CN202865070U - 己内酰胺污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种己内酰胺污水处理装置，它包括调节装置、短程硝化反硝化生化反应器以及膜法曝气生物滤料反应器；所述调节装置包括调节池、至少一个以上的搅拌器；所述短程硝化反硝化生化反应器包括生化反应池、曝气装置、泥水分离器和回流动力装置；所述膜法曝气生物滤料反应器包括反应池、生物膜滤料和曝气装置。

Description

己内酰胺污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种己内酰胺污水处理装置。

背景技术

己内酰胺生产工艺的特点是原辅材料和中间产品种类多、工艺流程长、副产物多，所以己内酰胺所产生的污水水质复杂、污染物种类多等。据调查分析，污水中主要污染物为：己内酰胺、硫铵、苯甲醛、甲苯、苯甲酸、六氢苯甲酸、环己烷的磺酸盐类、醇类等，直接造成污水中的化学需氧量（COD）、有机酸、氨氮及其他含氮化合物的浓度都很高，给污水处理带来较大的难度，目前处理后的水质很难达到化学需氧量≤60mg/L，氨氮≤10mg/L的要求。

己内酰胺生成的企业所排出的污水的COD和氨氮浓度较高，通常其COD的浓度在2000－12000mg/L之间，氨氮为100～1400mg/L。即使利用现有的生化处理及其装置也很难使该处理方法及其装置所处理后的污水水质达到COD≤60mg/L，氨氮≤10mg/L的标准。

再者，现阶段己内酰胺污水处理应用较为成熟的是A/O工艺，该A/O工艺为前置反硝化脱氮工艺，同时完成对有机物的吸附降解，从而达到对污水脱碳除氮的作用的工艺。其过程为：工业废水和生活污水混合后，依次经缺氧池和曝气池生化处理，发生氨化和硝化反应，将有机碳降解为CO₂，同时将有机氮依次转化为氨态氮和硝酸盐氮，然后将曝气池出水的一部分回流到前段的缺氧池，控制缺氧池DO(溶解氧浓度)在0.5mg/L以下，并利用污水自身提供的碳源，使回流污水中的硝态氮发生反硝化反应，生成氮气逸出，从而达到脱氮的目的。

氨化反应：

RCHNH₂COOH+O₂=RCOOH+CO₂+NH₃

硝化反应

NH₄ ⁺+2O₂=NO₃ ^-+H₂0+2H⁺

反硝化反应(以甲烷为碳源)：

6N0₃ ^-+5CH₃OH=5CO₂+3N₂+7H₂O+6OH

即使使用现行的A/O工艺的装置，也很难将处理后的污水水质达到化学需氧量COD≤60mg/L，氨氮≤10mg/L的水平。

实用新型的内容

本实用新型的设计人员在充分分析己内酰胺污水的成分及其含量等信息的基础上进行了大量试验和工业化应用，通过将调节污水进水的均量均质的调节装置、短程硝化反硝化生化反应器以及膜法曝气生物滤料反应器进行有效有机组合，就可以克服以上所存在的缺陷，设计了一种针对己内酰胺生产时所产生的污水进行处理的组合装置，使其处理后的污水化学需氧量达到COD≤60mg/L，氨氮≤10mg/L的水平。

