CN106746347B

CN106746347B - 一种咪唑醛废水处理工艺及其运行方法

Info

Publication number: CN106746347B
Application number: CN201710019242.9A
Authority: CN
Inventors: 杨峰; 丁同刚; 周腾腾; 赵选英
Original assignee: Jiangsu Nanda Huaxing Environmental Protection & Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu NANDA Huaxing environmental protection & Technology Co., Ltd.
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2037-01-11
Also published as: CN106746347A

Abstract

本发明公开了一种咪唑醛废水处理工艺及其运行方法，属于废水处理技术领域。本发明的处理工艺包括一级湿式氧化、一级纳滤、一级冷冻、二级湿式氧化、二级纳滤、二级冷冻和蒸发结晶，所述的生化区pH中和池、生化调节池、UASB反应器、A/O池、二沉池和混沉池。咪唑醛废水通过物化预处理能够大大降低COD浓度至3000mg/L，同时能够回收分析纯有机P，将剩余的有机P转化为无机P，从而提高生化区对咪唑醛废水中P的去除。经物化预处理废水和生活废水混合后通过生化处理将废水中COD、P去除，为了防止冬季生化区活性污泥生化作用降低，混沉池PAC和PAM应急投加强化COD和P的沉淀去除，达到咪唑醛废水高效去除。

Description

一种咪唑醛废水处理工艺及其运行方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种咪唑醛废水处理工艺及其运行方法。

背景技术

化工废水危害性大，毒性强，尤其是高盐、高COD和高磷废水，废水中盐分高对微生物系统产生不利影响。常规的活性污泥系统受无机盐冲击影响较敏感，增加盐度会使微生物活性降低，经过驯化且运行稳定的活性污泥系统对盐度的适应范围也是有限的。大量的研究表明：盐都会抑制微生物的代谢作用，严重时将导致细胞脱水最后发生质壁分离，微生物死亡；另一方面，高盐废水密度比正常废水大，产生的浮力作用也增强，活性污泥絮体受浮力作用容易上浮，出水SS增加导致系统崩溃。高磷废水导致水体富营养化，促进藻类等浮游生物的大量繁殖，光合作用大大增强，水体溶解氧降低，鱼类大量死亡，水质退化，发黑发臭。

目前针对高磷、高盐和高COD难降解医药废水处理的主要工艺是生化处理和混凝沉淀相结合强化该特性废水处理效果，例如，中国专利申请号为201410253590.9，申请公开号为2014年8月20日的专利申请文件公开了一种预处理高磷废水去除总磷的工艺及其系统，尤其公开了一种基于化学法多点加药预处理高浓度含磷废水去除总磷的工艺系统，主要包括污水储存池、调节沉淀池、第一化学反应池、第一高效澄清池、第二化学反应池、第二高效澄清池、缓冲池、第三化学反应池、第三高效澄清池、混凝搅拌池、固液分离设备、白泥浓缩储存池、黄泥浓缩储存池，该发明中，高浓度含磷废水在污水储存池曝气均化、预氧化后通过化学法分次加入钙盐、酸、氧化剂、络合剂等化学药剂，实现多次氧化、沉淀、络合混凝反应，并进行多次固液分离后，保证出水总磷(TP)由2000mg/L降至约10mg/L，去除率高达99％，预处理废水可进入市政管网进一步进行生化处理。

然而实际运行过程中即使通过多级沉淀-厌氧/好氧-多级沉淀也无法实现磷的有效去除，最主要原因是难降解废水可生化性差，污泥活性较低，厌氧/好氧去除有机磷效果有限；另一方面，医药废水中有机磷含量较高，除磷剂结合混凝沉淀除磷效果有限，从而导致高磷医药废水去除效果差的现状。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有的水处理工艺对高盐、高磷、高COD废水的处理效果不佳问题，本发明提供一种咪唑醛废水处理工艺及其运行方法，咪唑醛废水的特点是盐含量、磷含量和COD均很高，常规的水处理方法很难有效处理，本发明提供了一种资源化回收磷，同时高效、稳定处理该特性废水的工艺及其运行方法，能够有效将COD氧化降解到3000mg/L，同时能够将咪唑醛中有机P转化为无机P，同时结合后续的冷冻过滤工艺实现无机P的高效析出。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种咪唑醛废水处理工艺，包括物化预处理区和生化区，所述的物化预处理区包括一级湿式氧化、一级纳滤、一级冷冻、二级湿式氧化、二级纳滤、二级冷冻和蒸发结晶，所述的生化区包括pH中和池、生化调节池、UASB反应器、A/O池、二沉池和混沉池。

