CN112811732A - 一种高效处理丙烯腈废水的系统及其组合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效处理丙烯腈废水的系统及其组合工艺，属于工业废水处理技术领域。它包括一级环流式气浮柱、二级环流式气浮柱、高效电解池、药剂箱、进水箱、水解酸化池、厌氧固定膜反应器、光生物‑固定床一体化反应器，一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱均与药剂箱连通，药剂箱与进水箱连通，进水箱通过提升泵与一级环流式气浮柱的进水入口连通，一级环流式气浮柱的底部通过低剪切循环泵与中间水箱连通，中间水箱与二级环流式气浮柱的进水入口连通，二级环流式气浮柱的底部与高效电解池连通。该组合工艺可以高效去除丙烯腈废水中丙烯腈等难降解物质，且能耗低，污泥产量少。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效处理丙烯腈废水的系统及其组合工艺，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
丙烯腈是合成纤维、橡胶、树脂等高分子有机物的原料。丙烯腈污水的主要成分为丙烯腈、乙腈、氰化物、杂环氮化合物和无机污染物等有机污染物，具有毒性、生物难降解性和环境危害性。因此，废水若不经妥善处理直接排放，可能造成严重的环境污染和健康风险。
目前，针对丙烯腈废水处理的方法主要有焚烧、高级氧化法、膜分离技术、生物处理技术等。焚烧法操作简单，但处理成本高，且易产生二次污染；膜法高效环保，但容易堵塞膜表面导致浓极化差，进而处理后的丙烯腈废水难以达到处理标准；经过生物处理后的废水仍具有较高的化学需氧量（COD），难以满足日益严格的环境标准。上述多种技术效率不高，主要是由于丙烯腈废水中含有大量的低聚物，低聚物粒径小（50～80m），密度低，在废水中分散性大，容易堵塞管道，并且低聚物难以降解，对生物污泥进行包裹，严重影响生物处理效果。因此，在处理废水前期必须采取有效的预处理，去除低聚物，进而提高废水的COD去除效率和可生化性。中国发明专利《丙烯腈废水的处理方法》CN 108975497A提供一种匀质-酸化-反硝化-硝化-沉淀处理丙烯腈废水的方法，但未考虑废水中低聚物的去除。实用新型专利《丙烯腈废水处理装置》CN 205473157U采用三效顺流蒸发结晶装置去除聚合物，但耗能高、费用高，且未提及丙烯腈废水中氮磷的去除。
气浮法是利用稳定的泡沫作为分离介质，根据不同固体的可浮性差异来分离不同的固体。气浮法以其高效、低能耗、操作简单等优点在废水处理中得到了广泛的应用。因此，气浮法在腈纶废水预处理中具有很大的应用前景。由于目标颗粒粒径大、密度高、易沉降，气浮过程中往往忽略了泡沫的体积和泡沫排水过程。对于腈纶废水的预处理，选择阳离子表面活性剂作为捕收剂，捕集丙烯腈低聚物，使其成为亲水性聚合物，然后附着在气泡上，可以漂浮至反应器顶部去除。虽然通过捕收剂可以将丙烯腈低聚物从废水中分离出来，但它们仍然悬浮在泡沫中，难以去除。因此，需要对丙烯腈低聚物的分离及去除方法进行改进，同时实现高效脱氮除磷。
发明内容
针对现有技术的不足，为符合目前丙烯腈废水处理要求，本发明提供高效去除丙烯腈废水中的丙烯腈、低聚物等难降解物质，并且出水达到标准。
本发明所要实现的技术效果采取以下技术方案来实现：
一种高效处理丙烯腈废水的系统，包括一级环流式气浮柱、二级环流式气浮柱、高效电解池、药剂箱、进水箱、水解酸化池、厌氧固定膜反应器、光生物-固定床一体化反应器，所述一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱均与药剂箱连通，所述药剂箱与进水箱连通，所述进水箱通过提升泵与一级环流式气浮柱的进水入口连通，所述一级环流式气浮柱的底部通过低剪切循环泵与中间水箱连通，所述中间水箱与二级环流式气浮柱的进水入口连通，所述二级环流式气浮柱的底部与高效电解池连通。
