一种聚醚废水的处理方法与流程

文档序号:16953579发布日期:2019-02-22 22:12阅读:989来源:国知局

本发明属于废水处理领域,具体涉及一种聚醚废水的处理方法。

技术背景

聚醚是一类末端为氨基,主链为不同分子量聚环氧丙烷/环氧乙烷的胺类化合物。特殊的分子结构赋予了聚醚优异的综合性能,在聚脲喷涂、大型复合材料制成以及环氧树脂固化剂等领域得到了广泛应用。目前,聚醚产业蓬勃发展,今后十几年内都将呈现10%以上的年均增长率。

聚醚生产过程中涉及环氧丙烷、环氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇聚醚、丙二醇聚醚和氨气等多种原料及中间产物,使得生产过程产生的废水组分极其复杂,具有有机物浓度高(cod高达数万到数十万mg/l),可生化性差(bod浓度接近0),高氮含量(总氮浓度高达数百mg/l)的特点。

目前,针对聚醚废水的处理大多借鉴传统生活污水处理厂和工业废水处理厂已有的工艺。然而,聚醚废水可生化性极差,导致传统的生物处理方法不能有效去除废水中的有机物和氮。虽然通过物理化学方法可以有效转化去除有机物,但是到企业每天产生的废水量达到120吨以上,处理成本极高。尚无文献公开明确针对聚醚废水的处理方法。因此,亟待开发一种高效经济的方法,处理日益增长的聚醚废水。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的是提供一种能够有效降低聚醚废水中有机物及氮含量的处理方法,该方法处理效率高、流程短、成本低。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种聚醚废水的处理方法,包括以下步骤:

(1)调节聚醚生产废水的ph值为3~4,然后加入h2o2和feso4·7h2o,在紫外灯照射下进行处理;

(2)将步骤(1)处理后的废水ph调节至6.5~7.5,沉淀后经固液分离,上清液进入生物膜反应器进行处理;

(3)将步骤(2)处理后的废水沉淀,清液进入反硝化滤池,经脱氮处理后即可排放。

上述步骤(1)中,经紫外照射可实现废水中难降解物质的转化去除,提高废水的可生化性,同时将有机氮转化为无机氮。为更有利于后续处理,可使废水的cod去除率达到60%以上,bod/cod值提升到0.1以上,无机氮占总氮的比例提升到0.3以上。

上述步骤(2)可实现废水中有机物的去除以及部分氮元素的去除,出水中的氮元素以硝酸盐氮形式为主。其中沉淀后的固体物质可经压滤后废弃。使用的生物膜反应器可为移动床生物膜反应器。为提高除去效率,上清液可与厂区内冷凝水和循环水混合进入移动床生物膜反应器。可采用碳酸氢钠或氢氧化钠调节废水ph。

步骤(3)中,泥水分离后的污泥部分可回流至生物膜反应器,其余部分可作为剩余污泥排放。

作为优选,步骤(1)中feso4·7h2o与h2o2的质量比为0.03~0.1:1,h2o2与废水中cod的浓度比为1~2:1。聚醚废水中所含的特征污染物含有醚键,上述处理条件有利于实现大分子聚醚的断链,有利于后续好氧氧化去除。

作为优选,步骤(1)中紫外灯的功率为15~40w,照射时间为1.5~3h。紫外照射可大大提高难降解物质的氧化去除速率,同时可以减少亚铁盐的使用量,从而减少铁泥产量,具有更高的经济性。

作为优选,步骤(2)中生物膜反应器处理条件为:溶解氧2~4mg/l,水力停留时间为10~15h,污泥浓度为4000~6000mg/l。通过前序工艺处理后出水水质情况,得出该工作条件下,可以最大化去除有机物,转化氨氮为硝酸盐氮。为进一步提高处理效果,可采用移动床生物膜反应器处理,其中的填料可为悬浮填料、聚氨酯填料或鲍尔环境料。

作为优选,步骤(3)中清液在反硝化滤池的停留时间为1~2h。该工况下运行的反硝化滤池可以充分实现反硝化,将废水中的硝酸盐氮含量降低,同时有效减小反应池体积,节省占地面积。

作为优选,反硝化滤池的外加碳源为乙酸钠,投加量为硝酸氮质量的5~7倍。通过外加碳源补充电子供体,可实现废水深度脱氮。

作为优选,步骤(3)脱氮处理中扰动除氮气频率为2~4h/次,反冲洗频率为1~2天/次。反硝化过程将废水中的硝酸盐氮还原为氮气,从而导致反硝化滤池填料层中出现气泡影响处理效能。通过定期扰动去除填料缝隙中的氮气,保证反硝化滤池持续稳定运行。

相比现有技术,本发明具有如下有益效果:

1、本发明在废水中加入h2o2和feso4·7h2o,并在紫外灯的照射下实现聚醚废水的处理,处理后的废水进入生物膜反应器进行生化处理,最后进入反硝化滤池实现深度脱氮,出水水质较好,可以达到直接排放标准,本发明针对的是聚醚生产企业实际排放的废水,因此本发明提供的方法具有针对性和可行性。

