CN212050971U - 三羟甲基丙烷废水的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三羟甲基丙烷废水的处理装置。该三羟甲基丙烷废水的处理装置包括铁碳微电解单元、厌氧处理单元、好氧处理单元和臭氧催化氧化单元，厌氧处理单元与铁碳微电解单元的出水口连通；好氧处理单元与厌氧处理单元的出水口连通；臭氧催化氧化单元与好氧处理单元的出水口连通。上述处理装置能够对三羟甲基丙烷废水首先进行微电解处理，降低废水中特征污染物的浓度，降低特征污染物的生物毒性，从而利于后续厌氧和好氧处理单元中生化降解处理的稳定运行。

Description

三羟甲基丙烷废水的处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种三羟甲基丙烷废水的处理装置。

背景技术

三羟甲基丙烷分子上有3个羟甲基，因而具有类似于甘油的多元醇性质，可与有机酸反应生成单酯或多酯，与醛、酮反应生成缩醛、缩酮，与二异氰酸反应生成氨基酯等，是一种用途广泛的有机化工原料与化工产品。工业上，三羟甲基丙烷是以正丁醛和甲醛为原料，在碱性催化剂作用下缩合反应制得，该方法工艺比较简单，容易掌握，不需要高温、高压和特殊催化剂，比较适用于中小规模生产。但该法副产物较多，产品质量差，后处理工作量较大，产品精制困难，废水排放量大。

三羟甲基丙烷生产装置排放的废水有机物浓度高，其COD值约为7000～9000mg/L，废水中主要特征污染物有2-乙基己醇、三羟甲基丙烷、羟基甲基庚烷、羟基丙酸乙酯等。这些特征污染物可生化性差，而且对微生物有毒性。

国内1.5万吨/年三羟甲基丙烷生产装置废水排放量约20m³/h，若废水中污染物得不到有效处理会对环境造成严重污染。目前针对高浓度有机废水的处理方式主要是湿式催化氧化法，该方法涉及高温高压，运行成本高，安全隐患高。生物降解是工业废水处理的主要方法之一，其降解原理是微生物的新陈代谢使废水中有机污染物转化为稳定无害物质，与物理化学方法相比，生物降解工艺成本低、效率高、效果好。

然而，现有技术中公开的三羟甲基丙烷废水的处理装置或方法存在如下不足：废水经水质水量调节后进入厌氧和好氧生化系统，三羟甲基丙烷废水中特征污染物对微生物有生物毒性，生化系统会出现酸化、微生物活性降低、微生物大量死亡的现象，生化系统难以长期稳定运行；同时控制出水COD＜500mg/L，出水不能直接排放。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种三羟甲基丙烷废水的处理装置，以解决现有技术中的三羟甲基丙烷废水的处理装置中生化系统难以长期稳定运行的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种三羟甲基丙烷废水的处理装置，包括：铁碳微电解单元；厌氧处理单元，与铁碳微电解单元的出水口连通；好氧处理单元，与厌氧处理单元的出水口连通；臭氧催化氧化单元，与好氧处理单元的出水口连通。

进一步地，铁碳微电解单元包括铁碳反应器、酸供应器和第一曝气设备，酸供应器与铁碳反应器的入口连通，第一曝气设备设置于铁碳反应器中。

进一步地，厌氧处理单元包括厌氧池和第一泥水膜分离装置，第一泥水膜分离装置设置于厌氧池内部。

进一步地，好氧处理单元包括曝气池、第二泥水膜分离装置和第二曝气设备，第二泥水膜分离装置和第二曝气设备独立地设置于曝气池内部。

进一步地，臭氧催化氧化单元包括臭氧催化氧化池、臭氧发生器和第三曝气设备，第三曝气设备设置于臭氧催化氧化池内部，且第三曝气设备与臭氧发生器连通。

进一步地，处理装置还包括：絮凝沉淀单元，连通设置在铁碳微电解单元和厌氧处理单元之间。

进一步地，絮凝沉淀单元还包括搅拌池、斜管沉淀池、碱供应器和第一絮凝剂供应器，碱供应器的出口以及第一絮凝剂供应器的出口分别与搅拌池连通，搅拌池的底部与斜管沉淀池的底部连通。

进一步地，处理装置还包括：调节单元，分别与铁碳微电解单元和厌氧处理单元连通，用于调节三羟甲基丙烷废水中氮、磷和微量元素中的至少一种。

进一步地，厌氧处理单元还包括与厌氧池连通的第一排泥管线，好氧处理单元还包括与曝气池连通的第二排泥管线，处理装置还包括：污泥处理单元，分别与第一排泥管线和第二排泥管线连通。

