CN107188378A - 吡唑酮生产废水处理装置及其处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种吡唑酮生产废水处理装置及其处理工艺，属于化工生产废水处理技术领域，旨在解决现有的吡唑酮的生产废水处理装置结构复杂，操作繁复的问题。它采用处理装置是MVR机械蒸汽再压缩蒸发器连接换热器，换热器连接UASB上流式厌氧反应器，UASB上流式厌氧反应器连接厌氧沉淀器，厌氧沉淀器连接A/O污水处理系统，A/O污水处理系统末端连接MBR膜生物反应器，MBR膜生物反应器后部连接芬顿氧化器，芬顿氧化器后部连至混凝沉淀一体化净化器。处理工艺包括污水脱盐工序、厌氧工序、生化处理工序、泥水分离工序、污水脱色工序、污泥处理工序。其处理装置结构简单实用，处理工艺合理可行，适用于处理吡唑酮生产废水等。

Description

吡唑酮生产废水处理装置及其处理工艺
所属技术领域
本发明属于化工生产废水处理技术领域中一种吡唑酮的生产废水处理装置及其处理工艺。
背景技术
随着化工产业的日益发展和技术进步，对生产废水处理尤其是吡唑酮生产废水处理装置上报的技术要求也越来越高。由于吡唑酮生产废水成分复杂污染因子种类较多，水中含有大量盐类及高沸点有机物，主要为吡唑酮，乙酰胺，还原物，还原中间产物，亚硝酸钠，氯化钠，氯化铵，亚硫酸氢铵，亚硫酸铵，硫酸铵，硫酸氢铵等，是化工制药行业典型的高COD、高氨氮、高色度、高盐分废水，处理难度极大。在公知技术中，现有的吡唑酮废水处理装置及其处理工艺主要为“Fenton氧化+混凝沉淀+吹脱+水解酸化+接触氧化+沉淀+过滤”；或“蒸发+催化氧化+混凝沉淀+接触氧化+沉淀+Fenton氧化+过滤”；或“Fenton氧化+混凝沉淀+三级吹脱+MMBR+水解酸化+A/O+曝气生物滤池”；或“蒸发+催化氧化+混凝沉淀”，总之，现有吡唑酮废水处理装置及其处理工艺主要为蒸发除盐+吹脱除氨氮+催化/生化除COD，但受其构造所限，其装置结构设计不合理，且生产工艺均是无法达到较好的处理效果，又运行费用很高，操作繁复，尤其是对污水处理站操作人员要求很高，往往造成污水处理系统不能正常运行，实际应用受到限制。
发明内容
为了克服现有技术之不足，解决现有的吡唑酮的生产废水处理装置结构复杂，操作繁复的问题。本发明之目的是提供一种处理装置结构简单实用，处理工艺设计合理可行，能对吡唑酮生产废水处理效果好，运行费用低，操作简易，可操作性强，易于化工生产企业工业化应用的新式吡唑酮的生产废水处理装置及其处理工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种吡唑酮生产废水处理装置，它设有：MVR机械蒸汽再压缩蒸发器、换热器、UASB上流式厌氧反应器、厌氧沉淀器、A/O污水处理系统、MBR膜生物反应器、芬顿氧化器、混凝沉淀一体化净化器，MVR机械蒸汽再压缩蒸发器连接换热器，换热器连接UASB上流式厌氧反应器，UASB上流式厌氧反应器连接厌氧沉淀器，厌氧沉淀器连接A/O污水处理系统，A/O污水处理系统末端连接MBR膜生物反应器，MBR膜生物反应器后部连接芬顿氧化器，芬顿氧化器后部连至混凝沉淀一体化净化器。
上述的吡唑酮生产废水处理装置，所述污水处理系统是由第一级A/O污水处理系统连接第二级A/O污水处理系统所组成，第一级A/O污水处理系统前连厌氧沉淀器，第二级A/O污水处理系统末端连接MBR膜生物反应器。
