能达标排放。

(4) 剩余污泥产量小。本发明厌氧段去除废水中大部分有机污染物，只有少部分由好氧活性污泥法去除，从而降低好氧过程剩余污泥的产量，有效地降低废水处理的总费用。

（5）采用专用对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA1、YPC-TA2、YPC-TA3或YPC-TA4中的任意一株或几株混合进行好氧处理以保证PTA生产废水处理效果。

附图说明

图1为精对苯二甲酸生产废水的处理工艺流程图。

图2为五格室厌氧折流板反应器。

具体实施方式

按照图1所示的装置和工艺流程处理精对苯二甲酸生产废水。

实施例1：

将精对苯二甲酸生产废水（CODcr为7870 mg/L，TA浓度为2417mg/L）先经过加酸调节pH至4.0左右后，由泵打入TA沉降罐进行固液分离，沉降的TA打包回收利用，以降低废水中的有机污染物浓度；经过pH调节和固液分离后的废水（CODcr为5100 mg/L，TA浓度为1280mg/L）由泵打入调节均质池，加碱调节pH至7.0左右，同时按照CODcr∶N∶P=200∶5∶1的比例添加氮、磷营养盐；经调节均质池调节处理后的废水用泵打入厌氧折流板反应器，厌氧折流板反应器长×宽×高=2.23×0.54×1.26m，有效体积1.05m³，由五块底部成45°折角的折流板将反应器分割成五个格室，反应器顶部设有五个排气口，底部设有排泥口和取样口，反应器内接种15%（体积分数）的PTA生产废水处理装置厌氧污泥进行厌氧生物处理；经厌氧折流板反应器厌氧生物处理后的出水（CODcr为750 mg/L，TA浓度为27mg/L）进入好氧活性污泥反应器，反应器内接种的对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA1，溶解氧为2mg/L，温度为28℃，pH值为7.2，水力停留时间10小时，好氧生物处理出水在沉淀池中实现泥水分离，出水CODcr为60 mg/L，TA浓度降至7mg/L，剩余污泥外排处理。

具体运行指标为：

精对苯二甲酸生产废水CODcr为7870mg/L，TA浓度为2417mg/L。

酸沉预处理后出水5100mg/L，TA浓度为1280mg/L。

厌氧折流板反应器出水750mg/L，TA浓度为27mg/L，有机容积负荷5.73KgCOD/(m³﹒d)。

好氧活性污泥处理后沉淀池上清液出水60 mg/L，TA浓度为7mg/L，有机容积负荷1.02KgCOD/(m³﹒d)。

实施例2：

处理方法如实施例1。.具体运行指标为：

精对苯二甲酸生产废水CODcr为9660mg/L，TA浓度为3062mg/L。

酸沉预处理后出水6450mg/L，TA浓度为1687mg/L。

厌氧折流板反应器出水620mg/L，TA浓度为34mg/L，有机容积负荷3.80KgCOD/(m³﹒d)。

好氧活性污泥反应器内溶解氧4mg/L，温度30℃，水力停留时间5h，接种的对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA2和YPC-TA3。

好氧活性污泥处理后沉淀池上清液出水90 mg/L，TA浓度为8mg/L，有机容积负荷1.39KgCOD/(m³﹒d)。

实施例3：

处理方法如实施例1。.具体运行指标为：

精对苯二甲酸生产废水CODcr为8015mg/L，TA浓度为2755mg/L。

酸沉预处理后出水5575mg/L，TA浓度为1428mg/L。

厌氧折流板反应器出水670mg/L，TA浓度为28mg/L，有机容积负荷3.21KgCOD/(m³﹒d)。

好氧活性污泥反应器内溶解氧4mg/L，温度30℃，水力停留时间4h，接种的对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA4。

