CN104628224A - 一种甘氨酸冷凝废水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甘氨酸冷凝废水的处理工艺，具体是将甘氨酸冷凝废水自一级脱氨塔由上而下喷淋；空气自一级脱氨塔底部吸入，经硫酸吸收生成硫酸铵回收，剩余废水采用二级提升泵输送到二级脱氨塔，废水自二级脱氨塔由上而下喷淋自流；空气自二级脱氨塔底部吸入，经硫酸吸收生成硫酸铵回收，剩余废水由一级厌氧提升泵输送到一级EGSB厌氧反应器，一级厌氧集水池内的废水由二级厌氧提升泵输送到二级EGSB厌氧反应器，二级厌沉池底部连接EGSB回流泵，二级厌沉池上部排出并由好氧提升泵输送到好氧池。系统总运行成本为3-4元/m3，这三套回流系统可将高浓度水稀释10-30倍，较大程度地提高了厌氧系统对高浓度废水毒性的耐受性。

Description

一种甘氨酸冷凝废水的处理工艺
技术领域
本发明涉及的是甘氨酸生产过程中产生的冷凝废水的处理工艺。
背景技术
甘氨酸是一种重要的精细化工中间体，广泛应用于农药、医药、食品、化肥、饲料等行业。特别是自全球性除草剂草甘膦问世以来，甘氨酸在农药行业的应用快速增加，全球甘氨酸需求量预计超过30万吨/年，甘氨酸的用途极其广泛。甘氨酸冷凝废水中含有的污染物种类多、浓度高、分离难度大,属高难度治理废水。研究经济可行、适合现场大量处理冷凝废水的简便回收处理和纯化办法对于甘氨酸产业具有非常重要的意义。
目前关于国内甘氨酸冷凝废水的治理目前没有相关工程应用的报道，只有5篇实验室内研究的相关文章:
汪芳等在《甘氨酸生产废水的综合治理》一文中，对采用三效蒸发回收氯化铵后的冷凝废水进行了“一次吹脱-Fenton催化氧化-二次吹脱”的综合治理工艺研究。最终废水中的氨氮、甲醛、CODCr分别达到50、2、150mg/L以下,pH在6-9之间,各项指标均达到了该行业的国家排放标准。王枫等在《甘氨酸厂废液综合治理的工艺及实验研究》一文中也采用“一次吹脱-Fenton催化氧化-二次吹脱”的工艺处理冷凝水,在该实验条件下,最终废水中的氨氮含量达到50mg/L以下,甲醛含量达到5mg/L以下,COD达到500mg/L以下,各项指标均达到了该行业的国家排放标准。杨春光在《甘氨酸厂工业废水蒸发冷凝液的治理》一文中采用Fenton氧化法对含有高浓度COD的冷凝废水进行了试验研究。结果表明,在[H2O2]/[Fe2+]＝3.6:1、温度为30℃、pH为3.0的条件下,COD的去除率为65％；在加入紫外光照射的情况下，冷凝废水的COD去除率可提高到77％。鉴于高级氧化法对高浓度有机物去除的试剂费用较高，杨春光、赵景利在《甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究》一文中运用吹脱法对蒸发冷凝水进行了治理,通过实验得到了吹脱的最佳工艺参数吹脱时间6h、pH12.5、吹脱温度60℃,为运用生化法彻底解决甘氨酸厂高氨氮工业废水的污染难题奠定了基础。
然而目前为止,对于甘氨酸冷凝废水的治理,还没有一套企业可以接受的、完整的低成本的处理达标工艺，随着企业环保压力的增大，甘氨酸冷凝废水治理仍然是一个亟待解决的环保技术难题。
发明内容