上述的吡唑酮生产废水处理装置，所述换热器是不锈钢板式换热器、耐高温陶瓷换热器、混合式换热器、夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、管壳式换热器中任一种耐保温的换热器。以及其它适用型的换热器。
上述的吡唑酮生产废水处理装置，所述A/O污水处理系统还连接有进行污泥处理的碟螺机，芬顿氧化器连接有对产生的芬顿污泥处理的板框压滤机。
本吡唑酮生产废水(即污水)处理装置的废水处理工艺是：
ⅰ.污水脱盐工序
吡唑酮生产废水由输水管道输入到MVR机械蒸汽再压缩蒸发器，将吡唑酮生产废水中盐回收，MVR机械蒸汽再压缩蒸发器的蒸发冷凝液经换热器冷却，经降温后的蒸发冷凝液调控指标为COD(化学需氧量)5800～6100mg/L，氨氮580～620mg/L，PH值7～8，盐≤1500mg/L；
ⅱ.厌氧工序：
经由污水脱盐工序的蒸发冷凝液进入到UASB上流式厌氧反应器进行厌氧处理，UASB上流式厌氧反应器的出水经厌氧沉淀器去除流失的厌氧污泥；
ⅲ.生化处理工序：
该主体生化工序是将厌氧工序进行厌氧处理后的污水输送到一级～二级串联的A/O污水处理系统；
ⅳ.泥水分离工序
本工序采用的MBR膜生物反应器接连于生化处理工序的终端，通过MBR膜进行泥水分离；
ⅴ.污水脱色工序：
本工序采用的芬顿脱色工艺，由MBR膜生物反应器的出水接连到芬顿氧化器进行芬顿脱色后，控制达到指标为：COD(化学需氧量)降至150mg/L及以下，氨氮降至5mg/L及以下，污水色度(稀释倍数)到40倍及以下；
ⅵ.污泥处理工序
本污泥处理工序是针对前工序产生的两种不同性质的污泥，一种是A/O污水处理系统产生的污泥，采用碟螺机进行污泥处理，另一种是芬顿脱色工序产生的芬顿污泥采用板框压滤机，根据两种污泥的性质，采用不同的污泥脱水设备。
由于本发明的废水处理工艺采用的是：ⅰ污水脱盐工序采用MVR机械蒸汽再压缩蒸发器，它是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源；如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术；ⅱ.厌氧工序采用UASB上流式厌氧污泥床反应器，其主体为钢筋混凝土结构，核心设备为布水系统和三相分离器，污水中难生化大分子有机物在厌氧菌作用下被转换为小分子有机物；ⅲ.生化处理工序是根据实际生产装置采用的一级～二级串联的A/O污水处理系统使污水中COD(化学需氧量)得到降解，并使污水中氨氮得到彻底脱除；采用的两级A/O污水处理系统，即第一级A/O污水处理系统去除系统中大部分有机物，同时将氨氮氧化为硝态氮，再通过回流，将部分硝态氮转化为氮气，第Ⅱ级A/O系统将硝态氮转化为氮气，同时去除参与有机物；ⅳ.泥水分离工序是用MBR膜生物反应器，它是通过MBR膜进行泥水分离，从而保证生化系统中有较高的污泥浓度，既能大大的提高污水处理效率，同时又能耐受污水水质水量变化带来的冲击；ⅴ.污水脱色工序采用的芬顿脱色工艺，它是由MBR膜生物反应器的出水接连到芬顿氧化器进行芬顿脱色后，控制达到指标为：COD(化学需氧量)降至150mg/L及以下，氨氮降至5mg/L及以下，污水色度(稀释倍数)到40倍及以下，通过本工序污水色度能得到降低，同时能作为污水处理终端的保安措施，又能防止污水超标排放；ⅵ.污泥处理工序是针对前工序产生的两种不同性质的污泥，采用的两种不同的污泥脱水设备，即一种是A/O污水处理系统产生的污泥，采用碟螺机进行污泥处理，另一种是芬顿脱色工序产生的芬顿污泥采用板框压滤机。
