专利名称：一种甲醇废水处理回用于循环冷却水的方法
技术领域：
本发明涉及甲醇工业废水处理与回用，具体地说是一种甲醇厂生产甲醇排放的含甲醇废水处理回用于循环冷却水的方法。
背景技术：
甲醇是在制药、化工和农药生产中一种重要的原料。在甲醇生产过程中，由精馏塔底排出的蒸馏残液，通常称为甲醇废水。甲醇废水具有强烈的刺激性气味，其主要成分为甲醇、乙醇、高级醇及醛类；还含有一些长链化合物。
目前常见的甲醇废水的处理方法有物化法、化学法和生化法，这些方法可对甲醇废水进行不同程度的处理。物化法和化学法是不彻底的处理方法，生物处理方法效果较好，其中包括厌氧生物处理和好氧生物处理，好氧生物处理多用于中低浓度的甲醇废水的处理，其抗冲击负荷能力较弱，运行不当容易导致污泥膨胀；厌氧处理多用于高浓度的废水的处理，出水效果较好。
汽化法处理甲醇废水是依据废水中醇类沸点低的物理特性，利用化肥生产中普遍有的废热锅炉作为热源，汽化低沸点有机物，然后进造气炉用于制造原料气，达到治理废水与回收原料的双重目的。实际运行时，可连续或间断向废热锅炉中进废水。可设置一切换阀，以便控制或软水单独进废热锅炉，或废水与软水混合后进废热锅炉。该法流程简单，无需添置大型设备，易于控制和管理，可实现废水不废、化害为利的目的。
甲醇废水厌氧生物处理是甲醇在厌氧处理过程中通过两种方式转化为甲烷(1)直接转化4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O；(2)先转化为乙酸再转化成甲烷4CH3OH+CO2→3CH3COOH+2H2O，CH3COOH+H2O→CH4+CO2+H2O。厌氧是处理含高浓度甲醇废水的较好的方法，它的优点是运行费用低，并可回收甲烷，剩余污泥量少，节约能源。上流式厌氧污泥床法(UASB)和常规的处理技术术相比，该工艺具有较高的运行负荷及较好的处理效果。此外，厌氧—好氧活性污泥法是一种较好的处理高浓度甲醇废水的一种方法，甲醇废水好氧生物处理有多种，如氧化沟设计容量充裕，废水水力停留时间较长，可保证出水达标排放。好氧生物流化床处理工艺选用一种新型材料作为生物载体，使之在床内与液体和空气形成三相流化。与常规好氧生物处理技术(如表面曝气法、接触氧化法等)相比，其处理负荷高，处理效果好。好氧生物流化床处理工艺的缺点是动力消耗较大，出水中生物体含量高。
固定化生物活性炭技术是处理低浓度甲醇废水的一种较好的方法，对于化肥行业的低浓度甲醇废水，可采用固定细胞技术来处理，可以保持反应器内较高的生物量，具有运行启动快，处理效率高，操作稳定的优点。利用颗粒活性炭作为载体来固定工程菌，达到了活性炭和工程菌协同去除甲醇的目的。但该法投资大，操作管理复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲醇工业废水处理回用于循环冷却水的方法，使甲醇废水达到循环冷却水处理要求。
为了实现上述目的，本发明采用了水解调节池——微氧生物接触氧化——好氧生物接触氧化——混凝沉淀——活性炭过滤——UV消毒处理工艺集成系统技术。
本发明的基本原理1.水解调节池内装有水下搅拌器和添加活性污泥。既有调节功能，又有生物水解酸化作用。水解调节池装有污泥回流的管道系统，定期从生化池和混凝沉淀池回流活性污泥。