作为优选实例，所述一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱均采用有机玻璃制成，由下部湍流分离区和上部准静态分离区两部分组成，湍流分离区采用内外筒式结构，内筒底面相较外筒底面高，丙烯腈废水在内外筒之间逆流循环流动，其中循环水出水口设置在外筒底部，循环水入口设置在内筒底部，进水入口设置在内筒中部，压缩空气入口设置在外筒底部。
作为优选实例，所述高效电解池内两电极平行放置，电极间隙为2cm，阳极为30×30cm的铁板，阴极为30×30cm的改性石墨毡，并在高效电解池底部安装曝气管和排泥口，调节曝气量和外加电流来调控电解反应效率。
作为优选实例，所述水解酸化池的内部置导流墙及推流器。
作为优选实例，所述厌氧固定膜反应器的生物滤料为表面体积比为500m2/m3、密度为0.96-0.98g/cm3的聚丙烯，且生物滤料固定在穿过厌氧固定膜反应器的螺旋线上。
作为优选实例，所述光生物-固定床一体化反应器分为上下两部分，下部光生物反应器由透明玻璃制成，上部固定床反应器由不锈钢制成，中间设置一个隔板隔开；下部光生物反应器设置光源均匀的照射在反应器侧表面上，上部固定床反应器出水口设置一回流管连接至下部生物反应器的进水管；光生物反应器填充内小球藻与硝化强化活性污泥，固定床反应器内设置聚己内酯/淀粉共混物填料，固定在固定床反应器的中部。
一种高效处理丙烯腈废水的组合工艺，包括以下步骤：
S1、去除丙烯腈、低聚物：药剂箱内的阳离子表面活性剂进入进水箱内，搅拌器充分搅拌后，阳离子表面活性剂和丙烯腈低聚物通过静电作用结合，通过提升泵泵送至一级环流式气浮柱内，待一级环流式气浮柱内液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵，通过调节循环管路上的控制阀门实现循环流量的控制，进而实现调节控制一级气浮柱内湍流强度的目的；同时启动压缩空气机，调节空气流速值，进而调节控制气泡与低聚物的碰撞聚并效果。此时丙烯腈废水在湍流分离区内外筒之间逆流式循环流动，直径较大的低聚物与气泡碰撞聚并，浮升至顶部准静态层流分离区，直径较小的低聚物则通过回流的方式在湍流分离区因水流湍流引起和气泡的碰撞聚并，从而循环流动。直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵和空气压缩机，废水从外筒底部流出进入中间水箱；
一级环流式气浮柱出水流入中间水箱内作为二级环流式气浮柱的进水，待二级环流式气浮柱内液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵，通过调节循环管路上的控制阀门实现循环流量的控制，进而实现调节控制一级气浮柱内湍流强度的目的；同时启动压缩空气机，调节空气流速值高于一级环流式气浮柱的空气流速，进而增强气泡与低聚物的碰撞聚并效果。直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵和空气压缩机，废水从外筒底部流出进入高效电解池，高效电解池内Fe2+由牺牲阳极Fe产生，阴极附近的O2和H+反应产生H2O2，Fe2+与H2O2反应生成Fe3+饱和溶液，而过量的Fe3+沉淀为Fe(OH)3，最后Fe(OH)3混凝沉淀低聚物和其他物质，H2O2将丙烯腈等物质降解；
将一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱的准静态层流分离区破裂气泡静置后，丙烯腈低聚物等固体沉降于底部，含阳离子表面活性剂的上清液混合回流于药剂箱内，然后药剂箱中再补加阳离子表面活性剂进行资源化利用。
S2、高效厌氧：水解酸化液由厌氧固定膜反应器底部的布水器进入，在底部充分混合，然后经过生物滤料上固定的污泥发生厌氧反应，产生的沼气和废水混合上升至反应器上部，气体进入顶部沼气回收器内，而废水通过回流管回流至反应器底部继续反应。
S3、脱氮除磷：光生物反应阶段，进水从光生物-固定床一体化反应器底部进入，底部中心设置锥形反射板，锥形反射板正上方设有朝下喷水的导流扩散管，废水、污泥和小球藻充分混合，增强污泥和基质之间的接触，提高去除效率；
