CN111807647A - 一种丙烯酸废水的深度处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种丙烯酸废水的深度处理系统，该深度处理系统包括丙烯酸废水依次通过的预处理模块、菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块；所述菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块均设置有污泥排放口；所述臭氧处理模块设置有与所述预处理模块相连的水回流管道，用于臭氧处理模块部分产水的回流。本发明提供的丙烯酸深度废水处理系统包括预处理模块、菌种生化氧化模块、臭氧深度处理模块，具有产水效果好，能耗低，剩余污泥排放量少等优势，解决了由化学氧化处理带来的产泥量大的问题，降低固废处理成本，提高工艺的经济性。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种丙烯酸废水的深度处理系统及方法。
背景技术
目前，在丙烯酸及其酯类生产过程中，容易产生大量高浓度有机废水，此种废水有机物浓度高、成分复杂，对微生物有明显毒害作用，未经处理排放，很容易造成二次污染。目前来看，丙烯酸废水的主要处理方式有焚烧法、湿式催化氧化法以及微生物降解法。其中，焚烧法作为最简单的一种处理方式，其缺点也是明显的，焚烧法能耗成本高，二次污染严重；湿式催化氧化法对处理设备的质量要求过高，要求具有耐高温、高压及腐蚀的性质，同样运行成本也比较高；丙烯酸废水微生物降解法，尤其是厌氧生物处理法作为一种新兴的丙烯酸废水处理方法，解决了能耗高、成本高的问题，但同样存在稳定性差的问题，针对这方面的技术创新和改进是目前处理该类废水的主要发展方向。
专利CN201811214071.6中公开了一种工业丙烯酸废水氧化处理的方法，该方法通过含有包括Fe、Cu、Co、Mn、Ni与Zn等在内的活性元素的高效氧化催化剂，投加到丙烯酸废水当中，再与含氧气的氧化剂接触反应，以此达到去除水体中COD的目的。但是，此方法活性元素的投加量需求大，成本过高，过程中产生的絮凝物过多，形成固废，需二次处理，处理成本过高。
专利CN102491582中采用了A/O生化法，专利CN104512984A采用了铁碳微电解与厌氧膜生物反应器组合工艺，还有专利CN105174614A中采用厌氧处理法，这三个专利均提到了采用活性污泥生化的方式，但此方式目前存在停留时间长、系统抗冲击负荷能力低的问题。
因此，设计了一种丙烯酸废水的深度处理系统及方法来解决上述问题。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种丙烯酸废水的深度处理系统。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种丙烯酸废水的深度处理系统，该深度处理系统包括丙烯酸废水依次通过的预处理模块、菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块；所述菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块均设置有污泥排放口；所述臭氧处理模块设置有与所述预处理模块相连的水回流管道，用于臭氧处理模块部分产水的回流。
优选的技术方案为：所述预处理模块包括依次连接的废水储罐和废水均质调节池，所述废水储罐与所述废水均质调节池之间设置有第一提升泵，所述废水均质调节池设置有加药装置、曝气装置和pH监测装置。
优选的技术方案为：所述菌种生化氧化模块包括依次连接的水解酸化池、好氧生化氧化池和二级沉淀池，所述水解酸化池与所述废水调节池相连且两者之间设置有第二提升泵，所述水解酸化池和所述好氧生化氧化池均设置有菌种投加装置、pH监测装置和酸碱调节装置，所述好氧生化氧化池还设置有曝气装置。
优选的技术方案为：所述臭氧深度处理模块包括依次连接的臭氧催化氧化池、中间池和MBR反应池，所述臭氧催化氧化池与所述二级沉淀池相连且两者之间设置有第三提升泵，所述MBR反应池与所述中间池设置有第四提升泵，所述臭氧催化氧化池设置有臭氧发生器，所述中间池与所述MBR反应池均设置有曝气装置。