更进一步地，所述的一级湿式氧化和二级湿式氧化所用的湿式氧化设备包括前置水过滤器，316L不锈钢材质滤网孔径10μm，水过滤器通过高压泵连接湿式氧化设备，湿式氧化设备内置TiO₂与MnO₂、CeO₂、Al₂O₃共沉淀形成的催化剂；一级湿式氧化和二级湿式氧化的压力条件为3～6MPa(通过空气压缩机增压催化氧化设备压力达到)；温度条件为280～300℃(通过电油炉加热设备达到)。

更进一步地，所述的一级纳滤和二级纳滤采用的是卷式膜组件，开放式给水通道宽度达到3mm，膜组件的有效膜面积达到25m²，脱盐率达到99％以上，COD耐受值达到120000mg/L。

更进一步地，所述的蒸发结晶采用的是MVR蒸发器，蒸发温度为85～95℃。

更进一步地，所述的pH中和池通过计量泵将储存在工业浓硫酸罐的浓硫酸投加到咪唑醛蒸发冷凝液中，使得废水pH值稳定在7-8。

更进一步地，所述的生化调节池为长方体结构，四个池角装有推流器将经过预处理的咪唑醛废水和生活污水混合均匀，所述生化调节池装有自来水管用于稀释生化调节池废水COD低于2500mg/L。

更进一步地，所述的UASB反应器、A/O池和二沉池采用钢筋混凝土结构，UASB反应器和A/O池停留时间分别为56h和48h，O池硝化液回流比通过回流泵控制在200～300％。

更进一步地，所述的混沉池前置三级串联搅拌池，通过计量泵将PAM和PAC混合液泵入搅拌池的第一级，通过搅拌池中的搅拌装置确保二沉池出水和药剂混合均匀。

一种咪唑醛废水处理运行方法，使用上述的处理工艺，包括以下处理步骤：

1)废水经过水过滤器的10μm滤网去除杂质，高压泵将咪唑醛车间废水泵入湿式氧化设备；同时开启电油炉和空气压缩机提高湿式氧化设备的温度和压力分别在280～300℃和3～6MPa，反应时间1.5h；

2)一级湿式氧化设备的氧化液进入一级纳滤装置，一级纳滤透过液进入MVR蒸发器进行蒸发结晶，一级纳滤浓缩液(是以大分子的磷酸盐无机盐以及有机物为主体的混合液)泵入一级冷冻设备，电动制冷机控制温度在0～5℃，磷酸盐低温析出后过滤得到分析纯十二水磷酸氢二钠，一级冷冻液进入二级湿式氧化；

3)二级湿式氧化工况同为280～300℃和3～6MPa，反应时间1.5h，反应产生的氧化液进入二级纳滤，二级纳滤透过液进入MVR蒸发器进行蒸发结晶，二级纳滤浓缩液进入二级冷冻设备，低温析出后过滤得到分析纯十二水磷酸氢二钠，冷冻液进入MVR蒸发器；

4)MVR蒸发器蒸发结晶产生的混合废盐作为危废装袋处理，产生的冷凝水进入pH中和池，通过pH计和电动阀门控制计量泵投加工业硫酸，确保pH值在7-8。

5)经过中和的废水通过提升泵泵入UASB反应器，控制进水流速确保UASB反应器、A/O池的SRT分别为56h和48h，O池的硝化液回流比控制在200～300％。

更进一步地，A/O池的出水经过二沉池和混沉池沉淀后进入排放池，若排放池的出水COD超标时，开启PAM罐和PAC罐提升泵，及时将PAM和PAC混合液泵入三级串联搅拌池(前置于混沉池)，通过三级搅拌混合后进入混沉池沉淀。

更进一步地，所述的混沉池采用辐流式沉淀池，出水三角堰溢流进入排放池，出水达标泵入园区污水管网。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明中高盐、高COD、高磷的咪唑醛废水通过物化预处理区的湿式氧化设备将有机物氧化为CO₂和H₂O，氨氮氧化为N₂和H₂O；通过物化预处理区的纳滤膜组件，咪唑醛废水中NaCl等小分子无机盐进入透过液进入MVR蒸发结晶，大分子磷酸盐无机盐进入浓缩液，通过冷冻过滤工艺制得分析纯十二水磷酸氢二钠，冷冻液中进行二次湿式氧化、纳滤和冷冻，二级冷冻液随着一级透过液一起进入MVR进行蒸发结晶，冷凝液COD、氨氮、总磷浓度大幅降低进入生化处理区，废盐作为危废装袋处理；

(2)本发明通过物化预处理结合生化处理工艺达到高盐、高COD、高磷废水的有效处理，同时实现磷的资源化回收；

(3)本发明的物化预处理中湿式氧化能够有效将COD氧化降解到3000mg/L，同时能够将咪唑醛废水中有机磷转化为无机磷，同时结合后续的冷冻过滤工艺实现无机磷的高效析出，从而制得分析纯十二水磷酸氢二钠，物化预处理区最后产生的较低的COD、氨氮负荷的冷凝液通过UASB-A/O工艺能够有效处理，同时物化预处理区参与的有机磷浓度仅为15mg/L，通过UASB-A/O能够有效去除，末端PAC/PAM把控装置能够强化COD、氨氮和总磷的沉淀去除，从而防止冬季低温生化区处理效果差；