固定床反应阶段，光生物-固定床一体化反应器底部采用射流器进水，可以布水均匀，且冲刷填料防止堵塞，中部设置聚己内酯/淀粉共混物填料，出水一部分从回流管进入光生物反应器重新反应，一部分排出。
作为优选实例，所述步骤S1中的阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基吡啶溴化铵或十二烷基硫酸钠中的任意一种。
作为优选实例，所述步骤S3的小球藻与硝化强化活性污泥质量比为7：3，小球藻通过光合作用产生氧气，为硝化强化污泥提供适宜的环境；小球藻和硝化强化活性污泥联合体具有快速硝化作用，可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐，同时去除废水中的磷酸盐、捕获碳。
作为优选实例，所述步骤S3的聚己内酯/淀粉共混物作为反硝化的碳源和生物膜载体；固体碳源首先被附着生物膜中微生物分泌的脂肪酶等胞外酶水解，然后分解成可溶性小分子底物，反硝化菌将光生物反应器积累的硝酸盐还原为氮气从而去除废水中的氮素。
本发明的有益效果是：
（1）该组合工艺可以高效去除丙烯腈废水中丙烯腈等难降解物质，且能耗低，污泥产量少。
（2）二级环流式气浮柱能够高效去除丙烯腈废水中的低聚物，防止低聚物堵塞管道、包裹生物污泥。
（3）采用阳离子表面活性剂和丙烯腈低聚物通过静电作用结合去除低聚物，该阳离子表面活性剂可直接回收利用，减少处理费用。
（4）将物理、化学和生物处理方法有机的结合，能够高效去除难降解物质和氮磷，达到出水标准。
（5）厌氧反应器中采用生物滤料，为微生物提供生长空间，有利于提高微生物浓度，减少污泥流失，同时可以高效去除COD。
（6）厌氧固定膜反应器采用内回流，无需外加回流装置，节省能耗，提高反应器的处理效率。
（7）小球藻通过光合作用为反硝化菌提供氧气，反应器无需曝气，节省能源和运行成本；并且减少剩余污泥产量。
（8）固相反硝化技术利用天然植物类材料和合成可生物降解聚合物等固体物质作为反硝化的碳源和生物膜载体，固体碳源不溶于水，可以为反硝化细菌提供能量且不产生附加污染物，提高系统的脱氮效率。
附图说明
图1为去除丙烯腈、低聚物时的系统结构示意图；
图2为水解酸化池和厌氧固定膜反应器的结构示意图；
图3为光生物-固定床一体化反应器的结构示意图。
图中：1-一级环流式气浮柱、2-二级环流式气浮柱、3-高效电解池、4-湍流分离区、5-准静态分离区、6-外筒、7-内筒、8-进水入口、9-药剂箱、10-进水箱、11-搅拌器、12-提升泵、13-低剪切循环泵、14-控制阀门、15-压缩空气机、16-中间水箱、17-阳极、18-阴极、19-曝气管、20-排泥口、21-水解酸化池、22-导流墙、23-推流器、24-厌氧固定膜反应器、25-布水器、26-生物滤料、27-回流管、28-沼气回收器、29-光生物-固定床一体化反应器、30-光源、31-导流扩散管、32-反射板、33-硝化强化活性污泥、34-小球藻、35-射流器、36-聚己内酯/淀粉共混物填料。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1-3所示，一种高效处理丙烯腈废水的系统，包括一级环流式气浮柱1、二级环流式气浮柱2、高效电解池3、药剂箱9、进水箱10、水解酸化池21、厌氧固定膜反应器24、光生物-固定床一体化反应器29，一级环流式气浮柱1和二级环流式气浮柱2均与药剂箱9连通，药剂箱9与进水箱10连通，进水箱10通过提升泵12与一级环流式气浮柱1的进水入口8连通，一级环流式气浮柱1的底部通过低剪切循环泵13与中间水箱16连通，中间水箱16与二级环流式气浮柱2的进水入口连通，二级环流式气浮柱2的底部与高效电解池3连通。
二级环流式气浮柱2：气浮过程中往往忽略泡沫的体积和排水过程，所以采用环流式气浮柱强化排水，降低泡沫体积。使其成为亲水性聚合物，然后附着在气泡上，漂浮去除。
