CN112499904A - 一种间苯二甲腈废水处理系统 - Google Patents

一种间苯二甲腈废水处理系统 Download PDF

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Abstract

一种间苯二甲腈废水处理系统,所述系统依次包括:收集装置(1)、除氰池(2)、二沉池(3)、蒸氨塔(4)、超声/三维电解装置(5)、缺氧池(6)、MBR装置(7),废水进入超声/三维电解装置(5)后,在超声波的作用下,加入的污泥部分破解,为废水提供碳源,优化废水碳氮比,同时未破解的污泥可以作为阳极微生物对废水进行降解处理,这样会使得废水产生新生态的二氧化碳,为氨氮还原提供更易吸收的碳源,将氨氮转化为硝酸根和亚硝酸根,硝酸根和亚硝酸根通过隔膜进入阴极粒子填充区。

Description

一种间苯二甲腈废水处理系统
技术领域
本发明属于难降解有机物废水处理领域,具体涉及一种间苯二甲腈废水处理系统。
背景技术
间苯二甲腈废水中的有机物含量高,主要来自苯腈类等有机腈类、酰胺类、间二甲苯等,CODCr、TN、氰根离子浓度均较高,废水中的高氨氮影响微生物活性,即便对其进行吹脱处理,废水中含有的有机物降解时仍然会释放为氨氮,增加了废水中的氨氮浓度,使得正常的生化处理难以进行。
CN101708929A公开了一种间苯二甲腈生产过程中产生废水的处理方法,废水首先经过铁氰络合法预处理后,然后应用″缺氧+好氧生化处理+深度处理″的生物处理方法处理,其仅仅公开了在生化处理前进行除氰工艺,并未解决废水中有机氮对后续生化处理危害的解决方式,由于间苯二甲腈废水中的污染物具有苯环结构,微生物较难处理,因此,仅破氰处理后,常规的生化处理效果差,周期长,成本高,难以满足现阶段的废水处理要求,因此需要开发一种新的处理系统来解决这个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种间苯二甲腈废水处理系统。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种间苯二甲腈废水处理系统,所述系统依次包括:收集装置1、除氰池2、二沉池3、蒸氨塔4、超声/三维电解装置5、缺氧池6、MBR装置7;
所述超声/三维电解装置5包括混合装置51、三维电解装置52,所述混合装置51上部设置有进水管511、电动装置512,所述电动装置512连接搅拌器513,所述混合装置51下部设置输泥管路514;
所述三维电解装置52为圆筒结构,所述圆筒结构中心设置阳极521,所述阳极521外侧设置混合通道522,所述混合通道522设置生物膜固定装置523,所述生物膜固定装置523外侧设置阴极粒子子填充区524,所述阴极离子填充区524外侧设置阴极525,所述混合通道522、生物膜固定装置523、阴极粒子子填充区524、阴极525均为环形结构,所述生物膜固定装置523填充有微生物载体填料,所述阳极521为棒状电极,所述输泥管路514连通所述混合通道522,所述混合通道522的另一端设置吸附颗粒回收件526,所述吸附颗粒回收件526连通颗粒输送管路527,所述颗粒输送管路527上设置污泥泵一528,所述污泥泵一528连通所述混合装置51,所述混合装置51为超声波处理装置,所述超声波处理装置施加频率为50kHz~200kHz,功率10~120W/cm2的超声波,振荡2~10min;所述混合装置51设置污泥入口515、活性炭入口516;所述MBR装置7的剩余污泥管路连通所述污泥入口515,所述生物膜固定装置523和所述阴极粒子填充区524之间设置亲水隔膜;
进一步地,所述阴极离子填充区524一端设置出水堵头5210,所述出水堵头5210连通设置出水管5211;
进一步地,所述混合装置51中投加污泥的量为2-5g/L,以污泥干重计;
进一步地,所述混合装置51中投加活性炭的量为8-15g/L;
进一步地,所述亲水隔膜采用可阻隔气体传递、具有一定透水性和离子通过能力的亲水性膜材料,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺或聚偏氟乙烯等;
进一步地,所述阴极粒子填充区524中填充活性炭且挂膜微生物;
进一步地,所述三维电解装置52采用直流稳压电源输出电压8-15V,电流密度为0.02-0.05mA/cm2
进一步地,所述阳极521为惰性金属材料;所述阴极525为石墨、碳棒、活性炭纤维毡或不锈钢网。
