CN112174422A - 一种高盐高cod纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，包括步骤：车间废水排放至集水池储存，提升至膜处理装置，出清液储存于储水池，进而提升至MVR脱盐，脱盐后的蒸发冷凝水储存于调节池，调节池水提升至回流混合池，补充各类营养元素和碱度后提升至厌氧池，厌氧出水进入两级好氧CBR池中，生化出水进入中间沉淀池澄清，中间沉淀池泥水混合物回流至好氧CBR池补充流失污泥，澄清水进入终沉池加药絮凝沉淀，保证最终出水各项指标达标排放。本发明可同时去除废水中的盐分和COD，出水能达标准，系统占地少，运行稳定，操作管理方便。

Description

一种高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理工艺领域，尤其涉及一种高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺。
背景技术
纤维素醚生产废水具有高盐、高COD的特点，直接排放会对水体及附近生态环境产生巨大影响。
目前多数纤维素醚生产废水处理工艺为：
（1）脱盐→水解酸化→二级接触氧化→二沉池→排放
（2）脱盐→调节→Fe/C还原→水解酸化→MBR膜反应器→排放
经上述工艺时，因脱盐前未进行针对性的预处理，脱盐装置宜结垢，使用寿命短；
使用上述处理工艺（1）时，尽管废水经过脱盐处理，COD大幅度降低，水解和两级接触氧COD总体去除可达80%以上，尚不能达标排放；使用上述处理工艺（2）时，因用到Fe/C工艺，将废水调至酸性，反应后用碱调至中性，需使用大量的酸碱，中和絮凝后还会沉淀出大量的铁泥，因最终出水中带有少量铁离子，水的感观性状不佳，同时还产生大量铁碳固废；且MBR膜反应器需要反洗、还需定期化学清洗、需严格控制微生物浓度，管理比较麻烦、维护工作量大，膜很容易被堵塞，甚至因此而报废，膜更换成本高。这两者都无形中增加了企业后期的运行跟管理成本。
现大多数纤维素废水处理工艺在技术可行性、处理成本及处理效果方面不能兼顾，出水也不能稳定达到排放要求。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供了一种高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺。
本发明的具体内容如下：一种高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，包括如下工序：
步骤一：将车间产生的废水排放至集水池储存；
步骤二：将集水池内的废水送至超频震动膜过滤系统处理，去除废水中大分子纤维素类物质及部分COD，处理后的清液进入储水池，产生的浓液回用生产线；
步骤三：将步骤二得到的储水池的中的清液送入MVR蒸发装置进行蒸发处理，蒸发产生的冷凝水带走大部分COD进入调节池储存；
步骤四：将步骤三中得到的废水提升至回流混合吃，与接触厌氧出水进行混合稀释，同时投加各类营养元素并补充碱度；
步骤五：将步骤四得到的混合废水依次通过接触厌氧池、一级好氧CBR池、二级好氧CBR池和中间沉淀池分别进行厌氧甲烷化、好氧生化和絮凝沉淀处理，进一步去除废水中COD；中间沉淀池污泥回流至好氧CBR池补充流失的活性污泥；接触厌氧出水自适应回流至回流混合池；在两级好氧CBR池设置消泡装置以消除因曝气产生的大量泡沫；同时在一级好氧CBR池设置降温装置，确保好氧池温度在35℃以下；
步骤六：将步骤五产生的废水排出终沉池投加PAC和PAM进一步去除COD和SS；
步骤七：将系统产生的污泥排入集泥池储存，送至浓缩池浓缩，后调质进入压滤机压滤；
步骤八：回流混合池、接触厌氧池加盖密封，所产沼气经管道收集后依次经过水封罐、脱硫罐后引至焚烧炉焚烧产生副产物蒸汽，富余沼气引至沼气火炬燃烧处理。