(4)本发明将物化预处理和生化处理有机结合，从而实现高盐、高COD、高磷咪唑醛废水的高效稳定处理，同时实现磷酸盐的资源化回收，取得一定的经济收益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

江西某化工园区农药厂一生产车间产生的咪唑醛废水基本性质如表1所示，其废水属于高盐、高COD、高磷废水。

表1咪唑醛废水基本性质

污水站采用的废水处理具体工艺流程如下(图1)：

污水物化预处理区包括：一级湿式氧化1、一级纳滤2、一级冷冻3、二级湿式氧化4、二级纳滤5、二级冷冻6、蒸发结晶7。污水生化区包括：pH中和池8、生化调节池9、UASB反应器10、A/O池11、二沉池12、混沉池13、排放池14。高盐、高COD、高磷咪唑醛废水通过物化预处理区的湿式氧化设备，在高温高压和催化剂的作用下，反应形成的OH·能够将有机物氧化为CO₂和H₂O，氨氮氧化为N₂和H₂O；通过物化预处理区的纳滤膜组件，咪唑醛废水中NaCl等小分子无机盐进入透过液在随着透过液进入MVR反应器进行蒸发结晶，大分子磷酸盐无机盐进入浓缩液，通过冷冻过滤工艺制得分析纯十二水磷酸氢二钠，一级冷冻液进行二次湿式氧化、纳滤和冷冻，二级冷冻液随着一级透过液一起进入MVR反应器进行蒸发结晶，冷凝液COD、氨氮、总磷浓度大幅降低后进入生化处理区，废盐作为危废装袋处理。冷凝液通过pH中和后和生活污水混合后进入UASB反应器和A/O，出水不达标时通过PAC和PAM组合工艺强化COD、NH₃和总磷的去除。

湿式催化氧化设备1和4包括前置水过滤器，316L不锈钢材质滤网，孔径10μm；水过滤器通过高压泵连接湿式氧化设备，湿式氧化设备通过空气压缩机增压催化氧化设备压力达到3～6MPa；湿式氧化设备通过电油炉加热设备为湿式氧化设备提供280～300℃的高温；湿式氧化设备内置TiO₂与MnO₂，CeO₂，Al₂O₃共沉淀形成的催化剂。纳滤设备2和4采用的是卷式膜组件，开放式给水通道宽度达到3mm，膜组件的有效膜面积达到25m²，脱盐率达到99％以上，COD耐受值达到120000mg/L。蒸发结晶设备7采用MVR蒸发器，蒸发温度为85～95℃。pH中和池通过计量泵将储存在工业浓硫酸罐的浓硫酸投加到咪唑醛蒸发冷凝液，使得废水pH值稳定在7-8。生化调节池9为长方体结构，四个角装有推流器将经过预处理的咪唑醛废水和生活污水混合均匀，生化调节池装有自来水管用于稀释生化调节池废水低于2500mg/L。UASB反应器10、A/O池11和二沉池12采用钢筋混凝土结构，UASB反应器和A/O池停留时间分别为56h和48h，O池硝化液回流比通过回流泵控制在200％～300％。混沉池13前置三级串联搅拌池，通过计量泵将PAM和PAC混合液泵入搅拌池的第一级，通过搅拌池中的搅拌装置确保二沉池出水和药剂混合均匀。

咪唑醛废水的处理工艺包括以下步骤：

1)废水经过水过滤器的10μm滤网去除杂质，高压泵将咪唑醛车间废水泵入湿式氧化设备；同时开启电油炉和空气压缩机提高湿式氧化设备的温度和压力分别在290±10℃和4.5±1.5MPa，反应时间1.5h。

2)湿式氧化设备1的氧化液进入一级纳滤装置2，纳滤透过液进入MVR反应器进行蒸发结晶7，纳滤浓缩液以大分子的磷酸盐无机盐以及有机物为主体的混合液泵入一级冷冻设备3，电动制冷机控制温度在0～5℃，磷酸盐低温析出后过滤得到分析纯十二水磷酸氢二钠，一级冷冻液进入二级湿式氧化4。

3)二级湿式氧化4工况同为280～300℃和3～6MPa，反应时间1.5hr，反应产生的氧化液进入二级纳滤5，透过液进入MVR反应器进行蒸发结晶，浓缩液进入二级冷冻设备，低温析出后过滤得到分析纯十二水磷酸氢二钠，冷冻液进入MVR反应器。

