专利名称：一种1,4-丁二醇化工废水的厌氧反应装置及处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理装置及技术，特别涉及一种1，4-丁二醇化工废水的处
理装置及方法。
背景技术：
I, 4- 丁二醇化工废水污染物成份复杂、生物毒性高，且较难降解，废水COD浓度通常在500(T300()()mg/L。目前处理1，4- 丁二醇化工废水的方法主要有厌氧+缺氧+好氧、SBR工艺等，且以处理COD在1000mg/L以下废水为主，但对于COD在5000mg/L以上的高浓度废水处理则鲜有报道。专利200710077937. 9给出了一种1，4_ 丁二醇化工废水的处理方法，但该方法生 化处理进水(调节池出水)COD不能大于1000mg/L，浓度较高时必须进行稀释或进入事故池调节，且该工艺是间歇工艺，影响连续生产。该方法不适合1，4-丁二醇生产企业高浓度工艺废水的处理。专利201110162235. 7公开了一种1，4_ 丁二醇化工废水好氧生物处理技术，该方法可直接处理COD浓度较高的工艺废水，且出水可达到直接排放标准和要求。但对于实际生产1，4-丁二醇化工产品企业通常位于工业园区内，其排放废水达到园区污水处理厂排放标准或要求即可，该标准通常为COD小于1000mg/L (或500mg/L)，而好氧工艺投资及运行费用高。因此获得一种既达到环保排放又可节约投资和运行费用的处理工艺是生产企业首选。
发明内容
本发明旨在处理C0D5000mg/L以上，特别是C0D1000(T20000mg/L的高浓度
1，4-丁二醇化工废水，处理后达到园区污水纳管排放要求。本发明所提供的厌氧反应装置结构简单，占地规模远小于好氧工艺(因厌氧工艺容积负荷通常是好氧工艺的5倍以上)，运行成本极低(厌氧工艺无曝气系统，且获得沼气可回收，而好氧工艺曝气需消耗大量电能)，是1，4- 丁二醇生产企业废水预处理的最佳选择。本发明的第一目的在于提供一种1，4- 丁二醇化工废水处理的装置，为实现该发明目的，本发明采用如下技术方案
一种1，4-丁二醇化工废水的厌氧反应装置，包括依次相通的设于装置底部的进水分布器、中部的厌氧污泥床及顶部的三相分离器，所述的厌氧污泥床由大量厌氧微生物组成的污泥床体组成；所述厌氧反应装置自底部向上依次连接污泥排放管、出水排放管及沼气排放管；所述的进水分布器与废水进水管相连，所述的出水排放管上设有与废水进水管相连的出水回流支管。本发明所述的厌氧反应装置，所述的废水进水管与进水分布器之间还设有调质装置，所述的调质装置至少包括与废水进水管连接的加药调质器。所述的加药调质器用于在废水进入厌氧污泥床前加入PH调节剂及其他营养物。此外，所述的调质装置还进一步包括出水排放管上设置的与废水进水管相连的出水回流支管。此外，本发明所述的调质还包括一混合器，所述的混合器为设于废水进水管内的静态混合器或进水分布器下部的混合腔或设于废水进水管与进水分布器之间的调节池，该混合器可以完成废水与PH调节剂及其他营养物及回流出水的充分混合。本发明所述的厌氧反应装置中，所述的装置还包括一控制系统。该控制系统与所述装置的部分或者全部用电设施的控制电路连接，用以控制整个装置的处理过程。本发明所述的厌氧反应装置还设有动力源，如所述加药调质器含输送泵，出口带压；废水由提升泵输送；出水回流由高位溢流经出水回流支管流入废水进水管。本发明所述反应装置，废水在泵入药剂和循环出水后，在管道内设静态混合器并通过泵压入进水分布器；或在进水分布器下部设置混合腔，通过循环泵进行循环混合；或通过设置调节池，将循环出水和药剂与1，4- 丁二醇化工废水调质混合后泵入进水分布器。
本发明所述的处理装置中，所述的厌氧污泥为污水厂厌氧污泥经驯化所得，其中含有厌氧微生物的浓度为10 80g/L。本发明所述的三相分离器为能分离气体并有效截留固体微生物的分离装置，该分离装置为现有结构，其具体的选择为本领域技术人员所掌握(如博瑞德公司的市售产品P-S1)。本发明所述的进水分布器为防堵塞进水装置，本领域技术人员可选择使用市售的各种具有同类功能的进水装置(如博瑞德公司的市售产品P-F1)。值得注意的是，除本发明做出特别限定和改进的上述装置结构外，可以预见本领域技术人员在本发明公开的基础上，选择任一种合适的三相分离器和进水分布器等来实现本发明。此外，本发明所述的排放污水还可以进一步连接好氧生物处理系统，对其进行进一步处理，水质达标后可直接排放。本发明的第二目的在于提供一种1，4- 丁二醇化工废水的处理方法，为实现第二目的，本发明采用如下技术方案