优选的技术方案为：所述二级沉淀池与所述水解酸化池之间设置有从二级沉淀池流向水解酸化池的污泥回流装置。
优选的技术方案为：所述水回流管道的两端分别与所述中间池和废水均质调节池相连。
优选的技术方案为：所述菌种投加装置与一菌株活化装置相连。
优选的技术方案为：所述水解酸化池、好氧生化氧化池、二级沉淀池和MBR反应池均设置有污泥排放出口。
本发明还提供了一种丙烯酸废水的深度处理方法，包括如下步骤：
第一步：令生产车间的丙烯酸废水经废水储罐和第一提升泵送入废水均质调节池，通过所述废水均质调节池的加药装置投加相应的微生物生长复合营养液，通过所述废水均质调节池的pH监测装置来监测废水的pH值，并通过加药装置投加酸碱药剂来调节pH值；
第二步：令废水均质调节池的产水经过第二提升泵进入菌种生化氧化模块的水解酸化池，采用菌种活化装置定期向水解酸化池中补加丙烯酸特种菌，溶解氧控制在0.5~1.0mg/L，该工段停留时间控制在3d~8d；水解酸化池的产水进入好氧生化氧化池，采用菌种活化装置定期向好氧生化氧化池中补加丙烯酸特种菌，溶解氧控制在4.0~7.0mg/L，该工段停留时间控制在12d~22d；水解酸化池和好氧生化氧化池均通过pH监测装置来监测废水的pH值并通过酸碱调节装置来调节pH值；好氧生化氧化池的产水进入二级沉淀池，二级沉淀池的污泥可通过回流装置流回水解酸化池确保污泥浓度充足；
第三步：令二级沉淀池的产水经过第三提升泵进入臭氧深度处理模块的臭氧催化氧化池，臭氧氧化后的产水进入中间池；中间池的一部分产水通过第四提升泵流入MBR反应池，溶解氧控制在4.0~5.0mg/L，中间池的还有一部分产水回流至废水均质调节池用于均质进水；
第四步：对MBR反应池的产水进行检测，达标后排放；
第五步：将水解酸化池、好氧生化氧化池、二级沉淀池及MBR反应池的污泥排放至污泥收集处统一收集外排处理。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
与现有技术相比，本发明提供的丙烯酸生产废水处理系统包括三个模块，分别为预处理模块、菌种生化氧化模块、臭氧深度处理模块，菌种生化氧化模块产水COD可降至500mg/L，臭氧催化氧化深度处理后COD可降至60mg/L，有机物降解效果突出；特种功能菌结合传统生化氧化处理可降低20%的停留时间，提高处理效率，降低处理成本；解决了由化学氧化处理带来的产泥量大的问题，降低固废处理成本，提高工艺的经济性。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
以上附图中，废水储罐1，废水均质调节池2，水解酸化池3，好氧生化氧化池4，二级沉淀池5，臭氧催化氧化池6，中间池7，MBR反应池8，第一提升泵9，第二提升泵10，第三提升泵11，第四提升泵12，污泥回流装置13，菌株活化装置14，水回流管道15。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：本实施例中，进水水质pH为9.33，COD为18920mg/L。
如图1所示，一种丙烯酸废水的深度处理系统，该深度处理系统包括丙烯酸废水依次通过的预处理模块、菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块；菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块均设置有污泥排放口；臭氧处理模块设置有与预处理模块相连的水回流管道15，用于臭氧处理模块部分产水的回流。
预处理模块包括依次连接的废水储罐1和废水均质调节池2，废水储罐1与废水均质调节池2之间设置有第一提升泵9，废水均质调节池2设置有加药装置、曝气装置和pH监测装置。
菌种生化氧化模块包括依次连接的水解酸化池3、好氧生化氧化池4和二级沉淀池5，水解酸化池3与废水调节池相连且两者之间设置有第二提升泵10，水解酸化池3和好氧生化氧化池4均设置有菌种投加装置、pH监测装置和酸碱调节装置，菌种投加装置与一菌株活化装置14相连，好氧生化氧化池4还设置有曝气装置，控制溶解氧在4~7mg/L，pH在6.5~8.5；二级沉淀池5的池底配有排泥斗，部分污泥回流至水解酸化池3；菌种生化氧化模块的停留时间为10~30d；菌种生化氧化模块的产水COD可降至500mg/L以下。