进一步地，污泥处理单元包括污泥浓缩池、第二絮凝剂供应器、管道混合器和板框压滤机，污泥浓缩池分别与第一排泥管线和第二排泥管线连通，第二絮凝剂供应器和板框压滤机分别与管道混合器连通。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种三羟甲基丙烷废水的处理装置，由于该处理装置先将废水通入铁碳微电解单元，然后再将处理后的废水通入厌氧和好氧处理单元，从而能够对三羟甲基丙烷废水首先进行微电解处理，降低废水中特征污染物的浓度，降低特征污染物的生物毒性，从而利于后续厌氧和好氧处理单元中生化降解处理的稳定运行；进一步地，厌氧处理单元和好氧处理单元可以利用膜实现泥水分离，有效解决了三羟甲基丙烷废水粘度高，生化系统中污泥难于沉降的问题，实现了生化系统污泥浓度可控，提高了系统的抗负荷冲击能力。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施方式所提供的三羟甲基丙烷废水的处理装置的连接关系示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、铁碳微电解单元；2、絮凝沉淀单元；3、调节单元；4、厌氧处理单元；5、好氧处理单元；6、臭氧催化氧化单元；7、污泥处理单元；101、铁碳反应器；102、酸供应器；103、第一曝气设备；104、铁碳催化剂；201、搅拌池；202、斜管沉淀池；203、碱供应器；204、第一絮凝剂供应器；205、第三排泥管线；301、均质池；302、氮营养盐罐；303、磷营养盐罐；304、微量元素罐；401、厌氧池；402、第一泥水膜分离装置；403、沼气收集装置；404、沼气柜；405、第一排泥管线；501、曝气池；502、第二泥水膜分离装置；503、鼓风机；504、第二曝气设备；505、第二排泥管线；601、臭氧催化氧化池；602、臭氧发生器；603、第三曝气设备；604、臭氧氧化催化剂；701、浓缩池；702、第二絮凝剂供应器；703、管道混合器；704、板框压滤机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，采用现有技术中公开的三羟甲基丙烷废水的处理装置，废水经水质水量调节后进入厌氧和好氧生化系统，三羟甲基丙烷废水中特征污染物对微生物有生物毒性，生化系统会出现酸化、微生物活性降低、微生物大量死亡的现象，生化系统难以长期稳定运行。

本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种三羟甲基丙烷废水的处理装置，如图1所示，包括铁碳微电解单元1、厌氧处理单元4、好氧处理单元5和臭氧催化氧化单元6，厌氧处理单元4与铁碳微电解单元1的出水口连通；好氧处理单元5与厌氧处理单元4的出水口连通；臭氧催化氧化单元6与好氧处理单元5的出水口连通。

由于该处理装置先将废水通入铁碳微电解单元，然后再将处理后的废水通入厌氧和好氧处理单元，从而能够对三羟甲基丙烷废水首先进行微电解处理，降低废水中特征污染物的浓度，降低特征污染物的生物毒性，从而利于后续厌氧和好氧处理单元中生化降解处理的稳定运行。

在本申请的上述处理装置中，铁碳微电解单元1是利用铁和碳微电解材料自身产生的电位差对废水进行电解处理，对三羟甲基丙烷废水中污染物进行开环断链，降低废水中特征污染物浓度，使废水中毒性特征污染物达到后续微生物可接受的程度。碳微电解材料可以是铁屑、碳和其它活性金属按一定比例混合后高温活化的固体聚合体。

优选地，如图1所示，上述铁碳微电解单元1包括铁碳反应器101、酸供应器102和第一曝气设备103，酸供应器102与铁碳反应器101的入口连通，第一曝气设备103设置于铁碳反应器101中。上述酸供应器102可以通过设有进液泵的管线与铁碳反应器101相连，第一曝气设备103可以通过设有风量调节阀的曝气管线与鼓风机503相连。在采用铁碳反应器101中铁碳催化剂中铁碳体积比1.3～1.5:1。

在一种优选的实施方式中，三羟甲级丙烷废水从铁碳反应器101底部进入，酸供应器102通过进液泵向废水中补充酸，酸为硫酸或盐酸中的一种，调节废水的pH值为2～3，离铁碳反应器101底部0.2～0.3m处安装第一曝气设备103，第一曝气设备103通过设有风量调节阀的管线与鼓风机503相连，通过第一曝气设备103对废水进行曝气，补充废水中溶解氧，第一曝气设备103上装填铁碳催化剂104，出水从铁碳反应器101顶部溢出。

