技术简介：
本发明针对丙烯腈废水难生物降解、传统Fenton法污泥量大、处理成本高的问题，提出采用悬浮填料流化床工艺的深度处理系统。通过优化填料结构（聚丙烯圆环体锯齿形设计）和药剂配比（H₂O₂/Fe²⁺），在低曝气量下实现高效催化氧化，使COD去除率达70%以上，出水COD低于160mg/L，显著降低污泥产量和运行成本。
关键词：丙烯腈废水处理,Fenton流化床
专利名称：丙烯腈废水深度处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种废水深度处理系统，尤其涉及ー种难生物降解的丙烯腈废水深度处理系统。
背景技术：
丙烯腈是一种无色的有辛辣气味液体，属大众基本有机化工产品，是三大合成材料——合成纤维、合成橡胶、塑料的基本且重要的原料，在有机合成エ业和人民经济生活中用途广泛。丙烯腈生产过程中产生的丙烯腈废水可生化性差、极难生物降解，是当今世界上公认的最难处理的几种废水之一。由于丙烯腈废水的难处理性，我国国家标准污水综合排放中对一般废水的ー级排放标准限值为100mg/L，而对于丙烯腈废水，则单独设定其ー级排放标准为160mg/L。
Fenton (芬顿)氧化法被认为是ー种最简单、有效且经济的处理有机废水的方法，其原理是利用过氧化氢(H2O2)和亚铁(Fe2+)反应产生具有强氧化性的羟基自由基(·0Η)氧化有机物。但是传统的Fenton氧化法因其会产生大量的铁污泥(去除Ikg的COD约会产生4至8kg的污泥量)，成为应用时的一大缺点。流化床-Fenton法是由传统Fenton氧化法发展起来的ー种低污泥产量的高级氧化技木。流化床エ艺用于废水处理，主要是为提高生物膜法的处理效率，以砂(或无烟煤、活性炭等)作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。流化床エ艺在废水处理中处理效率高、占地少、投资省，在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水ニ级处理及其他含酚、制药等エ业废水处理。现有技术中，对于难生物降解的丙烯腈废水，用传统的流化床-Fenton法进行处理,运行成本高、去除效率低。
发明内容本发明的目的是提供ー种运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便的丙烯腈废水深度处理系统。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的丙烯腈废水深度处理系统，包括立式筒状的流化床，所述流化床的底部设有暴气装置和进水管，所述流化床的顶部设有出水管，所述流化床内设有悬浮填料，所述流化床的下部设有H2O2加药管和Fe2+加药管。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实例所述的Fenton悬浮填料流化床エ艺，由于采用了悬浮填料，故只需少量的曝气即可使填料呈流态化，其处理废水运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便，可对通过生物处理后的废水进行深度处理，以去除难生物降解的有毒有害物质，达到进ー步降低废水中COD含量，提高出水水质的目的。采用本发明系统对经过普通生化处理的丙烯腈废水进行深度处理，其出水COD值可低于160mg/L 排放。
图I为本发明实施例提供的丙烯腈废水深度处理系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将对本发明实施例作进ー步地详细描述。本发明的丙烯腈废水深度处理系统，其较佳的
具体实施方式是包括立式筒状的流化床，所述流化床的底部设有暴气装置和进水管，所述流化床的顶部设有出水管，所述流化床内设有悬浮填料，所述流化床的下部设有H2O2加药管和Fe2+加药管。 所述的悬浮填料采用以聚丙烯为主要材质的圆环体填料。所述的圆环体填料的高9mm、外径25mm、比表面积532m2/m3、密度O. 95以上，米用高分子材料拉挤成形，其外圆周呈锯齿形状、内部为两个同心圆环。所述的悬浮填料的填充率为30%。所述H2O2的加药量为30mmol/L，所述Fe2+的加药量为2mmol/L。该系统进行废水处理过程中的曝气量为O. 05m3/h。该系统进行废水处理过程中的反应时间为10_30min。所述的丙烯腈废水经深度处理后，其出水COD低于160mg/L。具体实施例如图I所示，丙烯腈废水深度处理系统包括立式筒状的流化床1，其底部设有进水管2、H2O2加药管3、Fe2+加药管加药管4、曝气装置5，废水经进水管2进入流化床I内，流化床I内装有悬浮填料7，填充比为30%，顶部设有出水管6，废水通过溢流作用排出。