好氧活性污泥处理后沉淀池上清液出水75mg/L，TA浓度为7mg/L，有机容积负荷1.44KgCOD/(m³﹒d)。

实施例4：

处理方法如实施例1。.具体运行指标为：

精对苯二甲酸生产废水CODcr为7010mg/L，TA浓度为2018mg/L。

酸沉预处理后出水4400mg/L，TA浓度为1146mg/L。

厌氧折流板反应器出水640mg/L，TA浓度为24mg/L，有机容积负荷5.12KgCOD/(m³﹒d)。

好氧活性污泥反应器内溶解氧3mg/L，温度28℃，水力停留时间8h，接种的对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA3。

好氧活性污泥处理后沉淀池上清液出水60 mg/L，TA浓度为5mg/L，有机容积负荷1.10KgCOD/(m³﹒d)。

Claims (2)

1.一种对苯二甲酸废水的处理方法，其特征是它包括下列步骤：

1)、将经过加酸调节pH值小于4.0后的精对苯二甲酸生产废水由泵打入对苯二甲酸沉降罐进行固液分离，沉降的对苯二甲酸打包回收利用，以降低废水中的有机污染物浓度；

2)、经酸沉后的废水由泵打入调节均质池，加碱调节废水的pH值至7.0，按COD_Cr∶N∶P＝100～500∶5∶1的比例添加氮、磷营养盐，调节水质均匀，避免对后续生化系统的冲击；

3)、经调节均质池调节处理后的废水用泵打入厌氧折流板反应器，反应器内接种体积分数10～30％的PTA生产废水处理装置厌氧污泥，该厌氧折流板反应器外观为长方体，根据废水处理量，内部对应安装5～20块折流板和5～20块溢流板，折流板底部设有折起的导流板，折流板长度与导流板之比4:1～10：1,上、下流隔室流道截面积之比为3:1～6:1，根据产污泥量导流板与折流板对夹角进行30～60°的改变，以改变废水在反应器内的流型，强化传质过程；PTA废水在反应器内沿折流挡板上下多次折流运动，废水依次通过各级区直至出口，在此过程中污水中的有机物质与厌氧活性污泥充分接触，首先前几室保持较低pH值满足产酸菌产酸条件，较好地分解有机物，提供后几室内产甲烷菌的营养需要；后几室保持较高pH值满足产甲烷菌生长条件，产生较多的甲烷、氢气，很好地降解PTA废水中的有机物，此过程较好地避免普通厌氧反应器产酸菌与产甲烷菌混合生长而互相影响的弊端；另外废水在上流区时，生物气体由反应器顶部排出到沼气收集器，避免影响厌氧过程；废水为下进上出，防止固形物在反应器底部的沉积、产生“死区”；反应器上流室底部设有排泥口控制反应器内污泥浓度，下流室设有取样口检测各个格室出水指标，水力停留时间控制在20～80小时，温度控制在35～38℃；

4)、经厌氧折流板反应器处理后的废水泵入好氧活性污泥反应器，该反应器内接种对苯二甲酸高效降解菌株；由鼓风机将空气通入好氧活性污泥反应器，控制好氧活性污泥反应器内溶解氧为2mg/L～4mg/L，温度为20℃～35℃，pH值为6.0～7.5，水力停留时间为2～12小时，所述接种的对苯二甲酸高效降解菌株为YPC-TA1、YPC-TA2、YPC-TA3或YPC-TA4中的任意一株或几株混合(该菌株已专利授权，专利号分别为ZL200410041803.8,ZL200410041804.2,ZL200410041805.7,ZL200410041806.1，由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏，保藏号分别为1203,1202，1201，1200)；

5)、好氧生化处理后出水在沉淀池中实现泥水分离达标排放，对于异常情况下的非达标出水回流至厌氧折流板反应器或好氧活性污泥反应器进行二次处理；好氧活性污泥反应器和沉淀池中的剩余污泥外排处理。

2.根据权利要求1所述的对苯二甲酸废水的处理方法，其特征是：步骤3所述的厌氧折流板反应器是侧壁与底板成100～135°的梯形厌氧折流板反应器。