CN111995187A - 一种丙烯腈废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙烯腈废水处理方法，属于废水处理技术领域。该方法步骤为：集水池内的废水在提升泵的作用下进入快混区，第一加药罐向快混区内投加絮凝剂，絮凝剂与废水在较短时间内快速混合后经过水孔进入慢混区，第二加药罐向慢混区内投加助凝剂，助凝剂与慢混区内的污水充分絮凝反应后流入沉淀区进行沉淀分离，分离出的上清液进入膜池内，膜池内的微生物对废水中的有机污染物进行生物降解，在出水泵的抽吸作用下，膜池内的废水再经各过滤膜组件过滤，过滤所产生的清液由膜框内腔汇流到集水板中后经出水管流出，曝气装置不断地向膜池中鼓入空气气泡，膜池内的悬浮填料流化分散在膜池内。本发明既能提升丙烯腈废水的出水水质又能减缓膜污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙烯腈废水处理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
丙烯腈作为重要的化工原料之一，在腈纶、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺、ABS树脂、合成纤维、合成橡胶、合成塑料生产等领域有着广阔的应用前景。我国有10套丙烯腈装置，年产丙烯腈超过100万吨。受丙烯腈需求上升和库存量较低的影响，包括中国在内的全世界丙烯腈产能在近年显著上升。在丙烯腈生产过程中，每生成1t丙烯腈就伴有约1t废水生成，而急冷、吸收、回收系统又需要大量的水做急冷水、吸收水和溶剂水，在这种情况下，高浓度、剧毒有机废水——丙烯腈生产废水的处理成为丙烯腈生产企业的最大难题之一。随着国家对过程工业节水减排要求的日益严格，建设节水型和水环境友好型的化工企业，已经是丙烯腈生产企业面临的最紧迫的任务。
目前我国处理丙烯腈废水的主要方法有：(1)焚烧法，其优点是处理彻底，但处理废水的能耗高，焚烧一吨废水的能耗费用在230～250元左右，而且实际操作过程中，由于燃烧产生有害气体，引起二次污染和大气污染，另外自身设备还容易结垢。(2)蒸发精馏法，其缺点是能耗高，处理不彻底，处理成本较高。(3)芬顿(Fenton)试剂法，过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系称为Fenton试剂，在Fe2+催化作用下，双氧水能产生活泼的羟基自由基，从而引发自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化，从而有效降低丙烯腈废水中的COD，该方法作为丙烯腈废水的预处理是一种比较有效的方法，但是该处理方法在操作过程中双氧水易无效分解造成处理效率的下降和处理成本的提高，难以实现Fenton试剂对丙烯腈废水的高效低成本处理。
膜分离技术已成为解决当代能源、资源和环境污染问题的重要高新技术之一。利用膜分离技术处理丙烯腈废水，不但可以大大降低能耗、降低丙烯腈产品的生产成本、减少焚烧废气所产生的二次污染，而且还可以大幅度地提高我国丙烯腈装置的技术水平，增强我国丙烯腈产品在国际市场上的竞争能力。但现有采用膜分离技术处理丙烯腈废水时，存在膜污染严重的问题，此外，该方法对废水中丙烯腈的去除率仍有待提高。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种丙烯腈废水处理方法，该方法在现有膜分离技术的基础上增加絮凝沉淀段，首先利用絮凝沉淀池对丙烯腈废水中的大颗粒污染物进行高效去除，然后利用膜池中的微生物对有机污染物进行生物降解，再利用膜组件对丙烯腈废水进行过滤，可以大大提高丙烯腈废水的出水水质，此外，该方法通过在膜池内增设与曝气装置相配合的悬浮填料，悬浮填料利用曝气作用流化分散在膜池内不仅能起到高效吸附污染物的作用，而且能对过滤膜膜面起到冲刷作用，减缓膜污染。