CN1268556C - 丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，对所述废水进行酸化水解；步骤2，利用厌氧生物处理器对酸化水解后的废水进行厌氧生物处理；步骤3，利用好氧生物处理器对废水进行好氧生物处理。本发明的技术构思在于利用现代的生物处理技术，使用新型高效的处理设备，低成本、低能耗地将高浓度有机废水进行处理，达到排放要求。
Description
技术领域
本发明涉及高浓度有机化工废水的处理技术，特别是一种丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法。
背景技术
废水焚烧装置是目前国内外处理高浓度丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类废水的主流装置，催化湿式氧化装置仍处于中试阶段。这两套装置处理效果极佳，但能耗高。
(1)废水焚烧装置。
丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类生产装置产生的酸性废水和碱性废水分别储存，经预热进入中和池混合，并用氢氧化钠中和，中和后的废水被加热进入蒸馏塔，用蒸汽加热提浓，回收部分工艺用水，重组分(残留液)送入焚烧炉焚烧。焚烧后出水pH值10～11，CODcr＜100mg/l。
虽然处理效果很好但排放废水中含大量的Na2SO4、Na2CO3、NaCl等盐类，这部分水含盐浓度6％左右，对环境造成一定程度污染。废水焚烧后排气含有Na2CO3、NaCl结晶体，采用一般技术很难捕集，污染周围大气。
最重要的是处理费用比较高，以目前的价格计算，每处理1吨丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类废水能耗达120元人民币。
(2)催化湿式氧化法。
催化湿式氧化法是在湿式氧化工艺基础上发展起来的，这种方法针对湿式氧化工艺对COD的分解率不高而对氨氮几乎不能去除的缺点，开发了有良好活性和在水中长期保持稳定的催化剂，从而能够将石油化工、制药、造纸、食品、纤维、炼焦等高浓度COD废水不加稀释地一次处理降低至CODcr＜100mg/l，同时又可以对水进行脱色、脱臭、杀菌处理。而且排放气体为N2、CO2、H2O等无害物质。
工艺基本构成：丙烯酸(甲基)及其酯类酸性废水和压缩空气(7.0MPag)通过废水提升泵和空气压缩机混合后送至热交换器加热至200～250℃后进入反应器，控制温度230～300℃，压力6.0～8.0MPag，在催化剂床层废水中的有机物被氧化为二氧化碳和水。反应产物气水分离后排放。
催化剂对废水水质有特殊要求：废水中含有无机离子(Na、Ca、Fe等)必须小于20mg/l，否则将引起催化剂永久中毒，不能使用。
目前该工艺只是应用于丙烯氧化生产丙烯酸过程的废水，不能用于丙烯酸(甲基丙烯酸)酯类生产废水中。
该工艺属于高温、高压、并使用重金属催化剂，要求设备、操作工艺复杂，能耗比较高，吨处理废水费用高。
上述两种方法由于要求工艺复杂、设备性能比较高、能耗高、吨处理费用尤其高，降低了企业的竞争力，不利于企业的可持续发展。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法。采用该方法，能够降低高浓度丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类废水的处理费用，降低能耗。
本发明的技术构思在于利用现代的生物处理技术，使用新型高效的处理设备，低成本、低能耗地将高浓度有机废水进行处理，达到排放要求。
本发明的技术方案如下：
丙烯酸及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，对所述废水进行酸化水解；步骤2，利用厌氧生物处理器对酸化水解后的废水进行厌氧生物处理；步骤3，利用好氧生物处理器对废水进行好氧生物处理。
所述厌氧生物处理器为UASB、IC、EGSB、UBF、AF或BAF型的高效厌氧生物处理器。
所述好氧生物处理器为活性污泥法、内循环流化床、生物滤池或膜生物反应器型的高效好氧生物处理器。
所述废水为高浓度丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯类废水。
所述步骤1中的酸化水解包括在处理成中性的废水中加入适用于厌氧颗粒污泥的微生物培养基，并在其后进入酸化水解池进行酸化水解。
所述步骤2中的厌氧生物处理采用两级处理，利用串联的两个厌氧生物处理器，即第一级处理器和第二级处理处理器，并且采用加入营养基质的厌氧颗粒污泥，在有葡萄糖存在的共基质条件下，逐渐增加丙烯酸及其酯类废水，从而筛选并培养出成熟的厌氧颗粒污泥进行对有机物的降解。
所述第一级处理器的最大有机物负荷达到14-22kgCOD/m3.d，停留时间为50小时，有机物去除率达90％；所述第二级处理器的最大有机物负荷达到5-6kgCOD/m3.d，停留时间为60小时，有机物去除率达60％。
所述步骤3中的好氧生物处理是指利用好氧污泥浓度高的特点，在24小时的污泥停留时间，污泥浓度(MLSS)大于5000mg/l，利用纯氧曝气器，充入足够氧气，使有机物降解至出水COD＜100mg/l。
对所述步骤2中产生的有机气体甲烷等进行回收。
所述步骤1中的酸化水解池的温度为低于40℃的常温或为50-70℃的高温，在厌氧或兼氧条件下，高浓度有机废水中的大分子物质在水解酸化菌作用下分解为小分子物质，COD的去除率在35％左右。
本发明的技术效果如下：