本发明的使用时，将该工艺装置装配到吡唑酮生产装置或是其它设定位置，并与吡唑酮生产废水输送管连接，接通电源、连接好装置的电气自动控制系统，吡唑酮生产废水经装置中的MVR机械蒸汽再压缩蒸发器加所配套的卧式离心机进行盐脱水处理，经脱水后的污盐能外售作为它用，外售收益可抵消蒸发系统的运行费用；蒸发冷凝液温度较高，需要降温处理，降温采用的换热器通过自动控制系统来调控换热器出水温度，经降温后的蒸发冷凝液COD≈6000mg/L，氨氮≈600mg/L，PH值7～8，盐≤1500mg/L；该废水进入UASB上流式厌氧反应器进行厌氧处理，UASB反应器设置自体循环泵，使废水被均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床；厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程，在厌氧状态下产生的沼气(主要含甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利；在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升，上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气，气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室；UASB反应器上清液进入厌氧沉淀，清液中浮泥在此沉淀，并被回流至UASB反应器；UASB反应器沉淀上清液进入两级A/O生化处理系统，第一级A/O系统通过回流泵将好氧池(O段)硝化液回流至厌氧段(A段)，属于前置反硝化脱氮系统，氨氮在好氧池中被微生物氧化为硝态氮，好氧段硝化液回流至厌氧段后，在反硝化菌作用下，以水中有机物为碳源，将硝态氮还原成氮气释放到大气中，达到脱氮的目的。由于脱氮效率和回流比相关，因此单级A/O系统脱单率受限，因此为提高氨氮去除效率，再加一级A/O系统。第二级A/O系统末端采用MBR膜生物反应器作为终端泥水分离装置，使泥龄与污水停留时间彻底分离，极大增加了生化系统中的微生物含量，同时使硝化菌及反硝化菌等世代时间较长的微生物成为优势菌种，使生化系统具有极强的氨氮处理能力。两级A/O+MBR系统出COD≈300mg/L，氨氮≈3mg/L，处理效率≥95％，同时水色度仍然较高。该出水再用Fenton氧化+混凝沉淀处理后，COD＜150mg/L。
由于本发明采用了上述方案，有效的解决了现有的吡唑酮的生产废水处理装置结构复杂，操作繁复的问题。亦经过实际工程实施结果表明，它与现有技术相比，具有处理装置结构简单实用，处理工艺合理可行，能对吡唑酮生产废水处理效果好，运行费用低，操作简易，可操作性强，易于化工生产企业工业化应用等优点，适用于吡唑酮生产废水及与其废水特性相似的生产废水的处理，且能使废水处理化学含氧量COD、色度、氨氮的含量等完全达到国家排放标准的化工生产企业等。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明吡唑酮生产废水处理工艺装置实施例的结构简图。
附图中各标号为：1MVR机械蒸汽再压缩蒸发器；2换热器；3UASB上流式厌氧反应器；4厌氧沉淀器；5第Ⅰ级A/O污水处理系统；6第Ⅱ级A/O污水处理系统；7MBR膜生物反应器；8芬顿氧化器；9混凝沉淀一体化净化器；10吡唑酮生产废水输送管；11碟螺机；12板框压滤机。
具体实施方式