本实用新型提供一种己内酰胺污水处理装置，该装置包括调节装置、短程硝化反硝化生化反应器以及膜法曝气生物滤料反应器。

所述调节装置包括调节池、至少一个以上的搅拌器。

所述调节装置还包括泵。

所述短程硝化反硝化生化反应器包括生化反应池、曝气装置、泥水分离器和回流动力装置。

所述短程硝化反硝化生物反应器包括进水区、曝气区、在线仪表区、泥水分离区、回流区。

所述膜法曝气生物滤料反应器包括反应池、生物膜滤料和曝气装置。

所述短程硝化反硝化生化反应器还包括风机。

所述膜法曝气生物滤料反应器还包括风机。

所述风机为鼓风机。

所述风机由变频电机控制。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程简图及组合装置图；

图2是组合装置图中的短程硝化反硝化生化反应器的简图；

图3是某段时间内本实用新型装置的实施例的处理前的进水COD浓度曲线图；

图4是与图3的同样时间段内的本实用新型装置所处理后的出水COD浓度曲线图；

图5是与图3的同样时间段内的本实用新型装置处理前的进水的氨氮浓度曲线图；

图6是与图3的同样时间段内的本实用新型装置所处理后的出水的氨氮浓度曲线图。

对图中符号说明如下：

调节装置（I）：搅拌器(1)，调节池(2)，泵(3)；

短程硝化反硝化生物反应器（II）：生化反应池(4)，鼓风机(5)，短程硝化反硝化生物反应器曝气装置(6)，泥水分离器(7)；回流动力装置(12)；

膜法曝气生物滤料反应器（III）：鼓风机(8)、生物膜滤料(9)、膜法曝气生物滤料反应器曝气装置(10)和反应池(11)。

具体实施方式

图1是本实用新型的工艺流程简图和组合装置图。

本实用新型的己内酰胺污水处理组合装置包括调节装置I、短程硝化反硝化生物反应器II、膜法曝气生物滤料反应器III，它们之间均由管道进行连接。

根据图1进行说明：

(1)调节装置I：

己内酰胺污水进水首先被收集到作为调节装置I的调节池2中，调节池2内设置至少一个以上的搅拌器1。调节池2的大小及搅拌器1的相关参数可根据不同污水进水量的规模进行计算得出。在调节池2中，对己内酰胺污水进行水质水量的调节调整，通过泵3定量将经过水质水量调节调整后的己内酰胺污水输送至下一个工序的短程硝化反硝化生化反应器II内。

调节装置I的目的是针对进水的水质和水量的较大波动，利用本调节装置I对进水进行均量均质的调节和调整，起到达到均量均质的作用，以保证后续工序的进水的水质水量的稳定，并减轻对后续短程硝化反硝化生物反应器II的构筑物的冲击。

(2)短程硝化反硝化生物反应器II：

短程硝化反硝化生物反应器II为本实用新型设计人的专利（ZL200920075438.0）的反应器。

该短程硝化反硝化生化反应器包括生化反应池4、短程硝化反硝化生物反应器曝气装置6、泥水分离器7、回流装置12和风机5。

短程硝化反硝化生物反应器II包括进水区A、曝气区B、在线仪表区C、泥水分离区D、污泥回流区E。具体组成单元和结构请参见ZL200920075438.0。

短程硝化反硝化生物反应器II的进水区A即进水区域。曝气区B是指生化处理短程硝化反硝化微生物反应区。短程硝化反硝化生物反应器曝气装置6装在短程硝化反硝化生物反应器曝气区B内。在线仪表区C是指安装在线仪表的区域，装有污泥浓度在线分析仪、溶解氧在线分析仪和pH在线分析仪。泥水分离区D安装有泥水分离器7。作为该泥水分离器7，可以使用公知的斜管沉降器或者斜板沉降器，利用该斜管沉降器或者斜板沉降器进行泥水分离。污泥回流区E安装有回流动力装置12，利用鼓风机5的空气作为动力将污泥回流至进水区A。鼓风机5提供曝气区曝气装置的空气和回流动力装置12的空气。

经过上个工序的调节装置I的均质均量后的己内酰胺污水被输送至短程硝化反硝化生物反应器II，在短程硝化反硝化生化反应器II内进行脱除氨氮、降低COD的反应。

经过上一个工序进行水质和水量调节后的己内酰胺污水首先被进水管进入到进水区A，进入进水区A内的污水通过回流区E的大量的回流污泥(为含水率大于99质量%的活性污泥)进行稀释，使被稀释的污水的COD、氨氮浓度被大幅度降低，COD被降低到200mg/L-300mg/L，氨氮可降低到30-80mg/L。具体稀释倍数可根据进水的COD、氨氮浓度、水量等的情况进行调整，理论上稀释倍数可以达到40-100倍。

然后被稀释后的污水到达曝气区B后，通过在线仪表区C的溶解氧在线分析仪、污泥浓度在线分析仪、pH在线分析仪等的监测仪器，控制曝气区B的污泥浓度、溶解氧浓度和pH等参数，进行短程硝化反硝化生物反应器II处理污水的关键步骤－短程硝化反硝化反应，进行脱除氨氮和减少COD的处理。鼓风机5用来提供短程生物反应器II的空气。

污水在短程硝化反硝化生化反应器II的曝气区B和在线仪表区C中进行脱除氨氮和减少COD后，利用安装在泥水分离区D的泥水分离器7进行泥水分离，清液通过出水管进入下一工序的膜法曝气生物滤料反应器III进行深度处理，而剩余的污泥(为含水率大于99质量%的活性污泥)通过回流动力装置12(安装在回流区E的回流动力装置)返送到回流区E，对进水进行大比例稀释。

通过短程硝化生物反应器处理后的污水的COD浓度小于100mg/L，氨氮浓度小于15mg/L。

(3)膜法曝气生物滤料反应器III：

膜法曝气生物滤料反应器III包括反应池11、生物膜滤料9、鼓风机8、曝气装置10。该膜法曝气生物滤料反应器III属于固定膜微生物技术，是2O世纪80年代末新兴的一种污水处理设备，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，充分发挥生物代谢、生理过滤、生物膜和填料颗粒的物理吸附作用，使得五日生化需氧量（BOD₅）、COD和氨氮等得到去除，同时生物膜和填料可以对污水中的可悬浮物总称（SS）有过滤作用，使得膜法曝气生物滤料反应器集生化处理和过滤于一体。膜法曝气生物滤料反应器III的填料(即生物膜滤料)作为固定膜微生物技术的核心组成部分，对该技术的处理功效有直接的影响。固定生物膜依附在填料上，对污水中的污染物进行降解。