2、本发明使用h2o2和feso4·7h2o作为药剂,在紫外灯的照射下实现聚醚废水的处理,有效降低有机物浓度,提高可生化性和无机氮含量。

3、本发明采用的移动床生物膜反应器具有生物负载量大,反硝化效果好的特点,可以有效去除聚醚废水中的有机物。

4、本发明采用后置反硝化滤池,通过扰动除氮气和定期反冲洗实现废水高效稳定脱氮。

5、根据聚醚废水具有难降解和高氮含量的特征,构建了本发明的处理方案。首先通过步骤1和步骤2使得难降解的大分子转化为易于降解的小分子组分,同时将有机氮转化为氨氮;然后通过移动床生物膜反应器将大部分有机物氧化去除,同时将氨氮氧化为硝酸盐氮;最后利用后置反硝化滤池将硝酸盐氮转化为氮气去除。通过各步骤间的协同配合作用,大大提高了聚醚废水的处理效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

实施例1:

本实施例中,待处理的聚醚废水cod值为70000mg/l,bod值为0,bod/cod值为0,废水不具备生化处理的条件。总氮(tn)高达358±29mg/l,且硝酸盐氮和氨氮均为0,说明废水中的氮主要以有机氮形式存在。

(1)将废水的ph调节到3,按照h2o2与cod的浓度比1.5:1投加h2o2,按照feso4·7h2o与h2o2的质量比为0.05:1投加feso4·7h2o,并在紫外灯下照射2小时,其中紫外灯的功率为20w。

表1为上述聚醚废水的处理结果,结合表1可知,出水的cod浓度降低到26533±744mg/l,去除率达到62%。bod浓度提升到2600±66mg/l,bod/cod值约为0.1,可生化性有所提升。氨氮和硝酸盐氮的浓度分别为53±13.7和83±11.4mg/l,无机氮浓度上升。

表1紫外灯照射下h2o2和feso4·7h2o预处理聚醚废水的效果

(2)用氢氧化钠将上述处理后的废水ph调节为7,沉淀后经固液分离,上清液与适量的厂区冷凝水和循环水混合后进入移动床生物膜反应器处理。混合后的废水cod约为200mg/l左右,总氮浓度约为40mg/l左右。处理条件为:水力停留时间12小时,污泥浓度为5000mg/l左右,溶解氧3.5mg/l左右,采用悬浮填料。经过处理后,废水的cod去除率可以稳定达到70%以上,总氮去除率达到30%左右。出水中的氮元素主要以硝酸盐氮形态为主。

(3)移动床生物膜反应器出水沉淀后,清液进入反硝化滤池实现深度脱氮。反硝化滤池采用石英砂作为填料,停留时间控制为2小时。投加乙酸钠作为反硝化滤池的外加碳源,投加量为1g硝酸盐氮投加5.0g乙酸钠。运行时,每2小时进行3分钟的扰动除氮气。每2天进行一次反冲洗,每次15分钟。通过反硝化滤池处理后的废水,cod浓度为40mg/l左右,总氮约为4mg/l。

实施例2:

本实施例中,待处理的聚醚废水cod值为7640mg/l,bod值为376mg/l,bod/cod值约为0.05,废水可生化性较差。硝酸盐氮和氨氮均为0,说明废水中的氮主要以有机氮形式存在。

(1)将废水的ph调节到3.5,按照h2o2与cod的浓度比1.0:1投加h2o2,按照feso4·7h2o与h2o2的质量比为0.1:1投加feso4·7h2o,并在紫外灯下照射2小时,其中紫外灯的功率为20w。该工况下废水的cod去除率达到50%以上,氨氮浓度达到45mg/l以上,说明此时氨氮占总氮比例大于50%。gc-ms分析显示废水中存在六种主要有机污染物,分别是丙烯酸、3-异丙氧基丙胺、n-(2-羟丙基)乙二胺、3,6,9,12,15-五氧杂十七烷、二丁氧基四甘醇醚、1,4-环己烷二甲醇二异辛酸酯,经过uv-fenton法处理后,丙烯酸、3-异丙氧基丙胺、n-(2-羟丙基)乙二胺和3,6,9,12,15-五氧杂十七烷基本被完全去除,其他两种物质的去除率也大于50%。

(2)用氢氧化钠将上述处理后的废水ph调节为7,沉淀后经固液分离。上清液与适量的厂区冷凝水和循环水混合后进入移动床生物膜反应器处理。混合后的废水cod约为400mg/l左右,总氮浓度约为50mg/l左右。处理条件为:水力停留时间10小时,污泥浓度为4000mg/l左右,溶解氧4.0mg/l左右,采用悬浮填料。经过处理后,废水的cod去除率可以稳定达到90%以上,总氮去除率达到40%左右。出水中的氮元素主要以硝酸盐氮形态为主。

(3)移动床生物膜反应器出水沉淀后,清液进入反硝化滤池实现深度脱氮。反硝化滤池采用石英砂作为填料,停留时间控制为1.5小时。投加乙酸钠作为反硝化滤池的外加碳源,投加量为1g硝酸盐氮投加6.0g乙酸钠。运行时,每2小时进行3分钟的扰动除氮气。每2天进行一次反冲洗,每次15分钟。通过反硝化滤池处理后的废水,cod浓度为35mg/l左右,总氮约为3mg/l。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1