4)MVR蒸发结晶7产生的混合废盐作为危废装袋处理，产生的冷凝水进入pH中和池8，通过pH计和电动阀门控制计量泵投加工业硫酸，确保pH值在7-8。

5)经过中和的废水通过提升泵泵入UASB，控制进水流速确保UASB反应器10、A/O池11的SRT分别为56h和48h，O池的硝化液回流比控制在200～300％。

6)排放池14检测发现出水超标时，开启PAM罐和PAC罐提升泵，及时将PAM和PAC混合液泵入第一级搅拌池，通过三级搅拌混合后进入混沉池沉淀。

7)混沉池13采用辐流式沉淀池，出水三角堰溢流进入排放池，出水达标(COD<500mg/L)泵入园区污水管网。

Claims

1.一种咪唑醛废水处理工艺，包括物化预处理区和生化区，其特征在于：所述的物化预处理区包括一级湿式氧化、一级纳滤、一级冷冻、二级湿式氧化、二级纳滤、二级冷冻和蒸发结晶，所述的生化区包括pH中和池、生化调节池、UASB反应器、A/O池、二沉池和混沉池，其中，咪唑醛废水经一级湿式氧化后的氧化液进入一级纳滤，纳滤浓缩液进入一级冷冻，一级冷冻液进入二级湿式氧化，二级湿式氧化后的氧化液进入二级纳滤，二级纳滤浓缩液进入二级冷冻，二级冷冻液进入蒸发器蒸发结晶；蒸发器产生的冷凝水进入pH中和池调节pH值，然后依次进入UASB反应器、A/O池，A/O池的出水经过二沉池和混沉池沉淀后进入排放池。

2.根据权利要求1所述的一种咪唑醛废水处理工艺，其特征在于：所述的一级湿式氧化和二级湿式氧化所用的湿式氧化设备包括前置水过滤器，湿式氧化设备内置TiO₂与MnO₂、CeO₂、Al₂O₃共沉淀形成的催化剂；一级湿式氧化和二级湿式氧化的压力条件为3～6MPa；温度条件为280～300℃。

3.根据权利要求1或2所述的一种咪唑醛废水处理工艺，其特征在于：所述的一级纳滤和二级纳滤采用的是卷式膜组件，开放式给水通道宽度达到3mm，膜组件的有效膜面积达到25m²，COD耐受值达到120000mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种咪唑醛废水处理工艺，其特征在于：所述的蒸发结晶采用的是MVR蒸发器，蒸发温度为85～95℃。

5.根据权利要求1所述的一种咪唑醛废水处理工艺，其特征在于：所述的pH中和池将废水的pH调节至7-8；所述的生化调节池将废水的COD调节至低于2500mg/L。

6.根据权利要求1或5所述的一种咪唑醛废水处理工艺，其特征在于：所述的UASB反应器和A/O池的停留时间分别为56h和48h，O池硝化液回流比为200～300％。

7.根据权利要求1所述的一种咪唑醛废水处理工艺，其特征在于：所述的混沉池前置三级串联搅拌池将二沉池出水和药剂混合均匀，药剂为PAM和PAC。

8.一种咪唑醛废水处理运行方法，其特征在于：采用权利要求1中所述的处理工艺，包括以下步骤：

1)废水经过水过滤器去除杂质，然后进入一级湿式氧化设备；一级湿式氧化的温度和压力分别为280～300℃和3～6MPa，反应时间1.5h；

2)一级湿式氧化设备的氧化液进入一级纳滤装置，纳滤透过液进入MVR蒸发器进行蒸发结晶，纳滤浓缩液进入一级冷冻设备，一级冷冻设备的温度控制在0～5℃使磷酸盐析出，然后一级冷冻液进入二级湿式氧化设备；

3)二级湿式氧化的温度和压力分别为280～300℃和3～6MPa，反应时间1.5h，反应产生的氧化液进入二级纳滤，二级纳滤透过液进入MVR蒸发器进行蒸发结晶，二级纳滤浓缩液进入二级冷冻设备使磷酸盐析出，冷冻液进入MVR蒸发器；

4)MVR蒸发器蒸发结晶产生的混合废盐作为危废装袋处理，产生的冷凝水进入pH中和池调节pH值至7-8；

5)经过中和的废水进入UASB反应器，控制进水流速确保UASB反应器、A/O池的SRT分别为56h和48h，O池的硝化液回流比控制在200～300％。

9.根据权利要求8所述的一种咪唑醛废水处理运行方法，其特征在于：A/O池的出水经过二沉池和混沉池沉淀后进入排放池，若排放池的出水超标时，则将二沉池的出水与PAM和PAC混合液混合均匀后进入混沉池沉淀。

10.根据权利要求8或9所述的一种咪唑醛废水处理运行方法，其特征在于：所述的混沉池采用辐流式沉淀池，出水三角堰溢流进入排放池。