一种1，4- 丁二醇化工废水的处理方法，包括以下步骤
(I)进水调质处理将1，4-丁二醇化工废水泵至进水分布器前，在调质器内对废水进行PH调节并添加含氮、磷的营养物及微量元素完成调质；
(2 )厌氧处理经调质后的废水通过进水分布器进入厌氧反应装置污泥床底部，废水中的污染物在厌氧反应装置的污泥床中被微生物降解，并释放沼气；
(3)出水与沼气收集经厌氧降解后废水、厌氧污泥和沼气进入反应装置上部的三相分离器，实现厌氧污泥、出水及沼气的分离；厌氧污泥回流至污泥床并截留在反应装置中，多余污泥经污泥排放管定期排放；出水经出水排放管溢流排放，部分出水经出水回流支管回流至进水分布器；沼气经沼气排放管排出后进行回收利用。其中，进一步地，厌氧污泥截留在厌氧反应器中并定期排放，排放污泥可用于接种，具有较高经济价值；而沼气可用于烧锅炉或火炬燃烧。本发明所述的处理方法，步骤I投加氮、磷的营养物，控制调质后废水C0D:N:P为400 800:5:0. 5 2 ;补充的微量元素为微生物生长所需元素,具体的选择为本领域技术人员所掌握(如博瑞德公司的市售产品P-V2)。此外，所述步骤I的调质处理在厌氧出水循环混合下进行，循环流量为进水流量的 100 600%O
本发明所述的处理方法中，步骤2控制厌氧反应装置内厌氧污泥浓度在IO-SOg/L，控制水力停留时间I 10天。为了获得理想的处理效果，本发明对厌氧降解后废水的pH和温度叶进行了有效控制。为确保水体达标，本发明可依据待处理1，4- 丁二醇化工废水的实际水体情况，通过调质装置将其PH值和温度调至合理值，再经厌氧污泥床进行厌氧反应，最终使厌氧降解后废水的pH为6 9，温度为20 45°C。优选控制厌氧降解后废水的pH为6. 5 7. 2、温度为30 38°C。其中具体的控制方法为本领域 技术人员所理解和掌握，本发明对此不作特别限定。本发明所述的处理方法适用于各种COD值的1，4-丁二醇化工废水，其中更适用于COD在5000mg/L以上甚至COD在20000mg/L以上的1，4- 丁二醇化工废水。更具体地，本发明所述的处理方法包括如下步骤
(1)废水调质处理将1，4_丁二醇化工废水泵至进水分布器前，在调质装置内对废水进行PH调节并添加含氮、磷的营养物及微量元素完成调质；以确调制后废水的C0D:N:P=400 800:5:0. 5 2 ;
(2)废水厌氧处理经调质后的废水通过进水分布器至厌氧污泥床底部，与厌氧污泥混合，废水中的污染物在厌氧污泥的微生物降解作用下分解，释放沼气，该步骤中，控制厌氧反应装置内厌氧污泥浓度在10 80g/L，控制水力停留时间I 10天；
(3)出水及沼气收集经厌氧降解后废水、厌氧污泥和沼气进入反应装置上部的三相分离器，实现厌氧污泥、污水及沼气的分离；所述降解后废水的pH为6 9，温度为20 45°C，优选控制厌氧降解后废水的pH为6. 5 7. 2、温度为30 38°C;厌氧污泥截留在厌氧反应装置中并定期排放，排放污泥可用于接种，具有较高经济价值；处理后污水溢流排放，出水排放支管与进水分布器相连，使部分出水回流，回流比为100 600% ;剩余出水排至园区集中处理或接好氧处理达标后排放；沼气回收后可用于烧锅炉或火炬燃烧。本发明所述的方法最适宜地控制废水处理全流程温度为20 45°C，全流程水体pH值为6 9。本发明采用厌氧工艺处理废水，利用厌氧污泥床技术分解废水中有机物，厌氧污泥床提高了有效污泥浓度和生物处理性能，出水COD和TN较低，以生物技术为基础，工艺流程合理，运行成本低。系统工作稳定，处理效果好。本发明同样适用于其他类似高浓度有机(精细化工)化工废水的生物预处理。本发明的有益效果在于
