CN112499904B

CN112499904B - 一种间苯二甲腈废水处理系统

Info

Publication number: CN112499904B
Application number: CN202011384701.1A
Authority: CN
Inventors: 徐靖; 徐再; 陆磊
Original assignee: Zhangjiagang Wuhu New Material Technology Development Co ltd
Current assignee: Zhangjiagang Wuhu New Material Technology Development Co ltd
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2040-12-01
Also published as: CN112499904A

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，COD_Cr、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

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）外侧设置阴极粒子填充区（524），所述阴极粒子填充区（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）的一端，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；

所述阴极粒子填充区（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）；

所述阴极粒子填充区（524）中填充活性炭且挂膜微生物。

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，所述混合装置（51）中投加污泥的量为2-5g/L，以污泥干重计。

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）中投加活性炭的量为8-15g/L。

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。

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。

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。

7.如权利要求6所述的一种间苯二甲腈废水处理系统，其特征在于，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。

8.如权利要求7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，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。