臭氧深度处理模块包括依次连接的臭氧催化氧化池6、中间池7和MBR反应池8，臭氧催化氧化池6与二级沉淀池5相连且两者之间设置有第三提升泵11，MBR反应池8与中间池7设置有第四提升泵12，中间池7与MBR反应池8均设置有曝气装置。臭氧催化氧化池6设置有臭氧发生器、催化氧化填料，臭氧投加量与COD比例为3：1~0.5：1；臭氧催化氧化填料采用活性炭或者活性氧化铝为载体，添加过渡金属复合氧化物（如：Fe、Mn、Ni、Co等）作为活性组分进行改性，提高催化填料的氧化活性；臭氧催化氧化装置可提高生化氧化产水中难降解有机物的可生化性。
二级沉淀池5与水解酸化池3之间设置有从二级沉淀池5流向水解酸化池3的污泥回流装置13。
水回流管道15的两端分别与中间池7和废水均质调节池2相连。臭氧深度处理产水可作为稀释水用于均质废水，提高系统稳定性。
水解酸化池3、好氧生化氧化池4、二级沉淀池5和MBR反应池8均设置有污泥排放出口。
一种丙烯酸废水的深度处理方法，包括如下步骤：
第一步：令生产车间的丙烯酸废水经废水储罐1和第一提升泵9送入废水均质调节池2，设置废水均质调节池2的目的主要用于均质水质，提高系统稳定性；通过废水均质调节池2的加药装置投加相应的微生物生长复合营养液，通过废水均质调节池2的pH监测装置来监测废水的pH值，并通过加药装置投加酸碱药剂来调节pH值，一方面用于调节废水pH值，控制进水COD浓度，另一方面可充分混合后端微生物所需要的营养元素。预处理模块产水水质为PH在7.5~8.5之间。
第二步：令废水均质调节池2的产水经过第二提升泵10进入菌种生化氧化模块的水解酸化池3，采用菌种活化装置定期向水解酸化池3中补加丙烯酸特种菌，其中水解酸化反应是为了初步将大分子断链，提升废水可生化性，溶解氧控制在0.5~1.0mg/L，该工段停留时间控制在3d~8d；水解酸化池3的产水进入好氧生化氧化池4，采用菌种活化装置定期向好氧生化氧化池4中补加丙烯酸特种菌，溶解氧控制在4.0~7.0mg/L，该工段停留时间控制在12d~22d；水解酸化池3和好氧生化氧化池4均通过pH监测装置来监测废水的pH值并通过酸碱调节装置来调节pH值；好氧生化氧化池4的产水进入二级沉淀池5，二级沉淀池5的污泥可通过回流装置流回水解酸化池3确保污泥浓度充足。经特种菌生化氧化模块产水可将COD降至500mg/L以下，降解率97.4%。
第三步：令二级沉淀池5的产水经过第三提升泵11进入臭氧深度处理模块的臭氧催化氧化池6，一方面进一步降解废水有机物含量，另一方面进一步提升废水可生化性；臭氧氧化后的产水进入中间池7，中间池7设有曝气装置，可利用臭氧催化氧化过程中残留的活性氧化物，如O3、OH·、H2O2等进一步氧化，提高臭氧的利用率与经济性；中间池7的一部分产水通过第四提升泵12流入MBR反应池8，溶解氧控制在4.0~5.0mg/L。
MBR膜元件可以截留产水中的污泥及其他悬浮物，保证生化池内的污泥浓度，MBR池配有对应的MBR反冲洗装置，用于定期清理膜表面污垢，恢复足够的膜通量，提高膜使用寿命；MBR膜元件的材质为聚偏氟乙烯（PVDF）；MBR反应池8产水COD可降至60mg/L以下。中间池7的还有一部分产水回流至废水均质调节池2用于均质进水。
臭氧深度处理模块的产水COD可以降至60mg/L以下，去除率达到99.7%。
第四步：对MBR反应池8的产水进行检测，达标后排放；
第五步：将水解酸化池3、好氧生化氧化池4、二级沉淀池5及MBR反应池8的污泥排放至污泥收集处统一收集外排处理。
特种菌为复合菌株制成的冻干粉，并通过菌株活化装置14活化后投入到生化系统中，定期补加，周期为1~3个月。