2.微氧生化池的基本原理是以空气为氧源，以弹性立体填料为生物载体，载体上面覆盖一层生物膜，在载体与废水充分接触的过程中，有机物进入生物膜，通过生物膜上的兼氧和好氧微生物群的生物代谢降解作用去除有机物，降低COD。本发明采用兼氧微生物群和多种好氧微生物群的协同作用降解有机物，兼氧微生物先对有机物进行降解，形成低分子易降解的有机中间产物，提高废水的可生化性，最后通过好氧微生物的完全降解，生成CO2+H2O。由于填料上面有一定的粗糙度，再加上填料少量曝气，水流较缓，有一定的溶解氧和有机物，供填料上的微生物栖息繁殖，经过一段时间的培养驯化，在填料表面形成了成熟的生物膜。
3.好氧生化池的基本原理与微氧生化池类似，不同的是微氧池曝气量少，好氧池曝气量大。好氧生化池DO为2～4mg/L，生物膜上主要是好氧微生物在起作用。
4.混凝沉淀池是通过在管道混合器前投加混凝剂如PAC，使生物絮凝和化学絮凝形成协同作用，去除悬浮物和有机物，为后续活性炭吸附过滤创造条件，延长活性炭的工作周期，减少反冲洗频率。混凝沉淀污泥部分回流到水解调节池。部分污泥在水解池自身分解实行减量。
5.活性炭池过滤去除细小的悬浮物，降低浊度，同时通过吸附去除剩余的有机物。活性炭池一般一日气水反冲洗一次，反洗水回流到水解调节池。
6.UV杀菌器是利用主波长253.7nm的紫外光对细菌的破坏作用杀灭细菌。
本发明的特点(1)水解调节池具有双重功能，既具有强大的水质水量调节功能，又具有一定的生物水解酸化功能，对难生化的有机物具有很好的降解功能，可大幅度提高废水的可生化性，为后续生化工艺创造条件。该工艺具有较强的经济性、安全可靠、实用性强、抗冲击负荷，污泥实现回流，减少了污泥处理量，大大降低了投资和运行费用。
(2)微氧生物处理工艺与常规的厌氧工艺相比，消除了H2S等异味的产生，同时与好氧工艺相比，降低了曝气量，节省了动力消耗，是一个节能无臭的生物处理工艺。
(3)微氧生化工艺与常规生化工艺优化组合，运行可靠，易于控制，操作简单，出水稳定，尤其耐冲击负荷。
(4)系统工艺先进，组合合理，活性炭过滤工艺无需经常反洗，过滤周期长，处理效果好，出水十分稳定，耐冲击负荷。
图1为本发明的工艺流程示意图具体实施方式
在水解调节池内加入一定量的活性污泥，通过水下搅拌器混合均匀。调节池出水由水泵2提升从上部进入微氧生化池3，生化池3内上部安装有填料和下部有微孔曝气系统，在池内DO为0.5～1.0mg/L的条件下正常运行。微氧生化池出水由水泵4提升从底部进入好氧生化池5，好氧生化池5底部有曝气系统，曝气器上方安装有填料，在DO为2～4mg/L的条件下正常运行。好氧生化池从上部出水进入管道混合器6，并投加混凝剂PAC由水泵7提升加压进入斜板沉淀池8。沉淀池出水进入活性炭过滤9，滤后水经过uv杀菌器10进入循环冷却水池循环使用。甲醇废水处理系统各工艺正常运行参数为(1)水解调节池池水温35～37℃，pH值6～9，DO 0～1mg/l，HRT 16h，MLSS 1～4g/L；(2)微氧生物处理工艺控制反应器前端水温32℃，pH值7～8，DO 0.5～1mg/l，HRT 4h，MLSS 3～5g/L；(3)曝气好氧生物接触工艺控制水温30℃，pH值8～9，DO＝2～4mg/l，MLSS 2～3g/L，HRT 6h；(4)混凝沉淀工艺水温20～30℃，pH值7～8，HRT 40min，投加PAC 5～10mg/l；(5)BAC过滤控制水温10～30℃，pH值8，DO＞4mg/l，反洗水温30℃，反洗周期24h，反洗时间7min，反洗水量2m3，反洗气量2m3，滤速18m/h；(6)消毒工艺控制水温冬季不低于10℃，夏季30℃左右，pH值7～8，DO＞4mg/l，CODcr＜10mg/l.。
实施例1在废水处理系统各工艺正常运行条件下，处理后各个废水处理工艺运行处理效果如表1所示。
表1 各工艺运行结果(硬度以CaCO3计)