进一步地,所述除氰池2设置pH调节器、硫酸亚铁盐投加器及氢氧化钙投加器;
进一步地,所述硫酸钠铁投加量为除氰池2中CN-含量的1.5-2倍;
进一步地,所述pH调节器调节所述除氰池2中pH为6.3-7.1;
进一步地,所述除氰池2中设置搅拌器,所述硫酸亚铁投加入除氰池2后启动所述搅拌器的快速搅拌模式,转速250-350r/min,快速搅拌20-35min后,启动所述搅拌器的慢速搅拌模式,转速为80-120r/min,慢速搅拌10-15min;
进一步地,所述慢速搅拌模式结束后,所述氢氧化钙投加器投加氢氧化钙,投加终点为pH至7.2-7.5,反应5-10min后将除氰池2中的废水通入所述二沉池3进行沉降60-120min;
进一步地,所述二沉池3出水输送至蒸氨塔进行氨氮处理;
本发明的间苯二甲腈废水处理系统,至少具有以下优点:
1.除氰后进行蒸氨处理,使废水中氨氮降低,降低氨氮对微生物的毒害,提高后续工序处理效率;
2.向混合装置加入污泥和活性炭,混合过程中,吸附废水中的含氮物质,并在超声波的作用下,部分有机氮类物质可以部分分解为硝酸根和亚硝酸根,更利于三维电解还原处理;
3.污泥的加入,在超声波的作用下,部分破解,为废水提供碳源,优化废水碳氮比,同时未破解的污泥可以作为阳极微生物对废水进行降解处理;
4.活性炭的加入,将混合物质通入混合通道后,由于活性炭的导电作用,使得阳极反应产氧效率显著提高,极大的提高了混合通道、生物膜固定装置中污染物降解速率,这样会使得废水产生新生态的二氧化碳,为氨氮还原提供更易吸收的碳源,将氨氮转化为硝酸根和亚硝酸根,硝酸根和亚硝酸根通过隔膜进入阴极粒子填充区;
5.阴极电解水产生新生态的H2,在阴极区域形成缺氧/厌氧环境,并为生物反硝化作用提供电子供体,供固定在阴极表面和阴极粒子填充区中填充活性炭的反硝化菌利用,进行反硝化脱氮;
附图说明
图1为一种间苯二甲腈废水处理系统示意图;
图2为超声/三维电解装置示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”,“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1所示,本系统处理的间苯二甲腈废水原水水质为:COD为9800mg/L,BOD为2980mg/L,TN为985mg/L,NH4 +-H为9050mg/L,CN-为1780mg/L;
将所述间苯二甲腈废水引入收集装置1进行均质处理,并将均质后的废水引入除氰池2中,通过所述pH调节器调节所述除氰池2中pH为6.3-6.5,然后通过所述硫酸钠铁投加量为除氰池2中CN-含量的2倍,投加完毕后,启动所述搅拌器的快速搅拌模式,转速350r/min,快速搅拌30min后,启动所述搅拌器的慢速搅拌模式,转速为100r/min,慢速搅拌10min,所述慢速搅拌模式结束后,所述氢氧化钙投加器投加氢氧化钙,投加终点为pH至7.5,反应5-10min后将除氰池2中的废水通入所述二沉池3进行沉降120min,将二沉池上清液引入蒸氨塔4中,所述蒸氨塔4出水水质为:COD为9500mg/L,BOD为2780mg/L,TN为1285mg/L,NH4 +-H为550mg/L,CN-为80mg/L;将所述蒸氨塔4的出水管连通所述混合装置51,在电动装置512带动下,搅拌器513搅拌速度为150r/min,通过污泥入口515,活性炭入口516分别加入剩余污泥和活性炭,投加量分别为1g/L(干重计)和10g/L,混合均匀后开启所述混合装置51中的超声波处理装置,所述超声波处理装置施加频率为50kHz,功率30W/cm2的超声波,振荡8min,然后将混合物通过输泥管路14输送至三维电解装置52中的混合通道522;
开启所述三维电解装置中的电源,所述电源采用直流稳压电源,输出电压10V,电流密度为0.03mA/cm2,所述阳极521为钛棒;所述阴极525为活性炭纤维毡;
混合物中含有经超声波破解的有机物质,在阳极与活性炭的共同作用下,产生新生态氧,为生物膜固定装置523中的微生物和未被破解的微生物供给氧气,使其可以降解混合物中的有机物,生成新生态二氧化碳、碳酸根及碳酸氢根为氨氮提供供体,形成硝酸根和亚硝酸根,并经过亲水隔膜进入阴极粒子填充区524,进行反硝化反应,最终将含氮物质转化为氮气外排。
经过反应的所述混合物则通过吸附颗粒回收件526进入颗粒输送管路527、并经过所述污泥泵一528回输入混合装置51中。
所述超声/三维电解装置5出水水质为:COD为5900mg/L,BOD为2780mg/L,TN为615mg/L,NH4 +-H为137mg/L,CN-为20mg/L;