一级环流式气浮柱1和二级环流式气浮柱2均采用有机玻璃制成，由下部湍流分离区4和上部准静态分离区5两部分组成，湍流分离区4采用内外筒式结构，内筒7底面相较外筒8底面高，丙烯腈废水在内外筒之间逆流循环流动，其中循环水出水口设置在外筒8底部，循环水入口设置在内筒7底部，进水入口设置在内筒中部，压缩空气入口设置在外筒8底部。
高效电解池3内两电极平行放置，电极间隙为2cm，阳极17为30×30cm的铁板，阴极18为30×30cm的改性石墨毡，石墨毡是通过超声浸没和沉积法（双重改性）进行改性的，并在高效电解池3底部安装曝气管19和排泥口20，调节曝气量和外加电流来调控电解反应效率。
水解酸化池21的内部置导流墙22及推流器23。
厌氧固定膜反应器24的生物滤料26为表面体积比为500m2/m3、密度为0.96-0.98g/cm3的聚丙烯，且生物滤料26固定在穿过厌氧固定膜反应器24的螺旋线上，以防止滤料在反应器内移动和漂浮。悬浮的污泥附着在生物滤料26上生长，可以将污泥龄和水力停留时间分开，并且在较低的污泥龄和水力停留时间条件下运行。
光生物-固定床一体化反应器29分为上下两部分，下部光生物反应器由透明玻璃制成，上部固定床反应器由不锈钢制成，中间设置一个隔板隔开；下部光生物反应器设置光源30均匀的照射在反应器侧表面上，上部固定床反应器出水口设置一回流管连接至下部生物反应器的进水管；光生物反应器填充内小球藻34与硝化强化活性污泥33，固定床反应器内设置聚己内酯/淀粉共混物填料36，固定在固定床反应器的中部。
一种高效处理丙烯腈废水的组合工艺，包括以下步骤：
S1、去除丙烯腈、低聚物：药剂箱9内的阳离子表面活性剂进入进水箱10内，搅拌器11充分搅拌后，阳离子表面活性剂和丙烯腈低聚物通过静电作用结合，通过提升泵12泵送至一级环流式气浮柱1内，待一级环流式气浮柱1内液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵13，通过调节循环管路上的控制阀门14实现循环流量的控制，进而实现调节控制一级气浮柱1内湍流强度的目的；同时启动压缩空气机15，调节空气流速值，进而调节控制气泡与低聚物的碰撞聚并效果。此时丙烯腈废水在湍流分离区4内外筒之间逆流式循环流动，直径较大的低聚物与气泡碰撞聚并，浮升至顶部准静态层流分离区5，直径较小的低聚物则通过回流的方式在湍流分离区4因水流湍流引起和气泡的碰撞聚并，从而循环流动。直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵13和空气压缩机15，废水从外筒6底部流出进入中间水箱16；
一级环流式气浮柱1出水流入中间水箱16内作为二级环流式气浮柱2的进水，待二级环流式气浮柱2内液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵13，通过调节循环管路上的控制阀门14实现循环流量的控制，进而实现调节控制一级气浮柱1内湍流强度的目的；同时启动压缩空气机15，调节空气流速值高于一级环流式气浮柱1的空气流速，进而增强气泡与低聚物的碰撞聚并效果。直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵13和空气压缩机15，废水从外筒7底部流出进入高效电解池3，高效电解池3内Fe2+由牺牲阳极17Fe产生，阴极18附近的O2和H+反应产生H2O2，Fe2+与H2O2反应生成Fe3+饱和溶液，而过量的Fe3+沉淀为Fe(OH)3，最后Fe(OH)3混凝沉淀低聚物和其他物质，H2O2将丙烯腈等物质降解；
将一级环流式气浮柱1和二级环流式气浮柱2的准静态层流分离区5破裂气泡静置后，丙烯腈低聚物等固体沉降于底部，含阳离子表面活性剂的上清液混合回流于药剂箱9内，然后药剂箱9中再补加阳离子表面活性剂进行资源化利用。
S2、高效厌氧：水解酸化液21由厌氧固定膜反应器24底部的布水器25进入，在底部充分混合，然后经过生物滤料26上固定的污泥发生厌氧反应，产生的沼气和废水混合上升至反应器上部，气体进入顶部沼气回收器28内，而废水通过回流管27回流至反应器底部继续反应。
