一种氨基模塑料颗粒末端废水的零排放处理系统的制作方法

本实用新型涉及氨基模塑料颗粒末端的废水处理，具体是一种氨基模塑料颗粒末端废水的零排放处理系统。

背景技术：

水体具有自净能力，但人类在生活和生产活动过程中无节制地向水体排放各种污染物，导致其不堪重负。水资源、水环境、水生态和水灾害问题相互作用，彼此叠加，制约了我国经济社会的可持续发展，其中水污染问题尤为突出。

中国科学院生态环境研究中心的学者对我国地表水中有机污染物的浓度水平及地理分布进行了研究，通过对7大水系600个监测断面的取样分析，在204条河流409个国控断面中，i-iii类、iv-v类和劣v类水质的断面比例分别为59.9％、23.7％和16.4％。在处于监测营养状态的26个湖泊(水库)中，呈现富营养化状态的湖泊(水库)占42.3％。

特别对于太湖流域，化验分析表明，目前太湖流域水环境污染不仅有西方发达国家水污染第一阶段出现的以cod、重金属为主的特征，更有西方国家主要由n、p引发水体富营养化的第二阶段特点，还兼有西方国家水体以微量有毒有害有机物为特征的第三阶段的特点。太湖流域河流湖泊总体水质(主要根据tn、tp、nh4-n来评价，水质评价标准按中华人民共和国gb3838-88地面水环境质量标准)为iv、v类水，劣v类水质占检测总数的1/3多。

因此，要完成对目前的水体的修复和保护，不仅需要对于排放废水的污染物浓度做出限制，更要降低废水排放的总量，这就使得中水回用处理技术成为了一个可考虑的选择。全国已在开展“零排放”工作方面设立了一系列目标，包括在现有42个试点省市的基础上扩大到100个；2020年前把低碳工业园试点扩展至80个，建立20个国家级低碳产业示范园区；建设1000家低碳社区试点和100个国家级低碳示范社区；建立50个近零排放区示范工程等。

面对不断增加的环保需要，对于污染物，特别对于酚醛类污染物的“零排放”处理已进入了议事日程。

在化工行业中，特别是像氨基模塑、酚醛树脂等行业排放的废水中含有高浓度的甲醛，虽然在生物体的正常新陈代谢中，极少量的甲酸会作为中间产物的形式出现，但是高浓度的甲酸对生物体有很强的毒害作用。甲醛具有的毒性主要表现在：首先，甲醛具有急性毒性和慢性毒性，人体接触高浓度甲醛会增加急性中毒的风险，高浓度的甲酸还可能造成死亡；而长时间接触较低浓度的甲醛会产生慢性中毒，主要造成神经中毒和肺功能损伤。而且，甲酸具有生物累积性，如排入水体中，甲酸在水生动物中会发生生物累积。研究发现接触甲酸的女性月经失调或者月经过多，而且长期接触甲酸的女性自发性流产的可能性增加。

如何通过目前污水处理所使用的处理技术，使得废水得到较彻底的处理，实现排放处理，进一步可以直接进行回用，是我国科技自主创新迫切要解决的问题。目前国内外常用的甲醛污染处理技术存在诸多问题：蒸汽吹脱法工艺的效率较低，需要大量加热；吸附法，吸附平衡后吸附剂的再生等问题是制约吸附法处理废水发展的瓶颈；高浓度甲醛的生物毒性，使得生物法不能直接处理。

目前，工业上处理甲醛废水方法包括光催化降解法、电-fenton法、湿式氧化法、沉淀法以及缩合法。其中，缩合法得到了众多的研究者的关注。moussavi等人发现熟石灰是一种能有效地降低高浓度甲醛废水的浓度，使之浓度能够减小到被微生物能持续利用的范围内的试剂(moussavi,m.；mowla,d.；edraki,h.environmentalsciences.2002,3822-3823)。matsumoto系统的探讨了缩合反应在不同的溶剂中、不同的催化剂、不同的助催化剂等条件下生产糖类物质的效率。