在本申请的上述处理装置中，铁碳微电解单元1与厌氧处理单元4之间还可以连通有絮凝沉淀单元2和调节单元3，如图1所示。铁碳微电解单元1中的铁失去电子变成二价铁离子进入溶液，由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物，这些絮凝物进入絮凝沉淀单元2中通过絮凝作用形成大的絮凝物，从而沉淀去除，絮凝沉淀单元2的出水进入调节单元3中，调节单元3向废水中补加生化降解所需的氮磷营养液和微量元素，微量元素可以包括镍、锰、硼、钙、锌、镁、铁、钼等元素离子。

优选地，如图1所示，上述絮凝沉淀单元2还包括搅拌池201、斜管沉淀池202、碱供应器203和第一絮凝剂供应器204，碱供应器203的出口以及第一絮凝剂供应器204的出口分别与搅拌池201连通，搅拌池201的底部与斜管沉淀池202的底部连通。上述碱供应器203和上述第一絮凝剂供应器204可以通过设有进液泵的管线与搅拌池201相连。

在一种优选的实施方式中，铁碳反应器101顶部出水溢流至搅拌池201，出水中的絮凝物进入搅拌池201，碱供应器203通过进液泵向搅拌池201补加碱液，碱液是Na₂CO₃或NaHCO₃或二者的混合物，调节溶液pH为8～9。第一絮凝剂供应器204通过进液泵向搅拌池201补加絮凝剂液体，絮凝剂液体是聚丙烯酰胺(PAM)溶液，使较稳定的絮凝物通过絮凝作用形成大的絮凝物易于沉淀去除。搅拌池201和斜管沉淀池202底部相通，斜管沉淀池202具有沉淀分离絮凝物的作用，出水由斜管沉淀池202顶部溢流至调节单元3。

优选地，如图1所示，上述调节单元3由均质池301、氮营养盐罐302、磷营养盐罐303、微量元素罐304组成。的氮营养盐罐302、磷营养盐罐303、微量元素罐304均通过各自单独设有进液泵的加药管路与均质池301相连。的微量元素是镍、锰、硼、钙、锌、镁、铁、钼元素离子的混合液。

在一种优选的实施方式中，斜管沉淀池202顶部出水溢流至均质池301，均质池301起均化水质水量作用，同时向均质池301中补加废水生化降解所需的氮磷营养液和微量元素，微量元素是镍、锰、硼、钙、锌、镁、铁、钼元素离子的混合液，氮营养盐罐302、磷营养盐罐303和微量元素罐304分别通过设有进液泵的管线向均质池301补加氮营养液、磷营养液和微量元素，出水通过泵提升至厌氧处理单元4。

在本申请的上述处理装置中，厌氧处理单元4利用厌氧菌将废水中有机大分子污染物降解为小分子污染物，然后降解为沼气，降低废水的COD。

上述厌氧处理单元4可以为厌氧膜生物反应器(厌氧MBR)。优选地，如图1所示，上述厌氧处理单元4包括厌氧池401和第一泥水膜分离装置402，第一泥水膜分离装置402设置于厌氧池401内部。更为优选地，上述厌氧处理单元4还包括沼气收集装置403和沼气柜404，沼气收集装置403设置于厌氧池401中，用于收集沼气，收集的沼气通过管线输送至沼气柜404中储存。

在一种优选的实施方式中，废水从厌氧池401底部进入，废水经泵提升过程中，搅动厌氧污泥，使污泥与废水充分接触进行厌氧生化降解，第一泥水膜分离装置402固定沉浸于厌氧池401上部，利用该装置实现泥水分离，采用中空纤维膜，微负压抽吸，抽出的滤液自流进入好氧处理单元5；厌氧池401顶部固定有沼气收集装置403，收集的沼气储存于沼气柜404中。

在本申请的上述处理装置中，好氧处理单元5利用好氧菌的新陈代谢作用，将废水中可生化降解的有机物降解为CO₂和H₂O，以净化废水。

上述好氧处理单元5可以为好氧膜生物反应器(好氧MBR)。优选地，如图1所示，好氧处理单元5包括曝气池501、第二泥水膜分离装置502和第二曝气设备504，第二泥水膜分离装置502和第二曝气设备504独立地设置于曝气池501内部。更为优选地，上述好氧处理单元5还包括鼓风机503，上述第二曝气设备504可以通过设有风量调节阀的管线与鼓风机503相连。