膜法曝气生物滤料反应器III的反应原理是当污水流经所包含的填料表面时，污水中大量的固体悬浮物被填料截留，污水中的COD和氨氮等污染物作为生物膜的营养物质，通过鼓风曝气创造的好养环境，使COD和氨氮等污染物被生物膜微生物快速分解和转化，以使COD和氨氮的浓度得到更加深度的降低。

通过膜法曝气生物滤料反应器III处理后的污水COD浓度可以降低到小于60mg/L的水平，使氨氮浓度降低到小于5mg/L的水平。

膜法曝气生物滤料反应器III的设置目的是将膜法曝气生物滤料反应器III与上一个工序的短程硝化反硝化生物反应器II进行有机有效组合，通过进一步截留短程硝化反硝化生物反应器II的所残留的污泥细颗粒，以更加高效保证了出水的水质。即由于短程硝化反硝化生物反应器II的基本原理为活性污泥法，通过其泥水分离器7所分离后的清水，难免会夹带部分污泥细颗粒，这样所残留的部分污泥细颗粒会影响出水的水质。为了保证出水的水质通过将膜法曝气生物滤料反应器III与上一个工序的短程硝化反硝化生物反应器II进行有机有效组合，通过截留的作用，进一步将所残留的污泥细颗粒截留，以更加高效保证了出水的水质。

本实用新型的优点在于：

通过将本实用新型所包含的调节装置I、短程硝化反硝化生化反应器II以及膜法曝气生物滤料反应器III进行有机有效组合，并且将其一体化，对水质复杂、污染物种类多的己内酰胺污水进行高效处理，使其COD能够达到小于60mg/L，氨氮浓度能够达到小于10mg/L的标准。

因为通过包含有调节装置I在内的己内酰胺污水处理装置的处理，可以高效稳定地对己内酰胺污水进行处理。

实施例1：

使用本实用新型的处理组合装置，对某石油化工化纤厂的己内酰胺装置所排放的污水进行处理，进出水的水质情况如图3－6所示：

图3是处理前的进水COD浓度的曲线图。

图4是处理后的出水COD浓度的曲线图。

图5是处理前的进水氮氨浓度的曲线图。

图6是处理后的出水氮氨浓度的曲线图。

对于COD浓度来说，如图3所示，己内酰胺装置所排放的污水的水处理前的COD浓度为2000－12000mg/L。而利用本实用新型的组合装置进行污水处理后的COD浓度，如图4所示，被高效稳定地降低到60mg/L以下，高效稳定地达到了国家污水处理的标准。

另外，对于己内酰胺装置所排放的污水的氨氮浓度，从图5可以看到，处理前为200－1500mg/L。而利用本实用新型的装置进行污水处理后的氨氮的浓度，如图6所示，被高效稳定地降低到9mg/L以下，高效稳定地达到了国家污水处理的标准。

本实用新型在充分分析己内酰胺污水的基础上，结合本实用新型人的优异的专利短程硝化生化反应器，再利用膜法曝气生物滤料反应器的优势，将调节装置、短程硝化反硝化生化反应器以及膜法曝气生物滤料反应器进行有效有效组合，形成一体化装置，就可以有效稳定地将己内酰胺污水处理到化学需氧量（COD）≤60mg/L，氨氮≤10mg/L的要求，能够实现对己内酰胺污水进行高效净化处理的目的。

Claims (10)

1.一种己内酰胺污水处理装置，其特征在于，包括调节装置、短程硝化反硝化生化反应器以及膜法曝气生物滤料反应器。

2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述调节装置包括调节池、至少一个以上的搅拌器。

3.如权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述调节装置还包括泵。

4.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述短程硝化反硝化生化反应器包括生化反应池、曝气装置、泥水分离器和回流动力装置。

5.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述短程硝化反硝化生物反应器包括进水区、曝气区、在线仪表区、泥水分离区、回流区。

6.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述膜法曝气生物滤料反应器包括反应池、生物膜滤料和曝气装置。

7.如权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述短程硝化反硝化生化反应器还包括风机。

8.如权利要求6所述的处理装置，其特征在于，所述膜法曝气生物滤料反应器还包括风机。

9.如权利要求7或者8所述的处理装置，其特征在于，所述风机为鼓风机。

10.如权利要求9所述的处理装置，其特征在于，所述风机由变频电机控制。

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