1，4-丁二醇化工废水主要含醇、脂以及甲苯和2-甲氧基四氢呋喃等污染物，废水COD值高，在500(T30000mg/L，一般20，000mg/L左右，异常事故时甚至高达150，000mg/L。因废水浓度高，生物毒性大等影响，在采用本发明时充分利用厌氧污泥床技术的高负荷性能，同时回流排放废水补充厌氧过程对碱度的需求，使废水在适宜的生物负荷下得到处理。本发明将1，4-丁二醇化工废水进行调质、厌氧生物处理去C0D。应用该技术的生产装置规模小，出水水质稳定，可操作性和系统安全性好，可实现自动化控制，解决了1，4- 丁二醇化工高浓度废水处理难题，又降低了废水处理成本。本发明基于生物处理技术，工艺流程合理、简洁，运行成本低，便于工业化应用。
图I是本发明1，4- 丁二醇化工废水处理装置的结构示意 图中1废水进水管；2加药调质器；3厌氧反应装置；4进水分布器；5厌氧污泥床；6三相分离器出水排放管；8出水回流支管；9污泥排放管；10沼气排放管。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制 本发明的范围。实施例I
如图I所示的1，4- 丁二醇化工废水厌氧反应处理装置3，包括依次相通的设于装置底部的进水分布器4、中部的厌氧污泥床5及顶部的三相分离器6，所述的厌氧污泥床5由大量厌氧微生物组成的污泥床体组成；所述厌氧反应装置3自底部向上依次连接污泥排放管9、出水排放管7及沼气排放管10 ;所述的进水分布器4与废水进水管I相连，所述的出水排放管7上设有与废水进水管I相连的出水回流支管8。本实施例中的厌氧反应装置，废水进水管I与进水分布器4之间还设有调质装置，所述的调质装置包括与废水进水管I连接的加药调质器2。该加药调质器2用于在废水进入厌氧污泥床5前加入pH调节剂及其他营养物。此外，本实施例所述的调质装置还包括一混合器(图中未标示)，该混合器为设于废水进水管I内的静态混合器或进水分布器4下部的混合腔或设于废水进水管I与进水分布器4之间的调节池。本发明所述的厌氧反应装置3还设有动力源，该动力源包括加药调质器2上的输送泵和与废水进水管相连用于传送废水的提升泵。废水在泵入药剂和循环出水后，在混合器内将循环出水和药剂与1，4- 丁二醇化工废水调质混合后泵入进水分布器4。本实施例中，所述的厌氧污泥为污水厂厌氧污泥经驯化所得，其中含有厌氧微生物的浓度为10 80g/L。本实施例中所述的三相分离器为博瑞德公司的市售产品P-S1，所述的进水分布器4为博瑞德公司的市售产品P-Fl。此外，本发明所述的处理装置还包括一控制系统。该控制系统与所述装置的部分或者全部用电设施的控制电路连接，用以自动控制整个装置对废水进行处理。实施例2
1，4- 丁二醇化工废水进入进水分布器。调节pH并投加氮磷营养物及微量元素后输入厌氧污泥床，废水来水COD 21，128mg/L，经调质后，进水分布器出水pH值7. 4，其中C0D:N:P为420:5:0. 8。厌氧污泥床污泥浓度50g/L，水力停留时间5天，厌氧反应器出水回流比150% ο本实施例的废水全流程运行温度在30 32 °C。经检测反应装置内及出水pH6. Tl. O, COD 786mg/L。实施例3
1，4- 丁二醇化废水进入进水分布器。调节pH并投加氮磷营养物及微量元素后输入厌氧污泥床，废水来水COD 19，879mg/L，经调质后，进水分布器出水pH值8. 2，其中C0D:N:P为510:5:1. I。厌氧污泥床污泥浓度70g/L，水力停留时间2. 8天，厌氧反应器出水回流比200% ο本实施例的废水全流程运行温度在34 36 °C。经检测反应装置内及出水ρΗ6· 8 7. 1，C0D1280mg/Lo实施例4
1，4- 丁二醇化工废水进入进水分布器。调节pH并投加氮磷营养物及微量元素后输入厌氧污泥床，废水来水COD 23，106mg/L，经调质后，进水分布器出水pH值7. 9，其中C0D:N:P为480:5:0. 8。厌氧反应器污泥浓度58g/L，水力停留时间6天，厌氧反应器出水回流比150% ο本实施例的废水全流程运行温度在36 38°C。经检测反应装置内及出水pH6. 8 7. O, COD 618mg/L。实施例5
1，4- 丁二醇化工废水进入进水分布器。调节pH并投加氮磷营养物及微量元素后输入厌氧污泥床，废水来水COD 12，145mg/L，经调质后，进水分布器出水pH值9，其中C0D:N:P为500:5:1.2。厌氧反应器污泥浓度80g/L，水力停留时间4. 5天，厌氧反应器出水回流比300% ο本实施例的废水全流程运行温度在38 40°C。经检测反应装置内及出水pH6. 9 7. O, COD 289mg/L。虽然，上文中已经用一般性说明具体实施方式