本发明的目的是提出一种应用脱氨预处理及生化处理组合的甘氨酸冷凝废水的新工艺。该工艺能够有效去除甘氨酸冷凝废水中的高浓度氨氮、CODcr和甲醛,达到《污水综合排放标准》中的二级标准。该工艺具有很高的耐水质水量波动冲击能力，所需化学试剂少，仅需加极少量纯碱或盐酸平衡厌氧反应产生的有机酸，产生的氨用稀硫酸吸收生成硫酸铵回收，运行费用低廉，运行操作简便，解决了甘氨酸冷凝废水长期不能达标排放的问题。符合企业环保和循环经济的要求。
工艺流程简介：
1)甘氨酸冷凝废水由一级提升泵输送到一级脱氨塔，废水自一级脱氨塔由上而下喷淋自流；空气自一级脱氨塔底部吸入，然后采用引风机自一级脱氨塔上部抽出，废水中的氨氮通过硫酸吸收生成硫酸铵回收，剩余废水收集至一级脱氨塔下置的集水池；
2)步骤1)中的集水池收集的废水采用二级提升泵输送到二级脱氨塔，废水自二级脱氨塔由上而下喷淋自流；空气自二级脱氨塔底部吸入，然后采用引风机自二级脱氨塔上部抽出，废水中的氨氮通过硫酸吸收生成硫酸铵回收，剩余废水自二级脱氨塔排出并泵入厌氧调配池；
3)厌氧调配池排出的废水由一级厌氧提升泵输送到一级EGSB厌氧反应器，一级EGSB厌氧反应器排出的废水自流到一级厌沉池，一级厌沉池底部连接EGSB回流泵，一级厌沉池上部出废水，废水经两级脱氨塔自流到一级厌氧集水池；
4)一级厌氧集水池内的废水由二级厌氧提升泵输送到二级EGSB厌氧反应器，二级EGSB厌氧反应器排出的废水经两级脱氨塔自流到二级厌氧池，二级厌沉池底部连接EGSB回流泵，二级厌沉池上部排出废水，废水自流到二级厌氧集水池；
5)二级厌氧集水池排出的废水由好氧提升泵输送到好氧池，好氧池排出的废水一部分达标排放，一部分通过回流泵回流到到厌氧调配池。
好氧池采用SBR运行方式，采用脉冲进水，周期24小时，每池24小时进水一次，每次30min。好氧池每周期曝气18小时，静止沉淀1小时，滗水0.5小时，闲置4.5小时。好氧池出水一部分达标排放，一部分通过回流泵回流到到厌氧调配池。
脱氨单元排出的含氨氮的气体采用稀硫酸吸收生成硫酸铵晶体回收，作为制作氨肥的原理出售。可为企业带来经济效益。
本发明专利的特点是：
一是脱氨单元采用两级串联式，内设填料，在保持原水温度和pH条件下，可大大增加脱氨效果，从而节省了运行成本。
二是厌氧单元采用了两级EGSB反应器串联的两相厌氧模式，大大增加了废水对高浓高毒性废水的耐冲击能力
三是两级EGSB反应器内都放置生物填料，为厌氧填料床式，不同于普通EGSB，强化了污泥的生化活性和耐毒性。
四是在每级厌氧反应器都增加了回流系统，有助于稀释进水浓度降低废水的毒性。在好氧出水端也有回流管线到厌氧调配池，这三套回流系统可将高浓度水稀释10-30倍，较大程度地提高了厌氧系统对高浓度废水毒性的耐受性。
五是在每级厌氧反应器都增加了脱氨塔系统，防止在厌氧反应器内乌洛托品分解产生较多氨氮而造成对生化系统的毒害性。
六是整个工艺主要的运行成本为提升泵、风机和脱氨塔运行所产生的耗电费用，平均每吨废水用浓盐酸0.33kg，因此药剂费用非常低。总运行成本为3-4元/m3，整个运行成本是非常低。
采用聚丙烯或聚酯材质，添加活性炭粉末做添加剂(4-8％)，对污水中的有机物具有较强吸附能力，以及具有多孔性，一方面大大增加了填料与污水的接触面积，另一方面大大提升了对污浊物的吸附能力。
附图说明
图1甘氨酸废水工艺图。
具体实施方式
进行了甘氨酸冷凝废水处理中试研究，具体实施情况如下.