所述超声/三维电解装置5出水依次进入缺氧池6、MBR装置7处理后出水水质为:COD为50mg/L。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述系统依次包括:收集装置(1)、除氰池(2)、二沉池(3)、蒸氨塔(4)、超声/三维电解装置(5)、缺氧池(6)、MBR装置(7);
所述超声/三维电解装置(5)包括混合装置(51)、三维电解装置(52),所述混合装置(51)上部设置有进水管(511)、电动装置(512),所述电动装置(512)连接搅拌器(513),所述混合装置(51)下部设置输泥管路(514);
所述三维电解装置(52)为圆筒结构,所述圆筒结构中心设置阳极(521),所述阳极(521)外侧设置混合通道(522),所述混合通道(522)设置生物膜固定装置(523),所述生物膜固定装置(523)外侧设置阴极粒子子填充区(524),所述阴极离子填充区(524)外侧设置阴极(525),所述混合通道(522)、生物膜固定装置(523)、阴极粒子子填充区(524)、阴极(525)均为环形结构,所述生物膜固定装置(523)填充有微生物载体填料,所述阳极(521)为棒状电极,所述输泥管路(514)连通所述混合通道(522),所述混合通道(522)的另一端设置吸附颗粒回收件(526),所述吸附颗粒回收件(526)连通颗粒输送管路(527),所述颗粒输送管路(527)上设置污泥泵一(528),所述污泥泵一(528)连通所述混合装置(51),所述混合装置(51)为超声波处理装置,所述超声波处理装置施加频率为50kHz~200kHz,功率10~120W/cm2的超声波,振荡2~10min;所述混合装置(51)设置污泥入口(515)、活性炭入口(516);所述MBR装置(7)的剩余污泥管路连通所述污泥入口(515),所述生物膜固定装置(523)和所述阴极粒子填充区(524)之间设置亲水隔膜。
2.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述阴极离子填充区(524)一端设置出水堵头(5210),所述出水堵头(5210)连通设置出水管(5211)。
3.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述混合装置(51)中投加污泥的量为2-5g/L,以污泥干重计。
4.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述混合装置(51)中投加活性炭的量为8-15g/L。
5.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述亲水隔膜采用可阻隔气体传递、具有一定透水性和离子通过能力的亲水性膜材料。
6.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述阴极粒子填充区(524)中填充活性炭且挂膜微生物。
7.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述三维电解装置(52)采用直流稳压电源输出电压8-15V,电流密度为0.02-0.05mA/cm2
8.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述除氰池(2)设置pH调节器、硫酸亚铁盐投加器及氢氧化钙投加器。
9.如权利要求1所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述硫酸亚铁投加量为除氰池(2)中CN-含量的1.5-2倍,所述pH调节器调节所述除氰池(2)中pH为6.3-7.1,所述除氰池(2)中设置搅拌器,所述硫酸亚铁投加入除氰池(2)后启动所述搅拌器的快速搅拌模式,转速250-350r/min,快速搅拌20-35min后,启动所述搅拌器的慢速搅拌模式,转速为80-120r/min,慢速搅拌10-15min。
10.如权利要求9所述的一种间苯二甲腈废水处理系统,其特征在于,所述慢速搅拌模式结束后,所述氢氧化钙投加器投加氢氧化钙,投加终点为pH至7.2-7.5,反应5-10min后将除氰池(2)中的废水通入所述二沉池(3)进行沉降60-120min。
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