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种丙烯腈废水处理方法，该方法采用丙烯腈废水处理系统进行，所述丙烯腈废水处理系统包括括集水池、提升泵、混凝沉淀池、加药装置、膜池、若干个平板膜组件、集水板、出水管、出水泵、曝气装置，所述混凝沉淀池包括通过隔板依次分隔开的快混区、慢混区和沉淀区，各隔板的上部均设有过水孔，快混区和慢混区内分别设有快速搅拌装置和慢速搅拌装置，所述加药装置包括第一加药罐和第二加药罐，第一加药罐用于向快混区内投加絮凝剂，第二加药罐用于向慢混区内投加助凝剂，所述膜池内放置有活性污泥和悬浮填料，所述平板膜组件均竖直设置在膜池内，平板膜组件包括膜框和位于膜框两侧的过滤膜，膜框顶部出水口与集水板底部相连通，所述集水板内部中空且水平设置，集水板将若干平板膜组件连接在一起，集水板顶部与出水管相连通，所述出水泵设置在出水管上，所述曝气装置用于向膜池内通入空气；所述丙烯腈废水处理方法的具体步骤如下：废水进入集水池进行汇集、储存和均质，在提升泵的作用下，集水池内的废水进入混凝沉淀池的快混区，同时，第一加药罐向快混区内投加絮凝剂，在快速搅拌装置的作用下，絮凝剂与废水在较短时间内快速均匀混合，形成的混合液经过水孔进入慢混区，第二加药罐向慢混区内投加助凝剂，在慢速搅拌装置的作用下，助凝剂与慢混区内的污水充分絮凝反应，然后废水经过水孔流入沉淀区进行沉淀分离，沉淀区的上清液经管道进入膜池内，首先，膜池内的微生物对废水中的有机污染物进行生物降解，然后在出水泵的抽吸作用下，膜池内的废水经各过滤膜组件过滤，过滤所产生的清液由膜框内腔汇流到集水板中后再经出水管流出，其中，膜池在运行过程中，曝气装置不断地向膜池中鼓入空气气泡，膜池内的悬浮填料流化分散在膜池内。
优选地，所述丙烯腈废水处理系统还包括控制器、与控制器电连接的高液位计和低液位计，高液位计和低液位计分别安装在膜池预设的高液位处和低液位处，以监控膜池内的液面高度，当膜池内液面高度低于预设的低液位处时，低液位计将检测到的信号发送给控制器，控制器发出指令，出水泵关闭，当膜池内液面高度高于预设的高液位处时，高液位计将检测到的信号发送给控制器，控制器发出指令，提升泵关闭。
优选地，所述的快速搅拌装置的转速为200～300r/min，慢速搅拌装置的转速为20～40r/min。
优选地，所述的絮凝剂为聚合氯化铝或聚合硫酸铝，助凝剂为聚丙烯酰胺。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明在现有膜分离技术的基础上增加絮凝沉淀段，首先利用絮凝沉淀池对丙烯腈废水中的大颗粒污染物进行高效去除，然后利用膜池中的微生物对有机污染物进行生物降解，再利用膜组件对丙烯腈废水进行过滤，可以大大提高丙烯腈废水的出水水质，此外，该方法通过在膜池内增设与曝气装置相配合的悬浮填料，悬浮填料本身适合微生物附着，其流化分散在膜池内不仅能起到高效吸附污染物的作用，而且能对过滤膜膜面起到冲刷作用，减缓膜污染。
2.在混凝反应过程中，搅拌速度快，混合较为均匀，但混合速度过快则不利于絮体的长大，影响后续沉淀分离效率。本发明通过将絮凝剂和助凝剂分别置于快混池与慢混池内与污水反应，通过快混池和慢混池内混凝反应的搭配，既可以使反应更加充分，又能够提高悬浮物分离的效果，可以在保证混凝反应效率的同时提高对污染物颗粒的去除效率。
3.本发明通过改进曝气装置，既可以利用曝气产生的气体推动力，节约能源，又可以增大曝气面积，缩小曝气盲区，而且还具有扰动搅拌功能，可提高反应器内水体流化效果，增强曝气气泡及悬浮填料对膜面的冲刷作用，进一步减缓膜污染。