S3、脱氮除磷：光生物反应阶段，进水从光生物反应器底部进入，底部中心设置锥形反射板32，锥形反射板32正上方设有朝下喷水的导流扩散管31，废水、污泥和小球藻34充分混合，增强污泥和基质之间的接触，提高去除效率；
固定床反应阶段，固定床化反应器底部采用射流器35进水，可以布水均匀，且冲刷填料防止堵塞，中部设置聚己内酯/淀粉共混物填料36，出水一部分从回流管27进入光生物反应器重新反应，一部分排出。
步骤S1中的阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基吡啶溴化铵或十二烷基硫酸钠中的任意一种。
步骤S3的小球藻34与硝化强化活性污泥质量比为7：3，小球藻34通过光合作用产生氧气，为硝化强化污泥提供适宜的环境；小球藻34和硝化强化活性污泥联合体具有快速硝化作用，可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐，同时去除废水中的磷酸盐、捕获碳。
步骤S3的聚己内酯/淀粉共混物36作为反硝化的碳源和生物膜载体；固体碳源首先被附着生物膜中微生物分泌的脂肪酶等胞外酶水解，然后分解成可溶性小分子底物，反硝化菌将光生物反应器积累的硝酸盐还原为氮气从而去除废水中的氮素。
结合具体实例说明，该工艺进水为丙烯腈废水，其水质为：COD 2000 mg/L，氨氮浓度 200 mg/L，低聚物浓度 150 mg/L，药剂箱9的阳离子表面活性剂进入进水箱10，其浓度为200-400 mg/L，搅拌器11充分搅拌后，通过提升泵12泵送至一级环流式气浮柱1的内筒7，待一级环流式气浮柱1液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵13，通过调节循环管路上的控制阀门14实现循环流量的控制，同时启动压缩空气机15，调节空气流速值至100-300 mL/min，废水与表面活性剂在湍流分离区4的内筒7与外筒6间逆流循环流动，直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵13和空气压缩机15，废水从外筒6底部流出进入中间水箱16；中间水箱16废水进入二级环流式气浮柱2，待二级环流式气浮柱2液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵13，通过调节循环管路上的控制阀门14实现循环流量的控制，同时启动压缩空气机15，调节空气流速值至600–1000 mL/min，废水与表面活性剂在湍流分离区4的内筒7与外筒6间逆流循环流动，直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵13和空气压缩机15，废水从外筒6底部流出进入高效电解池3；高效电解池3设置外加电流为100mA，利用池内平行放置的铁板阳极17和改性石墨毡阴极18产生Fe(OH)3和H2O2氧化丙烯腈等难降解物质，混凝沉淀低聚物等。通过一级环流式气浮柱-二级环流式气浮柱-高效电解池的处理，丙烯腈废水中70%以上的COD被去除，90%以上的低聚物被去除。
水解酸化池21内的导流墙22和推流器23作用下充分水解酸化后进入厌氧固定膜反应器24，通过反应器底部布水器26进入后经过生物滤料25，附着在生物滤料上污泥与废水反应产生沼气，沼气和废水混合上升至反应器上部，沼气进入沼气回收器28，废水一部分通过回流管27回流至反应器底部继续反应，一部分进入光生物-固定床一体化反应器29。