如附图1所示实施例，本发明设有：MVR机械蒸汽再压缩蒸发器1、换热器2、UASB上流式厌氧反应器3、厌氧沉淀器4、A/O污水处理系统、MBR膜生物反应器7、芬顿氧化器8、混凝沉淀一体化净化器9，MVR机械蒸汽再压缩蒸发器1连接换热器2，换热器2连接UASB上流式厌氧反应器3，UASB上流式厌氧反应器3连接厌氧沉淀器4，厌氧沉淀器4连接A/O污水处理系统，A/O污水处理系统末端连接MBR膜生物反应器7，MBR膜生物反应器7后部连接芬顿氧化器8，芬顿氧化器8后部连至混凝沉淀一体化净化器9，所述污水处理系统是由第一级A/O污水处理系统5连接第二级A/O污水处理系统6所组成，第一级A/O污水处理系统5前连厌氧沉淀器4，第二级A/O污水处理系统6末端连接MBR膜生物反应器7，所述换热器2是不锈钢板式换热器。
参照附图1，本实施例所述A/O污水处理系统还连接有进行污泥处理的碟螺机11，芬顿氧化器8连接有对产生的芬顿污泥处理的板框压滤机12。
参见附图1，本实施例的吡唑酮生产废水处理装置的废水处理工艺是：
ⅰ.污水脱盐工序
吡唑酮生产废水由输水管道输入到MVR机械蒸汽再压缩蒸发器，将吡唑酮生产废水中盐回收，MVR机械蒸汽再压缩蒸发器的蒸发冷凝液经换热器冷却，经降温后的蒸发冷凝液调控指标为COD 6000mg/L，氨氮600mg/L，PH值7.5，盐1500mg/L；
ⅱ.厌氧工序
经由污水脱盐工序的蒸发冷凝液进入到UASB上流式厌氧反应器进行厌氧处理，UASB上流式厌氧反应器的出水经厌氧沉淀器去除流失的厌氧污泥；
ⅲ.生化处理工序
该主体生化工序是将厌氧工序进行厌氧处理后的污水输送到一级～二级串联的A/O污水处理系统；
ⅳ.泥水分离工序
本工序采用的MBR膜生物反应器接连于生化处理工序的终端，通过MBR膜进行泥水分离；
ⅴ.污水脱色工序
本工序采用的芬顿脱色工艺，由MBR膜生物反应器的出水接连到芬顿氧化器进行芬顿脱色后，控制达到指标为：COD降至150mg/L，氨氮降至5mg/L，污水色度的稀释倍数到40倍；
ⅵ.污泥处理工序
本污泥处理工序一种是A/O污水处理系统产生的污泥，采用碟螺机进行污泥处理，另一种是芬顿脱色工序产生的芬顿污泥采用板框压滤机，根据两种污泥的性质，采用不同的污泥脱水设备。
本发明以河北冀衡青先化工有限公司吡唑酮生产装置废水处理实施例：
生产装置废水经检测结果为：化学需氧量COD10000mg/L、氨氮4500mg/L，酸碱度pH9.3。
①.废水经调解水质水量，进入MVR蒸发系统，生蒸汽压力等级0.2MPa，配套卧螺式离心机。浓缩液经离心脱水后污盐外售，离心母液循环蒸发；蒸发冷凝液进入板式换热器进行换热冷却；蒸发冷凝液化学需氧量COD≈6000mg/L、氨氮≈600mg/L，酸碱度pH7-8；污水进入UASB，污染物在UASB中被厌氧菌分解，难降解大分子有机物被分解为小分子有机物，沼气收集后放空；UASB配置布水系统和三相分离器，配置自体循环泵，保证UASB正常运转；UASB上清液排入厌氧沉淀，流失的浮泥沉淀下来，并回流到UASB。
②.厌氧沉淀上清液进入Ⅰ级A/O系统，有机物和氨氮在O段得到彻底分解，有机物分解为二氧化碳和水，氨氮被氧化为硝态氮；O段硝化液用回流泵回流至A段，硝态氮在A段被反硝化菌利用易降解有机物还原成氮气释放到大气中。
③.第一级A/O系统出水进入二级A/O系统，在第二级A/O系统末端设置MBR系统，第二级A/O系统保证了在第一级A/O系统中未被完全去除的硝态氮可以被彻底处理。在第二级A段投加碳源，使其中的反硝化菌利用投加的碳源将残余硝态氮彻底还原成氮气，多余的碳源被第二级O段彻底分解；同时末端MBR系统的应用，使生化系统中活性污泥浓度可保持在10g/L的水平，比常规生化系统高几倍，同时使污泥龄与污水停留时间彻底分离，保证了硝化菌和反硝化菌等世代时间较长的微生物的数量，使其氨氮去除能力得到极大提高；再由于污泥浓度的提高，使得微生物总量大大提高，生化系统抗冲击的能力也有显著提升；两级A/O系统出水COD≈300mg/L、氨氮≈3mg/L，酸碱度pH7-8。