在一种优选的实施方式中，废水从曝气池501底部进入，废水上升过程中搅动污泥，与污泥充分接触利于废水好氧生化降解。离曝气池501底部0.4～0.5m处安装第二曝气设备504，第二曝气设备504通过设有风量调节阀的管线与鼓风机503相连，通过第二曝气设备504对废水进行曝气，补充废水中溶解氧，为微生物培养好氧环境。第二泥水膜分离装置502固定沉浸于曝气池501上部，利用该装置实现泥水分离，采用中空纤维膜，微负压抽吸，抽出的滤液自流进入臭氧催化氧化单元6。

在本申请的上述处理装置中，臭氧催化氧化单元6中的臭氧气体与催化剂形成了羟基自由基，羟基自由基具有强氧化性，且无选择性，通过强氧化作用，进一步降低废水的COD，使出水达到排放标准。

优选地，如图1所示，上述臭氧催化氧化单元6包括臭氧催化氧化池601、臭氧发生器602和第三曝气设备603，第三曝气设备603设置于臭氧催化氧化池601内部，且第三曝气设备603与臭氧发生器602连通。上述第三曝气设备603可以通过设有风量调节阀的管线与臭氧发生器602相连，臭氧催化氧化池601的底部装填有臭氧氧化催化剂604，催化剂可以为过渡金属浸渍在氧化铝中的球体。

在一种优选的实施方式中，废水从臭氧催化氧化池601底部进入并向上流，离臭氧催化氧化池601底部0.2～0.3m处安装第三曝气设备603，第三曝气设备603通过设有风量调节阀的管线与臭氧发生器602相连，第三曝气设备603上装填臭氧氧化催化剂604，通过臭氧发生器602和第三曝气设备603对废水进行臭氧气体的曝气，使臭氧催化氧化池601溢流出水达标排放。

本申请的上述处理装置还可以包括污泥处理单元7，如图1所示，上述厌氧处理单元4还可以包括与厌氧池401连通的第一排泥管线405，通过定期打开第一排泥管线405的阀门排出厌氧池401中剩余厌氧污泥，污泥排至污泥处理单元7的污泥浓缩池701；上述好氧处理单元5还可以包括与曝气池501连通的第二排泥管线505，通过定期打开第二排泥管线505的阀门排出曝气池501中剩余好氧污泥，污泥排至污泥处理单元7的污泥浓缩池701；上述絮凝沉淀单元2还可以包括与斜管沉淀池202连通的第三排泥管线205，通过定期打开第三排泥管线205的阀门排出斜管沉淀池202底部的絮状污泥，污泥排至污泥处理单元7的污泥浓缩池701。

优选地，如图1所示，上述污泥处理单元7包括污泥浓缩池701、第二絮凝剂供应器702、管道混合器703和板框压滤机704，污泥浓缩池701分别与第一排泥管线405和第二排泥管线505连通，第二絮凝剂供应器702和板框压滤机704分别与管道混合器703连通。

在一种优选的实施方式中，第一排泥管线405、第二排泥管线505和第三排泥管线205排放的污泥自流进入污泥浓缩池701，在污泥浓缩池701利用重力实现浓缩，底部的高浓度污泥通过泵提升经过管道混合器703。同时第二絮凝剂供应器702的絮凝剂通过进液泵向管道混合器703输送絮凝剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液，污泥与絮凝剂在管道混合器703中充分混合后，进入板框压滤机704压滤脱水，板框压滤机704的压滤出水、污泥浓缩池701的上清液通过管线回到厌氧处理单元4处理，板框压滤机704压滤脱水后污泥填埋处置。

下面将结合实施例进一步说明本申请提供的上述三羟甲基丙烷废水的处理装置。

实施例1

本实施例提供了一种三羟甲基丙烷废水的处理方法，采用如图1所示的处理装置，该处理方法包括以下步骤：

三羟甲基丙烷装置排放的三羟甲基丙烷废水COD为7500mg/L，首先进入铁碳微电解单元1进行电解氧化处理，用硫酸调节废水pH至2.5，水力停留时间为2小时，水温为35℃，铁碳体积比为1.5:1。经微电解氧化后出水进入絮凝沉淀单元2，向絮凝沉淀单元2加氢氧化钠溶液调pH至9.0，水力停留时间为1.5小时，向废水中补加PAM絮凝剂，PAM补加浓度为120mg/L，絮凝沉淀单元2溢流的出水COD为5000mg/L。