虽然目前已有的报道证明聚合法可有效降低甲醛，但在废水处理工程中仍没有实际的应用，且聚合后的糖类物质的处理仍需要进一步的工艺，同时，氨基模塑料颗粒生产废水不仅含有大量甲醛，也含有氨氮。氨氮可以引起水体的富营养化，对水生生物产生毒害作用，增加给水处理的困难，从而影响人类健康。目前我国地面水体和地下水体中的氨氮污染状况日益严峻，破坏了自然生态系统中正常的氮素迁移转化，对水环境和人类健康造成严重的影响和潜在的危害。在实际生产需要能够同时有效处理两者的办法，更深层次上，为了满足日益增长的环保需要，所需的技术还应该可实现水的无害化、可利用化。这就需要一套新的工艺系统来实现以上的几点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种氨基模塑料颗粒末端废水的零排放处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种氨基模塑料颗粒末端废水的零排放处理系统，包括预氧化系统、醛-氨双污染物处理系统、生物有机物处理系统和脱盐系统，所述预氧化系统用于对废水进行预氧化，以去除部分cod和污染物，预氧化系统的出水端连接用于将甲醛聚合为糖类的醛-氨双污染物处理系统，所述醛-氨双污染物处理系统的出水端连接有用于对cod进行去除的生物有机物处理系统，生物有机物处理系统的出水端连接有脱盐系统，用于对水进行脱盐。

作为本实用新型进一步的方案：所述预氧化系统为一具有反应腔的柱状塔体结构，柱状塔体上设有进水口、出水口和循环水口，反应腔内设有隔层，隔层之间填入催化剂，柱状塔体的一侧位置安装有加温装置。

作为本实用新型再进一步的方案：所述预氧化系统的出水口上还串联若干检测取样口或检测设备。

作为本实用新型再进一步的方案：所述醛-氨双污染物处理系统包括聚醛反应器、氨气吹脱设备和两相分离装置，所述聚醛反应器为全封闭罐状反应器，聚醛反应器上设有进水口、出水口、进试剂口和排气口，聚醛反应器的外部同样安装有加温装置，聚醛反应器的进水口与预氧化系统的出水口通过管道连接，管道上安装有蠕动泵和节流阀，所述氨气吹脱设备的管口置于聚醛反应器内侧壁的上部或中上部，聚醛反应器的出水口与两相分离装置的进水口通过管道连接，两相分离装置为压滤机或过滤器，用于实现固液相的分离。

作为本实用新型再进一步的方案：所述管道上串联安装有增压泵、节流阀以及若干检测取样口或检测设备。

作为本实用新型再进一步的方案：所述生物有机物处理系统和脱盐系统的连接管上同样串联安装有增压泵、节流阀以及若干检测取样口或检测设备。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：设计合理、结构紧凑，对于含有高甲醛高氨氮的氨基模塑料颗粒末端生产废水处理效果好，可使出水作为冷却水直接用于原厂的产品生产，实现零排放。

附图说明

图1为一种氨基模塑料颗粒末端废水的零排放处理系统的结构示意图。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种氨基模塑料颗粒末端废水的零排放处理系统，包括预氧化系统、醛-氨双污染物处理系统、生物有机物处理系统和脱盐系统，所述预氧化系统用于对废水进行预氧化，以去除部分cod和污染物，预氧化系统的出水端连接用于将甲醛聚合为糖类的醛-氨双污染物处理系统，可以将水体中甲醛大部聚合为糖类，所述醛-氨双污染物处理系统的出水端连接有用于对cod进行去除的生物有机物处理系统，生物有机物处理系统的出水端连接有脱盐系统，用于对水进行脱盐。

所述预氧化系统为一具有反应腔的柱状塔体结构，柱状塔体高度为3-7m，更佳地为3.5–6m，柱状塔体上设有进水口、出水口和循环水口，反应腔内设有隔层，隔层之间填入催化剂，柱状塔体的一侧位置安装有加温装置，使得氧化反应的温度可在20-95℃进行调节，用于提供氧化反应所需要的温度，工作时，向反应腔内加入氧化剂(双氧水或臭氧)和催化剂(铁基催化剂)之后，将废水通入到预氧化系统内，可以将废水进行预先氧化处理，以去除污水中的部分cod和污染物。

所述预氧化系统的出水口上还串联若干检测取样口或检测设备。

所述醛-氨双污染物处理系统包括聚醛反应器、氨气吹脱设备和两相分离装置，所述聚醛反应器为全封闭罐状反应器，聚醛反应器上设有进水口、出水口、进试剂口和排气口，聚醛反应器的外部同样安装有加温装置，聚醛反应器的进水口与预氧化系统的出水口通过管道连接，管道上安装有蠕动泵和节流阀，所述氨气吹脱设备的管口置于聚醛反应器内侧壁的上部或中上部，聚醛反应器的出水口与两相分离装置的进水口通过管道连接，两相分离装置为压滤机或过滤器，用于实现固液相的分离，工作时，通过进试剂口向聚醛反应器内投入氢氧化钙，之后将经过预氧化的污水通入到聚醛反应器内，并控制加温装置使聚醛反应器升温，之后通过氨气吹脱设备向聚醛反应器通入氨气进行反应，使甲醛聚合为糖类。