本发明根据纤维素醚生产废水具有高盐分、高COD的特点，首先设置超频振动膜处理系统用于回收带入废水中的纤维素类产品；膜系统产出的清液设置MVR蒸发对其进行脱盐处理，确保后续生化系统盐分小于2000mg/L，适宜微生物的生存代谢，在脱盐的同时去除小部分COD，减轻后需生化处理的负担；纤维素醚生产所用原水为去离子水，生产废水具有营养元素匮乏的特点，在生化前设置营养盐补充装置，补充生化所需N、P、K、Fe、Mg、S、Ca、Co、Ni等元素；纤维素醚生产废水具有易酸化的特点，在回流混合池设置碱度补充系统，确保系统酸碱平衡；纤维素醚生产废水具有高COD特点，普通活性污泥法很难达标排放，本发明采用厌氧-好氧生化组合工艺，先通过厌氧甲烷化去除90%以上的COD，再通过设有悬浮载体填料的好氧单元去除剩余COD，大大的降低了好氧能耗；纤维素醚生产废水COD高，具有生化污泥多的特点，本发明将生化污泥和物化污泥同时收集浓缩，并投加生物质锅炉灰改善污泥性质使其易于脱水；纤维素醚生产废水厌氧具有产甲烷高的特点，本发明将回流混合池、接触厌氧池加盖密封，所产沼气经管道收集后依次经过水封罐、脱硫罐后引至焚烧炉焚烧产生副产物蒸汽，富余沼气引至沼气火炬燃烧处理。
进一步的，步骤一中的废水中氯化钠含量为12~15%，COD含量为50000~70000mg/L.
进一步的，步骤二中处理后的清液中COD含量为 40000~60000mg/L，氯化钠含量为12~15%。
进一步的，步骤二中超频震动膜过滤系统薄膜的振动幅度5~10°范围，频率维持在50±5HZ范围。
进一步的，所述废水在生化处理前进行MVR脱盐处理，脱盐处理后废水中盐分小于2000mg/L，COD在30000~50000mg/L范围。
进一步的，接触厌氧出水设置4Q~7Q的自适应回流，回流水与调节池进水在回流混合池首端混合，避免进入厌氧的COD过高造成冲击，同时在回流混合池设置营养盐和碱投加装置。
进一步的，厌氧池采用脉冲进水和旋切布水方式，内装填2.5~3.5m高的弹性填料，出水经三相分离器分离污泥和沼气。
进一步的，在两级好氧CBR池中投加容积比20%~40%的悬浮载体填料以增加活性污泥浓度，同时按照60~100%回流比补充污泥。
进一步的，生化污泥和物化污泥均排至集泥池收集，混合后一起浓缩压滤，并在压滤前投加生物质锅炉灰进行调质，以达到较低的含水率。
进一步的，MVR蒸发后的冷凝水温度50℃~60℃，调节均质后30~35℃，厌氧采用中温厌氧，在好氧池设置冷却塔和换热器进行降温，确保好氧单元水温＜35℃。
本发明具备以下有益效果：针对高COD、高盐的纤维素醚生产废水，可同时去除废水中的盐分和COD，出水能达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中一级标准，系统占地少，运行稳定，操作管理方便。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。
图1为本发明的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺流程图；
图2为本发明的实施例的各阶段出水中COD指标图1；
图3为本发明的实施例的各阶段出水中COD指标图2。
具体实施方式
结合图1，本发明的下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1所示，车间产生的高盐、高COD废水排放至集水池储存，经泵提升至膜处理装置去除水中大分子纤维素类物质及部分COD，膜处理出清液储存于储水池，进而提升至MVR进行脱盐处理，脱盐后的蒸发冷凝水储存于调节池，调节池水经水泵提升至回流混合池，补充各类营养元素和碱度后提升至厌氧池进行中温厌氧去除大部分有机污染物，厌氧出水进入两级好氧CBR池中好氧微生物处理去除剩余有机污染物，生化出水进入中间沉淀池澄清，中间沉淀池泥水混合物回流至好氧CBR池补充流失污泥，澄清水进入终沉池加药絮凝沉淀进一步降低废水中的COD和SS，保证最终出水各项指标达标排放。系统产生的污泥排入集泥池储存，经浓缩池浓缩后调质进入压滤机压滤；回流混合池、接触厌氧池加盖密封，所产沼气经管道收集后依次经过水封罐、脱硫罐后引至焚烧炉燃烧产生副产物蒸汽，富余沼气引至沼气火炬燃烧处理。