絮凝沉淀单元2出水进入调节单元3中调节氮、磷和微量元素后进入厌氧处理单元4，水力停留时间为40小时，污泥浓度为6.2g/L，水温为33℃，经厌氧处理单元4中泥水分离膜抽滤的出水COD为1500mg/L。

厌氧处理单元4的出水进入好氧处理单元5水力停留时间为24小时，污泥浓度为4.5g/L，溶解氧3～5mg/L，水温为28～30℃，经好氧处理单元5中泥水分离膜抽滤的出水COD为110mg/L。

好氧处理单元5的出水进入臭氧催化氧化单元6，水力停留时间为1.5小时，臭氧投加浓度为30mg/L，水温为27℃，臭氧催化氧化单元6溢流的出水COD为70mg/L。出水达到《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015的要求，COD≤80mg/L。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、由于该处理装置先将废水通入铁碳微电解单元，然后再将处理后的废水通入厌氧和好氧处理单元，从而能够对三羟甲基丙烷废水首先进行微电解处理，降低废水中特征污染物的浓度，降低特征污染物的生物毒性，从而利于后续厌氧和好氧处理单元中生化降解处理的稳定运行；

2、厌氧处理单元和好氧处理单元利用膜实现泥水分离，有效解决了三羟甲基丙烷废水粘度高，生化系统中污泥难于沉降的问题，实现了生化系统污泥浓度可控，提高了系统的抗负荷冲击能力；

3、出水达到《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015的要求，COD≤80mg/L。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三羟甲基丙烷废水的处理装置，其特征在于，包括：

铁碳微电解单元(1)；

厌氧处理单元(4)，与所述铁碳微电解单元(1)的出水口连通；

好氧处理单元(5)，与所述厌氧处理单元(4)的出水口连通；

臭氧催化氧化单元(6)，与所述好氧处理单元(5)的出水口连通。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述铁碳微电解单元(1)包括铁碳反应器(101)、酸供应器(102)和第一曝气设备(103)，所述酸供应器(102)与所述铁碳反应器(101)的入口连通，所述第一曝气设备(103)设置于所述铁碳反应器(101)中。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述厌氧处理单元(4)包括厌氧池(401)和第一泥水膜分离装置(402)，所述第一泥水膜分离装置(402)设置于所述厌氧池(401)内部。

4.根据权利要求3所述的处理装置，其特征在于，所述好氧处理单元(5)包括曝气池(501)、第二泥水膜分离装置(502)和第二曝气设备(504)，所述第二泥水膜分离装置(502)和所述第二曝气设备(504)独立地设置于所述曝气池(501)内部。

5.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述臭氧催化氧化单元(6)包括臭氧催化氧化池(601)、臭氧发生器(602)和第三曝气设备(603)，所述第三曝气设备(603)设置于所述臭氧催化氧化池(601)内部，且所述第三曝气设备(603)与臭氧发生器(602)连通。

6.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

絮凝沉淀单元(2)，连通设置在所述铁碳微电解单元(1)和所述厌氧处理单元(4)之间。

7.根据权利要求6所述的处理装置，其特征在于，所述絮凝沉淀单元(2)还包括搅拌池(201)、斜管沉淀池(202)、碱供应器(203)和第一絮凝剂供应器(204)，所述碱供应器(203)的出口以及所述第一絮凝剂供应器(204)的出口分别与搅拌池(201)连通，所述搅拌池(201)的底部与所述斜管沉淀池(202)的底部连通。

8.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

调节单元(3)，分别与所述铁碳微电解单元(1)和所述厌氧处理单元(4)连通，用于调节所述三羟甲基丙烷废水中氮、磷和微量元素中的至少一种。

9.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述厌氧处理单元(4)还包括与所述厌氧池(401)连通的第一排泥管线(405)，所述好氧处理单元(5)还包括与所述曝气池(501)连通的第二排泥管线(505)，所述处理装置还包括：

污泥处理单元(7)，分别与所述第一排泥管线(405)和所述第二排泥管线(505)连通。

10.根据权利要求9所述的处理装置，其特征在于，所述污泥处理单元(7)包括污泥浓缩池(701)、第二絮凝剂供应器(702)、管道混合器(703)和板框压滤机(704)，所述污泥浓缩池(701)分别与所述第一排泥管线(405)和所述第二排泥管线(505)连通，所述第二絮凝剂供应器(702)和所述板框压滤机(704)分别与管道混合器(703)连通。

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