由于本发明丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，在对废水进行酸化水解的基础上，通过采用厌氧生物处理器和好氧生物处理器对废水进一步进行相应的处理，这就充分利用了现代的生物处理技术，使用新型高效的处理设备，低成本、低能耗地将高浓度有机废水进行处理，达到排放要求。也就是说，采用该方法，能够降低高浓度丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类废水的处理费用，降低能耗。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。
本项发明解决其技术问题所采用的技术方案主要分三步：第一步是高浓度有机化工废水(COD＞30000mg/l)首先进行均匀调质、用酸或碱进行中和，控制PH值6.5-7.5之间，加入微生物培养基(培养基根据厌氧颗粒污泥中微生物细胞中微量元素的组成配制，含有微生物生长需要的氮、磷、钾、钴、镍及生长因子等)，在常温(一般低于40℃)或高温(50～70℃)下进入常规的酸化水解池，在厌氧/兼氧条件下，高浓度有机废水中的大分子物质在水解酸化菌作用下分解为小分子物质，同时达到降低COD的目的。一般情况下，本阶段COD的去除率在35％左右。
第二步：经过酸化水解后的废水串联直接进入第一级和第二级现代高效厌氧生物处理器(UASB/IC/EGSB/UBF/AF/BAF)，利用高效厌氧生物处理器使用颗粒污泥的特点：有机物负荷高，抗冲击能力强，占地面积小，回收有机能量(甲烷)等。本发明直接采用其他营养基质的厌氧颗粒污泥，在有葡萄糖存在的共基质条件下，逐渐增加丙烯酸及其酯类废水浓度，经筛选并培养成熟的厌氧颗粒污泥进行丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类有机物的降解，最大限度地去除有机物，第一级处理器的最大有机物负荷达到14-22kgCOD/m3.d，停留时间为50小时。有机物去除率达90％。第二级处理器的最大有机物负荷达到5-6kgCOD/m3.d，停留时间为60小时。有机物去除率达60％。
第三步：上一步出水脱除有机气体后，进入现代高效好氧生物处理器(内循环流化床、生物滤池、膜生物反应器等)，利用好氧污泥浓度高的特点，在24小时的污泥停留时间，污泥浓度(MLSS)大于5000mg/l，利用纯氧曝气器，冲入足够氧气，使用机物最大限度降解，出水COD＜100mg/l。吨处理费用可达到废水焚烧费用的三分之一。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照实例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
Claims (10)
1.丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，对所述废水进行酸化水解；步骤2，利用厌氧生物处理器对酸化水解后的废水进行厌氧生物处理；步骤3，利用好氧生物处理器对废水进行好氧生物处理。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述厌氧生物处理器为UASB、IC、EGSB、UBF、AF或BAF型的高效厌氧生物处理器。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述好氧生物处理器为内循环流化床、生物滤池或膜生物反应器型的高效好氧生物处理器。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述废水为高浓度丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯类废水。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述步骤1中的酸化水解包括在处理成中性的废水中加入适用于厌氧颗粒污泥的微生物培养基，并在其后进入酸化水解池进行酸化水解。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述步骤2中的厌氧生物处理采用两级处理，利用串联的两个厌氧生物处理器，即第一级处理器和第二级处理处理器，并且采用加入营养基质的厌氧颗粒污泥，在有葡萄糖存在的共基质条件下，逐渐增加丙烯酸及其酯类废水，从而筛选并培养出成熟的厌氧颗粒污泥进行对有机物的降解。
7.根据权利要求6所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述第一级处理器的最大有机物负荷达到14-22kgCOD/m3.d，停留时间为50小时，有机物去除率达90％；所述第二级处理器的最大有机物负荷达到5-6kgCOD/m3.d，停留时间为60小时，有机物去除率达60％。
8.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述步骤3中的好氧生物处理是指利用好氧污泥浓度高的特点，在24小时的污泥停留时间，污泥浓度大于5000mg/l，利用纯氧曝气器，充入足够氧气，使有机物降解至出水COD＜100mg/l。
9.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：对所述步骤2中产生的有机气体进行回收。
10.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于：所述步骤1中的酸化水解池的温度为低于40℃的常温或为50-70℃的高温，在厌氧或兼氧条件下，高浓度有机废水中的大分子物质在水解酸化菌作用下分解为小分子物质，COD的去除率在35％左右。
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