从表1可以看出，甲醇工业废水主要污染物水质指标甲醇和CODcr主要是生化工艺组合系统去除的，其中甲醇可以去除95％，CODcr可以去除95％。浊度的去除主要是混凝沉淀工艺去除的，后续BAC过滤和曝气内循环生物接触工艺也可以去除一部分。其它指标各工艺均有一定的去除效果。处理系统出水达工业循环冷却水水质标准。
本工程投入运行一年以来，处理效果一直稳定，出水水质良好。主要工艺运行处理效果统计范围见表2所示。
表2 处理结果统计值范围(硬度以CaCO3计)
从表1或2可以看出，采用水解调节池——微氧生物接触氧化——好氧生物接触氧化——混凝沉淀——活性炭过滤——UV消毒处理工艺集成系统处理含甲醇工业废水，在原水水质为含甲醇0.03％～5％，pH6～10，浊度为23.5～34.7度，CODcr为200～500mg/l条件下，系统出水CODcr、甲醇、电导率、硬度(CaO)、pH、浊度和色度等各项水质指标均达到工业循环冷却水水质标准要求。
该处理工艺系统先进合理，运行稳定、可靠，具有操作简单，出水水质稳定，投资省，运行费用低等许多优点。
权利要求
1.一种甲醇厂含甲醇工业废水处理回用于循环冷却水的方法。废水进入水解调节池进行水质水量的均衡调节和有机物的厌氧水解酸化后，提高废水的可生化性；通过兼氧微生物和部分好氧微生物降解有机物；微氧池出水由泵提升到好氧生物反应池，进行进一步的继续氧化，有机物彻底分解为CO2+H2O，去除CODcr；好氧生化池出水通过管道混合器投加混凝剂，进行混凝沉淀，去除悬浮物；斜板沉淀池出水进行活性炭过滤，进一步降低悬浮物和去除未生化的剩余有机物，滤后水通过UV杀菌消毒作为补给水进入循环冷却水池循环使用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述废水水解调节池HRT为8～24h；微氧生化池的DO控制在0.5～1.0mg/L，HRT为4～12h；好氧生化池的DO控制在2～4mg/L，HRT为6～12h；混凝后采用斜板沉淀池，混凝剂采用PAC，投加量为5～10mg/L，活性炭过滤吸附时间为5～15分钟；UV主波长为253.7nm。
3.一种实现上述方法的装置系统，其主要包括——调节池，呈圆形，内有一台水下搅拌器，池内有活性污泥；——微氧生物反应池，呈长方形，底部有微孔曝气器，曝气器上方装有弹性立体填料，微孔曝气与池外鼓风机相连接；——好氧生化池，呈圆柱形，底部有微孔曝气器，曝气器上方有弹性立体填料，底部进水，顶部出水；——混凝沉淀池，采用斜板沉淀池形式。上部有PVC斜板，底部有集泥斗统一排泥；——活性炭过滤器，项部进水，底部出水，圆形罐状，内部为颗粒活性炭；——UV灯杀菌器，采用管道式UV杀菌装置；——管道混合器，安装在好氧生化池出水的管道上，生化池出水投加混凝剂，在管道混合器内进行混凝反应，形成污混等体积粗大的悬浮物颗粒在沉淀池中去除。
全文摘要
一种甲醇厂含甲醇工业废水处理回用于循环冷却水的方法，采用水解调节池——微氧生物接触氧化——好氧生物接触氧化——混凝沉淀——活性炭过——UV消毒处理工艺集成系统，生物接触氧化所用填料为弹性立体填料和微孔曝气系统。微氧生物接触氧化在DO为0.5～1.0mg/l条件下，降解有机物，同时大幅度提高废水可生化性，好氧接触氧化在DO为2～4mg/l条件下有效去除COD
文档编号C02F3/30GK1994936SQ20061012985
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月5日 优先权日2006年12月5日
发明者肖羽堂 申请人:南开大学