及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
权利要求
1.一种1，4-丁二醇化工生产废水的厌氧反应装置，包括依次相通的设于装置底部的进水分布器、中部的厌氧污泥床及顶部的三相分离器，其特征在于所述的厌氧污泥床由大量厌氧微生物组成的污泥床体组成；所述厌氧反应装置自底部向上依次连接污泥排放管、出水排放管及沼气排放管；所述的进水分布器与废水进水管相连，所述的出水排放管上设有与废水进水管相连的出水回流支管。
2.如权利要求I所述的处理装置，其特征在于，所述的废水进水管与进水分布器之间还设有调质装置，所述的调质装置至少包括与废水进水管连接的加药调质器。
3.如权利要求I所述的处理装置，其特征在于，所述的调质装置还包括一混合器，所述的混合器为设于废水进水管内的静态混合器或进水分布器下部的混合腔或设于废水进水管与进水分布器之间的调节池。
4.如权利要求I所述的处理装置，其特征在于，所述的厌氧污泥床中厌氧微生物的浓度为10 80g/L。
5.如权利要求I所述的处理装置，其特征在于，所述的处理装置还包括一控制系统。
6.一种1，4- 丁二醇化工生产废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤 (I)进水调质处理将1，4-丁二醇化工废水泵至进水分布器前，在调质装置内对废水进行PH调节并添加含氮、磷的营养物及微量元素完成调质； (2 )厌氧处理经调质后的废水通过进水分布器进入厌氧反应装置污泥床底部，废水中的污染物在厌氧反应装置的污泥床中被微生物降解，并释放沼气； (3)出水与沼气收集经厌氧降解后废水、厌氧污泥和沼气进入反应装置上部的三相分离器，实现厌氧污泥、出水及沼气的分离；厌氧污泥回流至污泥床并截留在反应装置中，多余污泥经污泥排放管定期排放；出水经出水排放管溢流排放，部分出水经出水回流支管回流至进水调质装置；沼气经沼气排放管排出后进行回收利用。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述步骤I中，投加含氮、磷的营养物及微量元素，控制调质后废水COD:N:P为400 800:5:0. 5 2。
8.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述步骤2中，控制厌氧反应装置内厌氧污泥浓度在10 80g/L，控制水力停留时间为I 10天；控制厌氧降解后废水的pH为6 9，温度为20 45°C，优选控制厌氧降解后废水的pH为6. 5 7. 2、温度为30 38°C。
9.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述出水部分回流至进水调质装置，控制回流比为100 600%。
10.如权利要求书6-9任一项所述的处理方法，其特征在于，所述的1，4-丁二醇化工废水COD在5000mg/L以上。
全文摘要
本发明涉及一种1,4-丁二醇化工生产废水的厌氧反应处理装置及方法，所述的厌氧反应装置内包括依次相通的设于装置底部的进水分布器、中部的厌氧污泥床及顶部的三相分离器，所述的厌氧污泥床由大量厌氧微生物组成的污泥床体组成；所述厌氧反应装置自底部向上依次连接污泥排放管、出水排放管及沼气排放管；所述的进水分布器与废水进水管相连，所述的出水排放管上设有与废水进水管相连的出水回流支管。应用本发明处理废水后可获得沼气生物质能源。高浓度生产废水经本发明所述装置及方法处理后达到纳管排放要求或减轻后续好氧处理难度和费用，该工艺工作稳定、效率高，出水水质稳定、便于自动化控制、管理和操作，运行费用低。
文档编号C02F9/14GK102923856SQ20121048626
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者严月根, 凌明, 袁妤, 叶国祥 申请人:博瑞德(南京)净化技术有限公司