④.MBR出水进入芬顿氧化系统，调节芬顿氧化池中PH＝3～4，在其中投加硫酸亚铁和双氧水，污水中残余有机物及发色物质被彻底氧化分解，COD＜150mg/L、氨氮≈3mg/L，酸碱度pH6-9。
⑤处理后的废水，按照中华人民共和国《污水综合排放标准》GB(8978-1996)检测结果表明，满足其二级排放标准。

Claims (5)

1.一种吡唑酮生产废水处理装置，其特征是，它设有MVR机械蒸汽再压缩蒸发器、换热器、UASB上流式厌氧反应器、厌氧沉淀器、A/O污水处理系统、MBR膜生物反应器、芬顿氧化器、混凝沉淀一体化净化器，MVR机械蒸汽再压缩蒸发器连接换热器，换热器连接UASB上流式厌氧反应器，UASB上流式厌氧反应器连接厌氧沉淀器，厌氧沉淀器连接A/O污水处理系统，A/O污水处理系统末端连接MBR膜生物反应器，MBR膜生物反应器后部连接芬顿氧化器，芬顿氧化器后部连至混凝沉淀一体化净化器。
2.根据权利要求1所述的吡唑酮生产废水处理装置，其特征是，所述污水处理系统是由第一级A/O污水处理系统连接第二级A/O污水处理系统所组成，第一级A/O污水处理系统前连厌氧沉淀器，第二级A/O污水处理系统末端连接MBR膜生物反应器。
3.根据权利要求1所述的吡唑酮生产废水处理装置，其特征是，所述换热器是不锈钢板式换热器、耐高温陶瓷换热器、混合式换热器、夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、管壳式换热器中任一种耐保温的换热器。
4.根据权利要求1所述的吡唑酮生产废水处理装置，其特征是，所述A/O污水处理系统还连接有进行污泥处理的碟螺机，芬顿氧化器连接有对产生的芬顿污泥处理的板框压滤机。
5.根据权利要求1所述的吡唑酮生产废水处理装置，其特征是，所述吡唑酮生产废水处理装置的废水处理工艺是：
ⅰ.污水脱盐工序
吡唑酮生产废水由输水管道输入到MVR机械蒸汽再压缩蒸发器，将吡唑酮生产废水中盐回收，MVR机械蒸汽再压缩蒸发器的蒸发冷凝液经换热器冷却，经降温后的蒸发冷凝液调控指标为COD 5800～6100mg/L，氨氮580～620mg/L，PH值7～8，盐≤1500mg/L；
ⅱ.厌氧工序
经由污水脱盐工序的蒸发冷凝液进入到UASB上流式厌氧反应器进行厌氧处理，UASB上流式厌氧反应器的出水经厌氧沉淀器去除流失的厌氧污泥；
ⅲ.生化处理工序
该主体生化工序是将厌氧工序进行厌氧处理后的污水输送到一级～二级串联的A/O污水处理系统；
ⅳ.泥水分离工序
本工序采用的MBR膜生物反应器接连于生化处理工序的终端，通过MBR膜进行泥水分离；
ⅴ.污水脱色工序
本工序采用的芬顿脱色工艺，由MBR膜生物反应器的出水接连到芬顿氧化器进行芬顿脱色后，控制达到指标为：COD降至150mg/L及以下，氨氮降至5mg/L及以下，污水色度的稀释倍数到40倍及以下；
ⅵ.污泥处理工序
本污泥处理工序一种是A/O污水处理系统产生的污泥，采用碟螺机进行污泥处理，另一种是芬顿脱色工序产生的芬顿污泥采用板框压滤机，根据两种污泥的性质，采用不同的污泥脱水设备。
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