本发明处理废水的工作过程是处理废水共分为两个阶段，第一阶段为养晶准备阶段，第二阶段为加药量调整阶段。丙烯腈废水深度处理系统启动的第一阶段必须以高于设计值的加药量以及较低的废水处理量来操作，以利于铁氧化物在悬浮填料上結晶。废水经调节pH值为4左右后通过进水管2进入流化床I，通过H2O2加药管3输送过来的H2O2和Fe2+加药管4输送过来的Fe2+两种药剂进入流化床1，流化床I底部的曝气装置5进行少量的曝气，停留一定时间以后经顶部出水管6排出。流化床I在准备阶段连续运行10天左右，即可观察到悬浮填料7上覆盖有足量的铁氧化物结晶，填料呈深褐色，停止运行后可观察到悬浮填料7沉降于流化床I底部，说明准备阶段完成。丙烯腈废水深度处理系统即可进行加药量调整的第二阶段。丙烯腈废水深度处理系统进入第二阶段以后，减少H2O2和Fe2+的加药量，在10-30min内，COD的去除率仍可达到70%以上，使COD出水可低于160mg/L的排放限值排放。具体应用中，H2O2的加药量、Fe2+的加药量为2mmol/、废水处理过程中的曝气量、悬浮填料的填充率、废水处理过程中的反应时间为10-30min等均可以进行调整。本发明中，悬浮填料的特殊设计，不仅可有效的代替流化床-Fenton法中所使用的石英砂担体，而且降低了运行过程中产生的电费，悬浮填料巨大的比表面积，为铁氧化物结晶与废水中的有机物提供了充足的接触面积，提高了异相催化反应效果。悬浮填料担体表面结晶速度快，仅需10天左右Fenton悬浮填料流化床エ艺即可投入使用。可对通过生物处理后的废水进行深度处理，运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便，可去 除废水中难生物降解的有毒有害物质，以达到进ー步降低废水中COD含量，提高出水水质的目的。以上所述，仅为本发明较佳的
具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种丙烯腈废水深度处理系统，包括立式筒状的流化床，所述流化床的底部设有暴气装置和进水管，所述流化床的顶部设有出水管，其特征在于，所述流化床内设有悬浮填料，所述流化床的下部设有H2O2加药管和Fe2+加药管。
2.根据权利要求I所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，所述的悬浮填料采用以聚丙烯为主要材质的圆环体填料。
3.根据权利要求2所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，所述的圆环体填料的高9mm、外径25mm、比表面积532 m2/m3、密度O. 95以上，采用高分子材料拉挤成形，其外圆周呈锯齿形状、内部为两个同心圆环。
4.根据权利要求3所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，所述的悬浮填料的填充率为30%。
5.根据权利要求I至4任一项所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，所述H2O2的加药量为30mmol/L，所述Fe2+的加药量为2mmol/L。
6.根据权利要求5所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，该系统进行废水处理过程中的曝气量为O. 05m3/h。
7.根据权利要求6所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，该系统进行废水处理过程中的反应时间为10-30min。
8.根据权利要求7所述的丙烯腈废水深度处理系统，其特征在于，所述的丙烯腈废水经深度处理后，其出水COD低于160mg/L。
全文摘要本发明公开了一种丙烯腈废水深度处理系统，包括立式筒状的流化床，流化床的底部设有暴气装置和进水管，流化床的顶部设有出水管，流化床内设有悬浮填料，流化床的下部设有H2O2加药管和Fe2+加药管。悬浮填料采用以聚丙烯为主要材质的圆环体填料，只需少量的曝气即可使填料呈流态化，其处理废水运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便，可对通过生物处理后的废水进行深度处理，以去除难生物降解的有毒有害物质，达到进一步降低废水中COD含量，提高出水水质的目的。采用本发明系统对经过普通生化处理的丙烯腈废水进行深度处理，其出水COD值可低于160mg/L排放。
文档编号C02F1/72GK102849838SQ20121035933
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者张春晖, 宁可, 王荣博, 张雯雯, 陈俊, 郭远杰, 梁琛 申请人:中国矿业大学(北京)