其中相关物质的处理如下：
药剂：回流混合池补充生化所需N、P、K、Fe、Mg、S、Ca、Co、Ni等元素和碱度，终沉池反应区投加PAC、PAM去除水中SS及COD。
污泥：接触厌氧池、一级好氧CBR池、二级好氧CBR池所产生的污泥及中间沉淀池所产剩余污泥排入污泥池储存；剩余污泥经浓缩池浓缩后抽至污泥调质罐投加生物质锅炉灰调质，调质后污泥进入压滤机房进行压滤，压滤液去压滤液收集池，脱水污泥外运填埋处理。
沼气：回流混合池、接触厌氧池加盖密封，所产沼气经管道收集后依次经过水封罐、脱硫罐后引至焚烧炉燃烧产生副产物蒸汽，富余沼气引至沼气火炬燃烧处理。
作为本发明的一种改进方案，超越了传统直交流式薄膜过滤方法的限制，可以通过震动在薄膜表面上施加剪切力，其剪切力比传统错交流式系统中的剪切力高出十倍。震动所产生的剪切力经由薄膜表面以正弦方式传播，从而大大减低了薄膜的淤塞问题。附在中心传动杆上的薄膜模块震动幅度5~10°范围，频率维持在50±5HZ范围。进料液在薄膜模块内接近相对静止，在此情形下，能在薄膜表面制造出高度集中的剪切力。虽然进料过程中膜表面会产生进料压力，但剪切力能够同时阻止固形物在薄膜表面停留，因此，能够使膜过滤系统在高压力的环璄下，持续有效地分离出过滤液。
作为本发明的一种改进方案，废水中盐的主要成分是氯化钠，符合热结晶的工艺条件。本方案采用热结晶工艺。根据物料处理量和蒸发量，结合投资及运行成本，采用MVR强制循环加单效反应釜蒸发结晶。本工艺为无机盐和有机盐溶液的蒸发，且要求盐成分以结晶析出，有机盐对原料沸点温升、粘度、蒸发起泡及结晶过程都有影响，为避免蒸发过程中发生结垢，或者晶粒附着在换热管表面影响换热效率，甚至导致换热管堵塞，本项目采MVR 强制循环蒸发结晶。浓缩后期由于有机盐的存在，物料沸点温升高，对物料的换热蒸发效率影响极大，而加大压缩机进出口温升又大大增加了投资和运行成本，综上考虑，需在MVR 强制循环蒸发系统后加一单效强制循环蒸发。采用本工艺有如下优点：强制循环蒸发结晶，适用于高黏度、易起泡、易结垢、热敏性差、有结晶析出的料液，料液在蒸发器内的停留时间长，有利于充分换热。系统通过MVR蒸发处理，处理后MVR产生的冷凝水盐分含量小于2000mg/L，COD在30000~50000mg/L范围，产生的固体工业盐经过烘干进行打包出售。
作为本发明的一种改进方案，接触厌氧出水设置4Q~7Q的自适应回流，回流水与调节池进水在回流混合池首端混合，避免进入厌氧的COD过高造成冲击，同时在回流混合池设置营养盐补充装置和碱投加装置，补充生化所需N、P、K、Fe、Mg、S、Ca、Co、Ni等元素和水质酸化带来的pH下降问题。
作为本发明的一种改进方案，厌氧池采用脉冲进水和旋切布水方式，内装填2.5~3.5m高的弹性填料，出水经三相分离器分离污泥和沼气。
作为本发明的一种改进方案，在两级好氧CBR池中投加容积比20%~40%的悬浮载体填料以增加活性污泥浓度，同时按照60~100%回流比补充污泥，好氧CBR池采用间歇曝气方式，曝气3~6h，静置1~3h。
作为本发明的一种改进方案，生化污泥和物化污泥均排至集泥池收集，混合后一起浓缩压滤，并在压滤前投加生物质锅炉灰进行调质，压滤后污泥含水率小于70%。
作为本发明的一种改进方案，污泥压滤时投加生物质锅炉灰进行调质，改善污泥性质，易于脱水。
作为本发明的一种改进方案，MVR冷凝水温度50℃~60℃，调节均质后30~35℃，厌氧采用中温厌氧，好氧单元处理中会释放大量热能，使得好氧水温升高，在好氧池设置冷却塔和换热器进行降温处理，确保好氧单元水温＜35℃。
如图2-图3所示为实验结果，经过3个月调试，水量400m3/d，进水CODcr62000~75000mg/L，经超频震动膜、MVR蒸发、厌氧+CBR、絮凝沉淀处理后，各阶段出水指标有一定波动，最终出水COD50~60mg/L，满足排放要求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：该高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺包括以下步骤：