本发明提供的丙烯酸深度废水处理系统包括三个模块，分别为预处理模块、菌种生化氧化模块、臭氧深度处理模块，菌种生化氧化模块产水COD可降至500mg/L，臭氧催化氧化深度处理后COD可降至60mg/L，有机物降解效果突出；特种功能菌结合传统生化氧化处理可降低20%的停留时间，提高处理效率，降低处理成本；解决了由化学氧化处理带来的产泥量大的问题，降低固废处理成本，提高工艺的经济性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：该深度处理系统包括丙烯酸废水依次通过的预处理模块、菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块；所述菌种生化氧化模块和臭氧深度处理模块均设置有污泥排放口；所述臭氧处理模块设置有与所述预处理模块相连的水回流管道，用于臭氧处理模块部分产水的回流。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述预处理模块包括依次连接的废水储罐和废水均质调节池，所述废水储罐与所述废水均质调节池之间设置有第一提升泵，所述废水均质调节池设置有加药装置、曝气装置和pH监测装置。
3.根据权利要求2所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述菌种生化氧化模块包括依次连接的水解酸化池、好氧生化氧化池和二级沉淀池，所述水解酸化池与所述废水调节池相连且两者之间设置有第二提升泵，所述水解酸化池和所述好氧生化氧化池均设置有菌种投加装置、pH监测装置和酸碱调节装置，所述好氧生化氧化池还设置有曝气装置。
4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述臭氧深度处理模块包括依次连接的臭氧催化氧化池、中间池和MBR反应池，所述臭氧催化氧化池与所述二级沉淀池相连且两者之间设置有第三提升泵，所述MBR反应池与所述中间池设置有第四提升泵，所述臭氧催化氧化池设置有臭氧发生器，所述中间池与所述MBR反应池均设置有曝气装置。
5.根据权利要求4所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述二级沉淀池与所述水解酸化池之间设置有从二级沉淀池流向水解酸化池的污泥回流装置。
6.根据权利要求5所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述水回流管道的两端分别与所述中间池和废水均质调节池相连。
7.根据权利要求6所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述菌种投加装置与一菌株活化装置相连。
8.根据权利要求7所述的一种丙烯酸废水的深度处理系统，其特征在于：所述水解酸化池、好氧生化氧化池、二级沉淀池和MBR反应池均设置有污泥排放出口。
9.一种丙烯酸废水的深度处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：令生产车间的丙烯酸废水经废水储罐和第一提升泵送入废水均质调节池，通过所述废水均质调节池的加药装置投加相应的微生物生长复合营养液，通过所述废水均质调节池的pH监测装置来监测废水的pH值，并通过加药装置投加酸碱药剂来调节pH值；
第二步：令废水均质调节池的产水经过第二提升泵进入菌种生化氧化模块的水解酸化池，采用菌种活化装置定期向水解酸化池中补加丙烯酸特种菌，溶解氧控制在0.5~1.0mg/L，该工段停留时间控制在3d~8d；水解酸化池的产水进入好氧生化氧化池，采用菌种活化装置定期向好氧生化氧化池中补加丙烯酸特种菌，溶解氧控制在4.0~7.0mg/L，该工段停留时间控制在12d~22d；水解酸化池和好氧生化氧化池均通过pH监测装置来监测废水的pH值并通过酸碱调节装置来调节pH值；好氧生化氧化池的产水进入二级沉淀池，二级沉淀池的污泥可通过回流装置流回水解酸化池确保污泥浓度充足；
第三步：令二级沉淀池的产水经过第三提升泵进入臭氧深度处理模块的臭氧催化氧化池，臭氧氧化后的产水进入中间池；中间池的一部分产水通过第四提升泵流入MBR反应池，溶解氧控制在4.0~5.0mg/L，中间池的还有一部分产水回流至废水均质调节池用于均质进水；
第四步：对MBR反应池的产水进行检测，达标后排放；
第五步：将水解酸化池、好氧生化氧化池、二级沉淀池及MBR反应池的污泥排放至污泥收集处统一收集外排处理。
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