4.本发明通过设置高液位计和低液位计，可以防止因提升泵不关闭而造成的高液位溢流和因出水泵不关闭造成的低液位缺水的情况。
5.本发明通过设置集水板，多个平板膜组件可通过集水板固定连接，且多个膜组件的出水可通过集水板汇集后再从出水管流出，这样不仅无需再设置多根与膜组件相连接的出水支管，而且还能大大降低出水阻力。
附图说明
图1是本发明中的丙烯腈废水处理系统的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3是本发明中的曝气管的结构示意图；
图4是图3中A-A剖面图；
附图标记：
10.集水池 20.提升泵 30.混凝沉淀池 31.快混区 311.快速搅拌装置 32.慢混区 321.慢速搅拌装置 33.沉淀区 34.隔板 341.过水孔 41.第一加药罐 42.第二加药罐50.膜池 51.悬浮填料 52.平板膜组件 53.高液位计 54.低液位计 55.集水板 60.出水管70.出水泵 81.曝气风机 82.曝气进气管 83.曝气管 831.第一组曝气孔 832.第二组曝气孔 833.曝气孔 84.滚动轴承
具体实施方式
结合图1至图4，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
一种丙烯腈废水处理方法，该方法采用丙烯腈废水处理系统进行；
所述丙烯腈废水处理系统包括括集水池10、提升泵20、混凝沉淀池30、加药装置、膜池50、若干个平板膜组件52、高液位计53、低液位计54、集水板55、出水管60、出水泵70、曝气装置、控制器，所述提升泵20用于将集水池10内的废水提升至混凝沉淀池30中，所述混凝沉淀池30包括通过隔板34依次分隔开的快混区31、慢混区32和沉淀区33，各隔板34的上部均设有过水孔341，快混区31和慢混区32内分别设有快速搅拌装置311和慢速搅拌装置321，快速搅拌装置的转速为200～300r/min，慢速搅拌装置321的转速为20～40r/min，所述加药装置包括第一加药罐41和第二加药罐42，第一加药罐41用于向快混区31内投加絮凝剂，其中，絮凝剂为聚合氯化铝或聚合硫酸铝，第二加药罐42用于向慢混区32内投加助凝剂，其中，助凝剂为聚丙烯酰胺，所述膜池50内放置有活性污泥和悬浮填料51，所述平板膜组件52均竖直设置在膜池50内，平板膜组件52包括膜框和位于膜框两侧的过滤膜，其中，过滤膜为微滤膜或超滤膜，膜框顶部出水口与集水板55底部相连通，所述集水板55内部中空且水平设置，集水板55将若干平板膜组件52连接在一起，集水板55顶部与出水管60相连通，所述高液位计53和低液位计54分别安装在膜池50预设的高液位处和低液位处，以监控膜池50内的液面高度，其中，当膜池50内液面高度低于预设的低液位处时，低液位计54将检测到的信号发送给控制器，控制器发出指令，出水泵70关闭，当膜池50内液面高度高于预设的高液位处时，高液位计53将检测到的信号发送给控制器，控制器发出指令，提升泵20关闭，所述出水泵70设置在出水管60上，所述曝气装置用于向膜池50内通入空气，曝气装置包括曝气风机81、曝气进气管82、曝气管83、滚动轴承84，曝气风机81通过曝气进气管82与曝气管83相连通，曝气进气管82与滚动轴承84外圈相连，曝气管83的中部与滚动轴承84内圈相连，曝气管83的两侧分别设有第一组曝气孔831和第二组曝气孔832，第一组曝气孔831和第二组曝气孔832分别位于曝气管83的两端，第一组曝气孔831和第二组曝气孔832中曝气孔833的数量相同及间距相同，曝气孔833开孔方向均为水平方向向上呈45～60度；