实施例1：
甘氨酸冷凝废水脱氨预处理中试试验，处理量为1吨/h。脱氨单元对污染物的去除效果见表1。
表1.脱氨单元对污染物的去除效果
由表1知：两级脱为45.3％，对甲醛的去除率为36.8％。脱氨过程是在废水原有温度34-40摄氏度和原pH条件(9-10)下进行的，经脱氨单元预处理后的废水可直接进入生化单元进一步处理。
实施例2：
甘氨酸冷凝废水厌氧处理中试实验。处理量为0.3吨/h。
取生化污水处理厂污泥处理系统中污泥消化罐排出的泥水约13吨作为本次中试试验的接种污泥。一二级EGSB反应器各接种6.5吨污泥，从其下集水池内加适量清水稀释后泵入反应器罐内，开启回流泵，培养三天后，在灌顶观察有较多气泡。第四天开始进少量废水。在1-27天两级厌氧反应器内各加糖10kg，将糖溶化后从反应器下部集水池泵入。第28天后不再加糖。每天测定EGSB厌氧反应器反应区内pH值在6.5-8.5范围内，超过该范围则加适量碳酸钠或盐酸进行调整。中试过程厌氧单元在各阶段处理水量见下表2。
表2 厌氧单元中试期间处理水量
表3 厌氧单元对COD、氨氮和甲醛含量的平均去除情况
由表3知，厌氧单元对CODcr、氨氮和甲醛均具有较好的去除效果，去除率分别为79％、87％和48％，出水浓度可以满足进后续好氧反应处理的要求。根据环境工程专业相关经验，该厌氧出水经好氧生化处理后，可达到《污水综合排放标准》中的二级以上标准。

Claims (4)

1.一种甘氨酸冷凝废水的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)甘氨酸冷凝废水由一级提升泵输送到一级脱氨塔，废水自一级脱氨塔由上而下喷淋自流；空气自一级脱氨塔底部吸入，然后采用引风机自一级脱氨塔上部抽出，废水中的氨氮通过硫酸吸收生成硫酸铵回收，剩余废水收集至一级脱氨塔下置的集水池；
2)步骤1)中的集水池收集的废水采用二级提升泵输送到二级脱氨塔，废水自二级脱氨塔由上而下喷淋自流；空气自二级脱氨塔底部吸入，然后采用引风机自二级脱氨塔上部抽出，废水中的氨氮通过硫酸吸收生成硫酸铵回收，剩余废水自二级脱氨塔排出并泵入厌氧调配池；
3)厌氧调配池排出的废水由一级厌氧提升泵输送到一级EGSB厌氧反应器，一级EGSB厌氧反应器排出的废水自流到一级厌沉池，一级厌沉池底部连接EGSB回流泵，一级厌沉池上部出废水，废水经两级脱氨塔自流到一级厌氧集水池；
4)一级厌氧集水池内的废水由二级厌氧提升泵输送到二级EGSB厌氧反应器，二级EGSB厌氧反应器排出的废水经两级脱氨塔自流到二级厌氧池，二级厌沉池底部连接EGSB回流泵，二级厌沉池上部排出废水，废水自流到二级厌氧集水池；
5)二级厌氧集水池排出的废水由好氧提升泵输送到好氧池，好氧池排出的废水一部分达标排放，一部分通过回流泵回流到到厌氧调配池。
2.根据权利要求1所述的甘氨酸冷凝废水的处理工艺，其特征在于，两级EGSB厌氧反应器内设置有聚丙烯或聚酯材料与活性炭的混合物制成的生物填料，填料规格为30-50mm边长的正方形，厚度约10-15mm，填料密度控制在0.95-0.98g/mL。
3.根据权利要求2所述的甘氨酸冷凝废水的处理工艺，其特征在于，聚丙烯或聚酯材料与活性炭的质量比为20-28:1-4。
4.根据权利要求1所述的甘氨酸冷凝废水的处理工艺，其特征在于，好氧池采用SBR运行方式，采用脉冲进水，周期24小时，每池24小时进水一次，每次30min；好氧池每周期曝气18小时，静止沉淀1小时，滗水0.5小时，闲置4.5小时。
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