一种利用ubf工艺预处理酸性羧甲基纤维素冷凝液的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用UBF工艺预处理酸性羧甲基纤维素（CMC）冷凝液的方法。酸性CMC冷凝液首先进入调节沉淀池进行水量、水质调节，然后进入中和池，在中和池内投加Na2CO3溶液使废水的pH值稳定在6.5-7.5之间。中和池的废水由耐腐蚀化工泵注入UBF反应器底部，废水经反应器内填料上的生物膜厌氧净化后至顶部流入污水深度处理单元，厌氧产生的沼气收集至沼气柜。本方法具有处理效率高、能耗小、运行费用低等特点。
【专利说明】一种利用UBF工艺预处理酸性羧甲基纤维素冷凝液的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理领域，具体涉及一种利用UBF工艺预处理酸性羧甲基纤维素(CMC)冷凝液的方法。
【背景技术】
[0002]羧甲基纤维素(Carboxyl Methyl Cellulose,简称CMC),又名羧甲基纤维素钠，是一种由天然高分子材料纤维素通过化学反应改性生产的、具有醚结构的物质，有“工业味精”之称。广泛用于食品、医药、牙膏、纺织等行业，市场销量大，效益好。然而，目前国内广泛采用以精致棉短绒、氯乙酸、乙醇等为原料生产羧甲基纤维素钠的工艺普遍存在着原料消耗大且利用率低的问题(特别是醚化剂氯乙酸的利用率很低，仅有50~60%得到利用)，未反应完的原料也进入生产废水中；因此，产生的羧甲基纤维素钠生产废水既含有羟乙酸钠、氯乙酸、乙醇、乙醇钠等有机物，又含有纤维素、羧甲基纤维素钠等高分子有机物，CODcr高达20000~25000mg/L，不含氮(N)、磷(P)等生物营养元素。
[0003]由于作为生产食品级羧甲基纤维素的工艺废液中仍含有15-20%的羧甲基纤维素没有回收(工业级CMC废液中含有未回收的羧甲基纤维素含量较低，小于5%，回收价值较小)，将其蒸馏后，所得剩余残渣的主要成份为羧甲基纤维素，可用作水泥添加剂。目前，这种羧甲基纤维素水泥添加剂市场价格约为12000元/吨左右，利润较高，需求量大，国内一些CMC生产企业开始利用蒸馏工艺，对食品级羧甲基纤维素废液进行多效蒸发处理，所得蒸馏残渣即为水泥添加剂产品一羧甲基纤维素，蒸汽余热回收，冷凝液作为生产废水外排。这种冷凝液主要含有羟基乙酸、氯乙酸、乙醇等挥发性有机物，水温为30-40°C，COD约为2000-4000mg/L, pH=2.5-3.0。 [0004]目前，未见有关酸性CMC冷凝液处理的研究报道。国外对CMC生产废水的处理方法有如下三种:(I)美国的紫外线氯化法；(2)日本的双氧水化学氧化法；(3)德国的树脂交换法。国内对CMC生产废液预处理研究报道主要有铁炭微电解法、UASB法等。如《环境科学与技术》2008年9月第31卷第9期121-122页报道了潘碌亭等采用铁炭微电解法+生物法对CMC生产废水的研究，结果表明盐分对生化处理有明显抑制作用，微电解法对COD的去除率约为35%。
[0005]本发明的酸性CMC冷凝液与CMC生产废液的水质差别较大，前者仅含有羟基乙酸、氯乙酸、乙醇等挥发性有机物，而后者既含有纤维素、羧甲基纤维素等大分子有机物，又含有羟乙酸钠、氯乙酸、乙醇、乙醇钠等小分子有机物和氯化钠等无机盐。因此，如何高效、低成本的处理酸性CMC冷凝液已成为业界急需解决的技术问题。
[0006]上流式厌氧滤池UBF (Upflow Blanket Filter)是一种结合上流式厌氧污泥床(UASB)和厌氧生物滤池(AF)的优势复合而成的厌氧生物反应器，该反应器适合处理含悬浮物少、COD浓度高、COD: N: P营养比低的废水，具有处理效率高、能耗小、运行费用低等特点。此外，处理过程中还会产生大量可回收能源——沼气。本发明依据酸性CMC冷凝液的水质特点，提出一种采用UBF工艺预处理的方法，利用厌氧生物膜上异养菌的生物代谢作用来分解其中的有机物，达到降低废水中COD的目的。
【发明内容】
[0007]本发明主要目的是:提出一种采用UBF工艺预处理酸性CMC冷凝液的方法。
[0008]本发明的主要原理是:首先利用Na2C03溶液中和酸性CMC冷凝液，使废水的pH值稳定在6.5-7.5之间，同时滴加质量比10%的农用复合肥溶液，以保证厌氧生物膜上异养微生物代谢所需的营养比C0D:N:P= (100-200):5:1。然后以UBF反应器内充填的聚氨酯基多孔旋转球形填料为生物载体，培养、驯化厌氧生物膜，通过生物膜上异养菌的生物代谢作用将废水中的有机物分解为小分子有机物及甲烷、二氧化碳、水等，从而具有处理效率高、能耗小、运行费用低等特点。其中的主要反应方程式如下:
[0009]
【权利要求】
1.一种利用UBF工艺预处理酸性羧甲基纤维素(CMC)冷凝液的方法，其特征是采用如下步骤: 1)酸性CMC冷凝液进入调节沉淀池，进行水量、水质调节。 2)上述调节沉淀池内的CMC冷凝液自流进入中和池，投加质量分数为15%的工业Na2CO3碱溶液来中和酸性CMC冷凝液，利用pH在线控制系统监控废水pH值和碱液投加量，使得中和池内废水PH值稳定在6.5-7.5之间，同时滴加质量比10%的农用复合肥溶液。 3)上述中和池内的废水由耐腐蚀化工泵注入UBF反应器底部，废水经反应器内载体上的生物膜厌氧净化后至顶部流入污水深度处理单元，厌氧产生的沼气收集至沼气柜。 4)上述调节沉淀池的沉淀污泥和UBF反应器的剩余污泥分别排放至污泥浓缩池，利用板框压滤机对污泥浓缩池污泥进行压滤脱水，脱水后的泥饼外运，浓缩池上清液和板框压滤机的污泥压滤液回调节沉淀池。
2.根据权利要求1所述的一种利用UBF工艺预处理酸性CMC冷凝液的方法，其特征是:采用生活污水进行厌氧生物膜培养、驯化，水力负荷0.18-0.20m3/(m2 *h)，温度30_40°C，时间15-20d。为促进厌氧生物膜的形成，在进水中加入含水率为99%的猪场沼渣。
3.根据权利要求1所述的一种利用UBF工艺预处理酸性CMC冷凝液的方法，其特征是:所述步骤3)的UBF反应器内充填聚氨酯基多孔旋转球形填料，其规格直径为Φ80πιπι，比表面积600-800m2/m3，孔隙率大于99%，比重1.03。
4.根据权利要求1所述的一种利用UBF工艺预处理酸性CMC冷凝液的方法，其特征是:所添加的氮(N)、磷(P)等营养物质为市购农用复合肥，其主要营养元素含量为:N15%、P15%, K15%。按Im3的CMC冷凝液投加10_15g的农用复合肥，以保证厌氧生物膜上异养微生物代谢所需的营养比条件。
【文档编号】C02F9/14GK103496826SQ201310475984
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】张文艺, 刘芳, 李文昱, 冯国勇, 吴凌云 申请人:常州大学