光生物-固定床一体化反应器29分上下两部分，下部为光生物反应器，上部为固定床反应器，中间设置一个隔板隔开，进水从反应器底部进入，底部中心的导流扩散管31将废水喷流至锥形反射板32，锥形反射板32将废水均匀布置反应器底部，小球藻34与硝化强化活性污泥33质量比为7：3，小球藻34通过反应器外部光源30光合作用产生氧气，为硝化强化污泥33提供氧气将废水中的氨氮转化为硝酸盐，并且联合体去除废水中的磷酸盐、捕获碳；光生物反应器出水通过射流器35均匀布水至固定床反应器，射流器流速控制在8.5-16L/d之间，pH控制在6.5～8.5之间，反硝化菌将光生物反应器积累的硝酸盐还原为氮气从而去除废水中的氮素，中部设置聚己内酯/淀粉共混物填料36作为反硝化的碳源和生物膜载体，出水一部分从回流管27进入光生物反应器重新反应，一部分排出。出水水质符合《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015的水污染物排放限值标准。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种高效处理丙烯腈废水的系统，其特征在于：包括一级环流式气浮柱、二级环流式气浮柱、高效电解池、药剂箱、进水箱、水解酸化池、厌氧固定膜反应器、光生物-固定床一体化反应器，所述一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱均与药剂箱连通，所述药剂箱与进水箱连通，所述进水箱通过提升泵与一级环流式气浮柱的进水入口连通，所述一级环流式气浮柱的底部通过低剪切循环泵与中间水箱连通，所述中间水箱与二级环流式气浮柱的进水入口连通，所述二级环流式气浮柱的底部与高效电解池连通。
2.根据权利要求1所述的一种高效处理丙烯腈废水的系统，其特征在于：所述一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱均采用有机玻璃制成，由下部湍流分离区和上部准静态分离区两部分组成，湍流分离区采用内外筒式结构，内筒底面相较外筒底面高，丙烯腈废水在内外筒之间逆流循环流动，其中循环水出水口设置在外筒底部，循环水入口设置在内筒底部，进水入口设置在内筒中部，压缩空气入口设置在外筒底部。
3.根据权利要求1所述的一种高效处理丙烯腈废水的系统，其特征在于：所述高效电解池内两电极平行放置，电极间隙为2cm，阳极为30×30cm的铁板，阴极为30×30cm的改性石墨毡，并在高效电解池底部安装曝气管和排泥口，调节曝气量和外加电流来调控电解反应效率。
4.根据权利要求1所述的一种高效处理丙烯腈废水的系统，其特征在于：所述水解酸化池的内部置导流墙及推流器。
5.根据权利要求1所述的一种高效处理丙烯腈废水的系统，其特征在于：所述厌氧固定膜反应器的生物滤料为表面体积比为500m2/m3、密度为0.96-0.98g/cm3的聚丙烯，且生物滤料固定在穿过厌氧固定膜反应器的螺旋线上。
6.根据权利要求1所述的一种高效处理丙烯腈废水的系统，其特征在于：所述光生物-固定床一体化反应器分为上下两部分，下部光生物反应器由透明玻璃制成，上部固定床反应器由不锈钢制成，中间设置一个隔板隔开；下部光生物反应器设置光源均匀的照射在反应器侧表面上，上部固定床反应器出水口设置一回流管连接至下部生物反应器的进水管；光生物反应器填充内小球藻与硝化强化活性污泥，固定床反应器内设置聚己内酯/淀粉共混物填料，固定在固定床反应器的中部。
7.一种高效处理丙烯腈废水的组合工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、去除丙烯腈、低聚物：药剂箱内的阳离子表面活性剂进入进水箱内，搅拌器充分搅拌后，阳离子表面活性剂和丙烯腈低聚物通过静电作用结合，通过提升泵泵送至一级环流式气浮柱内，待一级环流式气浮柱内液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵，通过调节循环管路上的控制阀门实现循环流量的控制，进而实现调节控制一级气浮柱内湍流强度的目的；同时启动压缩空气机，调节空气流速值，进而调节控制气泡与低聚物的碰撞聚并效果；
此时丙烯腈废水在湍流分离区内外筒之间逆流式循环流动，直径较大的低聚物与气泡碰撞聚并，浮升至顶部准静态层流分离区，直径较小的低聚物则通过回流的方式在湍流分离区因水流湍流引起和气泡的碰撞聚并，从而循环流动；
直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵和空气压缩机，废水从外筒底部流出进入中间水箱；