步骤一：将车间产生的废水排放至集水池储存；
步骤二：将集水池内的废水送至超频震动膜过滤系统处理，去除废水中大分子纤维素类物质及部分COD，处理后的清液进入储水池，产生的浓液回用生产线；
步骤三：将步骤二得到的储水池的中的清液送入MVR蒸发装置进行蒸发处理，蒸发产生的冷凝水带走大部分COD进入调节池储存；
步骤四：将步骤三中得到的废水提升至回流混合池，与接触厌氧出水进行混合稀释，同时投加各类营养元素并补充碱度；
步骤五：将步骤四得到的混合废水依次通过接触厌氧池、一级好氧CBR池、二级好氧CBR池和中间沉淀池分别进行厌氧甲烷化、好氧生化和絮凝沉淀处理，进一步去除废水中COD；中间沉淀池污泥回流至好氧CBR池补充流失的活性污泥；接触厌氧出水自适应回流至回流混合池；在两级好氧CBR池设置消泡装置以消除因曝气产生的大量泡沫；同时在一级好氧CBR池设置降温装置，确保好氧池温度在35℃以下；
步骤六：将步骤五产生的废水排出终沉池投加PAC和PAM进一步去除COD和SS；
步骤七：将系统产生的污泥排入集泥池储存，送至浓缩池浓缩，后调质进入压滤机压滤；
步骤八：回流混合池、接触厌氧池加盖密封，所产沼气经管道收集后依次经过水封罐、脱硫罐后引至焚烧炉焚烧产生副产物蒸汽，富余沼气引至沼气火炬燃烧处理。
2.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：步骤一中的废水中氯化钠含量为12～15％，COD含量为50000～70000mg/L。
3.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：步骤二中处理后的清液中COD含量为40000～60000mg/L，氯化钠含量为12～15％。
4.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：步骤二中超频震动膜过滤系统薄膜的振动幅度5～10°范围，频率维持在50±5HZ范围。
5.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：所述废水在生化处理前进行MVR脱盐处理，脱盐处理后废水中盐分小于2000mg/L，COD在30000～50000mg/L范围。
6.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：接触厌氧出水设置4Q～7Q的自适应回流，回流水与调节池进水在回流混合池首端混合，避免进入厌氧的COD过高造成冲击，同时在回流混合池设置营养盐和碱投加装置。
7.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：厌氧池采用脉冲进水和旋切布水方式，内装填2.5～3.5m高的弹性填料，出水经三相分离器分离污泥和沼气。
8.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：在两级好氧CBR池中投加容积比20％～40％的悬浮载体填料以增加活性污泥浓度，同时按照60～100％回流比补充污泥。
9.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：生化污泥和物化污泥均排至集泥池收集，混合后一起浓缩压滤，并在压滤前投加生物质锅炉灰进行调质，以达到较低的含水率。
10.根据权利要求1所述的高盐高COD纤维素醚生产废水物化和生化处理工艺，其特征在于：MVR蒸发后的冷凝水温度50℃～60℃，调节均质后30～35℃，厌氧采用中温厌氧，在好氧池设置冷却塔和换热器进行降温，确保好氧单元水温＜35℃。
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