所述管道上串联安装有增压泵、节流阀以及若干检测取样口或检测设备。

所述生物有机物处理系统和脱盐系统的连接管上同样串联安装有增压泵、节流阀以及若干检测取样口或检测设备。

一、具体操作方法：

本方法使用的预氧化系统为柱状不锈钢反应器，高为2m，直径为20cm，内设有隔层，隔层间隔40cm，不锈钢反应器与进水口相对侧上部装有一个循环口，并安装了带有节流阀门以及蠕动泵的pvc管道，作为废水出水回流管，以隔层方式填入铁基催化剂，填料的用量为可容纳废水的重量的1/8(废水密度以1×103kg/m³计)，本实施例使用的醛-氨双污染物处理装置为罐状反应器，总高为2m，罐体外径为80cm，内安装有一个氨气吹脱设备，外部连接一熟石灰加料仓。

处理方法：

(1)废水使用10％硫酸，首先将ph调至3-4，然后通入反应器中，通入双氧水作为氧化剂进行预氧化，加热至60℃反应30min，可除去约30％的cod和50％的甲醛；

(2)预氧化后的废水通过蠕动泵进入醛-氨双污染物处理系统，加入熟石灰至ph大于12，升温至70℃反应，同时在升温后，打开氨气吹脱设备，本过程可将水体中甲醛大部聚合为糖类，废水中的甲醛含量不高于20mg/l，氨氮含量不高于10mg/l；

(3)经过压滤机进行两相分离后的废水，依次进入生物有机物处理系统以及脱盐系统，进行剩余cod的去除和盐分的分离，该步骤可得到较纯的硫酸钠，可进行工业生产使用，两相分离后的固体为较纯的碳酸钙，可进行工业生产使用；

30d运行结果表明，在流量为1.0m³/h，进水量8m³/d，原水cod浓度为20000-23000mg/l，甲醛浓度在4000-6000mg/l，氨氮浓度为3000-4000mg/l的条件下，单次处理废水cod可降低至20-30mg/l，甲醛、氨氮彻底去除，无机离子含量低于50mg/l，其它水质均符合冷却水回用标准，且无突发激增，所产生的碳酸钙与硫酸钠纯度都在95％以上，适合进行工业生产使用。

本方法使用的预氧化装置为柱状不锈钢反应器，高为6m，内设有隔层，隔层间隔80cm，不锈钢反应器与进水口相对侧上部装有一个循环口，并安装了带有节流阀门以及蠕动泵的钢制管道，作为废水出水回流管，以隔层方式填入铁基催化剂，填料的用量为可容纳废水的重量的1/12，本实施例使用的醛-氨双污染物处理装置为罐状反应器，总高为4m，内安装有一个氨气吹脱设备，外部连接一熟石灰加料仓。

处理方法：

(1)废水使用10％硫酸，首先将ph调至3-4，然后通入不锈钢反应器中，通入双氧水作为氧化剂进行预氧化，加热至60℃反应30min，可除去约30％的cod，以及50％的甲醛。

(2)预氧化后的废水通过蠕动泵进入醛-氨双污染物处理系统，加入熟石灰至ph大于12，升温至70℃反应，同时在升温后，打开氨气吹脱设备，本过程可将水体中甲醛大部聚合为糖类，甲醛含量不高于20mg/l，氨氮含量不高于10mg/l；

(3)进过压滤机进行两相分离后的废水，依次进入生物有机物处理系统以及脱盐系统，进行剩余cod的去除和盐分的分离，该步骤可得到较纯的硫酸钠，以及两相分离后的固体为较纯的碳酸钙，可作为工业生产的原料使用。

运行结果表明，在流量为4.0m³/h，进水量60m³/d，原水cod浓度为40000mg/l左右，甲醛浓度在6000mg/l左右，氨氮浓度为3000mg/l左右的条件下，单次处理废水cod可降低至20-30mg/l，甲醛、氨氮彻底去除，无机离子含量低于50mg/l，其它水质均符合冷却水回用标准，且无突发激增，所产生的碳酸钙与硫酸钠纯度都在95％以上。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。