所述丙烯腈废水处理方法的具体步骤如下：废水进入集水池10进行汇集、储存和均质，在提升泵20的作用下，集水池10内的废水进入混凝沉淀池30的快混区31，同时，第一加药罐341向快混区内投加絮凝剂，在快速搅拌装置311的作用下，絮凝剂与废水在较短时间内快速均匀混合，形成的混合液经过水孔进入慢混区，第二加药罐42向慢混区内投加助凝剂，在慢速搅拌装置321的作用下，助凝剂与慢混区32内的污水充分絮凝反应，然后废水经过水孔341流入沉淀区33进行沉淀分离，沉淀区22的上清液经管道进入膜池内，首先，膜池内的微生物对废水中的有机污染物进行生物降解，然后在出水泵的抽吸作用下，膜池50内的废水经各过滤膜组件52过滤，过滤所产生的清液由膜框内腔汇流到集水板中后再经出水管流出，其中，膜池50在运行过程中，曝气风机81始终处于开启状态，空气气泡不断地通过曝气管83上的曝气孔833鼓入膜池50，在气泡作用下膜池内的悬浮填料51流化分散在膜池50内，在曝气产生的气体推动力下，曝气管83自动发生旋转，曝气面积增大，膜池内水体流化效果增强。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种丙烯腈废水处理方法，其特征在于，该方法采用丙烯腈废水处理系统进行，所述丙烯腈废水处理系统包括括集水池、提升泵、混凝沉淀池、加药装置、膜池、若干个平板膜组件、集水板、出水管、出水泵、曝气装置，所述混凝沉淀池包括通过隔板依次分隔开的快混区、慢混区和沉淀区，各隔板的上部均设有过水孔，快混区和慢混区内分别设有快速搅拌装置和慢速搅拌装置，所述加药装置包括第一加药罐和第二加药罐，第一加药罐用于向快混区内投加絮凝剂，第二加药罐用于向慢混区内投加助凝剂，所述膜池内放置有活性污泥和悬浮填料，所述平板膜组件均竖直设置在膜池内，平板膜组件包括膜框和位于膜框两侧的过滤膜，膜框顶部出水口与集水板底部相连通，所述集水板内部中空且水平设置，集水板将若干平板膜组件连接在一起，集水板顶部与出水管相连通，所述出水泵设置在出水管上，所述曝气装置用于向膜池内通入空气；所述丙烯腈废水处理方法的具体步骤如下：废水进入集水池进行汇集、储存和均质，在提升泵的作用下，集水池内的废水进入混凝沉淀池的快混区，同时，第一加药罐向快混区内投加絮凝剂，在快速搅拌装置的作用下，絮凝剂与废水在较短时间内快速均匀混合，形成的混合液经过水孔进入慢混区，第二加药罐向慢混区内投加助凝剂，在慢速搅拌装置的作用下，助凝剂与慢混区内的污水充分絮凝反应，然后废水经过水孔流入沉淀区进行沉淀分离，沉淀区的上清液经管道进入膜池内，首先，膜池内的微生物对废水中的有机污染物进行生物降解，然后在出水泵的抽吸作用下，膜池内的废水经各过滤膜组件过滤，过滤所产生的清液由膜框内腔汇流到集水板中后再经出水管流出，其中，膜池在运行过程中，曝气装置不断地向膜池中鼓入空气气泡，膜池内的悬浮填料流化分散在膜池内。
2.如权利要求1所述的丙烯腈废水处理方法，其特征在于，所述丙烯腈废水处理系统还包括控制器、与控制器电连接的高液位计和低液位计，高液位计和低液位计分别安装在膜池预设的高液位处和低液位处，以监控膜池内的液面高度，当膜池内液面高度低于预设的低液位处时，低液位计将检测到的信号发送给控制器，控制器发出指令，出水泵关闭，当膜池内液面高度高于预设的高液位处时，高液位计将检测到的信号发送给控制器，控制器发出指令，提升泵关闭。
3.如权利要求1所述的丙烯腈废水处理方法，其特征在于，所述的快速搅拌装置的转速为200～300r/min，慢速搅拌装置的转速为20～40r/min。
4.如权利要求1所述的丙烯腈废水处理方法，其特征在于，所述的絮凝剂为聚合氯化铝或聚合硫酸铝，助凝剂为聚丙烯酰胺。
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