一级环流式气浮柱出水流入中间水箱内作为二级环流式气浮柱的进水，待二级环流式气浮柱内液面至一定高度后停止进水，启动低剪切循环泵，通过调节循环管路上的控制阀门实现循环流量的控制，进而实现调节控制一级气浮柱内湍流强度的目的；同时启动压缩空气机，调节空气流速值高于一级环流式气浮柱的空气流速，进而增强气泡与低聚物的碰撞聚并效果；
直至上升泡沫中无附着固体，关闭低剪切循环泵和空气压缩机，废水从外筒底部流出进入高效电解池，高效电解池内Fe2+由牺牲阳极Fe产生，阴极附近的O2和H+反应产生H2O2，Fe2+与H2O2反应生成Fe3+饱和溶液，而过量的Fe3+沉淀为Fe(OH)3，最后Fe(OH)3混凝沉淀低聚物和其他物质，H2O2将丙烯腈等物质降解；
将一级环流式气浮柱和二级环流式气浮柱的准静态层流分离区破裂气泡静置后，丙烯腈低聚物等固体沉降于底部，含阳离子表面活性剂的上清液混合回流于药剂箱内，然后药剂箱中再补加阳离子表面活性剂进行资源化利用；
S2、高效厌氧：水解酸化液由厌氧固定膜反应器底部的布水器进入，在底部充分混合，然后经过生物滤料上固定的污泥发生厌氧反应，产生的沼气和废水混合上升至反应器上部，气体进入顶部沼气回收器内，而废水通过回流管回流至反应器底部继续反应；
S3、脱氮除磷：光生物反应阶段，进水从光生物-固定床一体化反应器底部进入，底部中心设置锥形反射板，锥形反射板正上方设有朝下喷水的导流扩散管，废水、污泥和小球藻充分混合，增强污泥和基质之间的接触，提高去除效率；
固定床反应阶段，光生物-固定床一体化反应器底部采用射流器进水，可以布水均匀，且冲刷填料防止堵塞，中部设置聚己内酯/淀粉共混物填料，出水一部分从回流管进入光生物反应器重新反应，一部分排出。
8.根据权利要求7所述的一种高效处理丙烯腈废水的组合工艺，其特征在于：所述步骤S1中的阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基吡啶溴化铵或十二烷基硫酸钠中的任意一种。
9.根据权利要求7所述的一种高效处理丙烯腈废水的组合工艺，其特征在于：所述步骤S3的小球藻与硝化强化活性污泥质量比为7：3，小球藻通过光合作用产生氧气，为硝化强化污泥提供适宜的环境；小球藻和硝化强化活性污泥联合体具有快速硝化作用，可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐，同时去除废水中的磷酸盐、捕获碳。
10.根据权利要求1所述的一种高效处理丙烯腈废水的系统及其组合工艺，其特征在于：所述步骤S3的聚己内酯/淀粉共混物作为反硝化的碳源和生物膜载体；固体碳源首先被附着生物膜中微生物分泌的脂肪酶等胞外酶水解，然后分解成可溶性小分子底物，反硝化菌将光生物反应器积累的硝酸盐还原为氮气从而去除废水中的氮素。
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| CN112811732B (zh) | 2022-09-30 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Denomination of invention: A System and Combined Process for Efficient Treatment of Acrylonitrile Wastewater Effective date of registration: 20231208 Granted publication date: 20220930 Pledgee: Shanghai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Huangpu sub branch Pledgor: Shanghai bizhou environmental protection energy technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000818 |