一种己内酰胺废水处理系统及其方法与流程

文档序号:31703959发布日期:2022-10-01 09:56阅读:91来源:国知局
一种己内酰胺废水处理系统及其方法与流程

1.本发明涉及的己内酰胺废水处理工艺,属于废水处理的领域,主要应用于聚酰胺(俗称尼龙)生产企业的生产废水和生活污水的处理,尤其适合于进行零排放或中水回用工程的前道处理。


背景技术:

2.聚酰胺(尼龙)合成是通过己内酰胺的开环、加聚、缩聚、交换、封端等一系列反应完成的。乙内酰胺的生产合成一般以苯和氨为原料,通常使用己内酰胺肟法实现的。己内酰胺肟法合成己内酰胺首先将环己酮与硫酸羟胺在80-110℃下进行缩合反应生成环己酮肟,分离出来的环己酮肟以发烟硫酸为催化剂,在80-110℃经贝克曼重排转位为粗己内酰胺,粗己内酰胺通过萃取、蒸馏、结晶等工序,制得高纯度己内酰胺。己内酰胺肟法的原料环己酮可由苯酚加氢得环己醇,再脱氢而得;或由环己烷空气氧化生成环己醇与环己酮,分离后的环己醇催化脱氢也生成环己酮。在此生产工艺过程中所使用的化工原料可以从工厂自备的化工原料生产装置生产,这些生产装置包括环己酮装置、氨肟化装置、加氢装置、双氧水装置、废碱焚烧装置等。
3.己内酰胺生产及其聚酰胺合成过程中许多步骤都会产生废水,这些废水中含有没有完全反应的原材料、中间体(如环己烷、环己醇、环己酮、环己酮肟、有机酸等)、助剂以及反应产物等。这些废水往往通过管道集中排入废水处理设施进行处理。虽然己内酰胺是可生化性较好的有机物,但混合后的废水有机物成分复杂、浓度高以及氨氮和磷的含量高,有些中间产物可生化性差,如废水中会存在分子量集中在50万左右的可溶性大分子物质(可用凝胶色谱法进行测定),很难进行生物降解;部分分股的废水的cod浓度高,可达130g/l,混合后废水的cod也可以达到2000-5000mg/l。废水中的氮主要来自氨肟化反应等装置,废水中的氨氮的浓度可达到800-1000mg/l。另外,废水中的含有较高浓度的总磷,总磷来源于肟在硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排,生成相应的取代酰胺,在此过程中磷的聚合物和衍生物随之产生。还有,混合后的废水含有色度,色度甚至可达到500倍,色度的主要成因为发色基团和偶氮类基团共同作用。由于以上原材料及生产过程的特点,导致己内酰胺废水成为一种难处理的化工废水。
4.已有的己内酰胺废水的处理工艺根据最终排放的方式以及处理要求有所不同,大体由预处理、生化处理、物化处理等步骤组成。目前己内酰胺废水的处理工艺有些采用混合后集中处理,而有一些则根据不同分股废水的特点进行适当归类合并,并分别预处理后再混合在一起进行集中处理。两种处理策略各有优缺点,前者可以利用各分股废水的不同特点,混合后成份和性质相互补充,形成组成和浓度相对稳定的混合体,再根据混合体的特点进行处理,这种方法虽然整体上可以减少处理步骤,相对处理工艺简单,但也会造成某些废水中所含的污染成份因混入别的废水后流量增加及浓度变低等不利因素而增加了处理难度;采取后一种策略则可对某些分股废水进行针对性预处理,甚至可以获得更优质的回收原料或副产品,有效地降低混合废水的浓度,但可能会增加废水处理的单元数和系统整体
复杂程度。
5.专利cn102351380b公开了一种己内酰胺废水处理工艺,生产废水首先进入调节池,在调节池内设置曝气装置对废水进行预曝气处理(起混匀作用),然后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀,去除悬浮固体成份,沉淀物进入污泥池,上清液进入缺氧/好氧池(简称a/o系统,一种利用微生物去除有机成分和脱氮的工艺)进行生化处理;在a/o系统中,废水先进入缺氧池,在缺氧池内设有一种ydtz弹性组合填料,以利于厌氧菌或缺氧菌的附着生长。好氧池中安装有半软性填料,以利于微生物净化废水。好氧池出水部分进入二沉池,部分回流至缺氧池进行废水反硝化脱氮。进入二沉池的废水经分离后上清液流入后续消毒装置消毒后外排,沉淀污泥则部分回流至缺氧池,部分污泥和初沉池污泥一起送板框压滤机进行污泥脱水后外送污泥处置场。该专利没有提及废水的除磷,对ydtz弹性组合填料也没有具体描述。
6.中国专利cn110655272a公开了一种乙内酰胺废水处理工艺,将氨肟化单元的废水、双氧水单元的废水混合后进入调酸池、微电解塔、中间水池、芬顿氧化池(芬顿氧化专指利用双氧水在酸性条件下在fe
2+
的催化作用下产生氢氧自由基并发生强氧化作用)、中和池、絮凝池、沉淀池进行单独的预处理,然后进入调节池,环己醇、环己酮、硫酸铵生产单元的废水也排入调节池,乙内酰胺重排萃取单元的含硫废水经过多效蒸发器所产生的蒸发浓液也排入调节池,生活污水则经过集油和隔油预处理后也排入调节池,各路废水在预处理池混合后依次经过气浮、上流式生物滤床、缺氧生化池+好氧生化池(a/o系统)、沉淀池、ph调节池、二级芬顿氧化池、中和池、混凝反应池、二次沉淀池、二级好氧反应池、膜生物反应池、清水池等单元处理处置后外排。该方法对氨肟化单元的废水和双氧水单元的废水混合并单独进行预处理,利用了双氧水单元的废水中所含的双氧水对氨肟化废水中的还原成分进行氧化,起到了有效利用残余双氧水的作用。但预处理中的混凝沉淀反应会对废水中的悬浮固体进行无区别去除,而这部分悬浮固体中含有易于生物降解的有机物而没有得到有效的降解和维生物利用,这些有机物进入污泥中后还会使得污泥的稳定性差。另外,该方法也没有专门述及磷的去除。
7.中国专利cn102219327b公布了一种己内酰胺废水膜法处理工艺,该工艺将混合废水首先经过混凝-砂滤系统除去废水中的杂物和悬浮固体(ss)等;然后经纳滤和反渗透系统截留废水中金属离子、有机物等大部分污染物,透析液即可达到回用水质标准。但该方法需要消耗大量混凝剂,而且大量的游离氨氮在纳滤和反渗透过滤中去除效果差,在浓缩液中所含的氨氮得不到有效利用。中国专利cn104071968b提出了用硫酸对废水进行酸化,酸化可以使得游离的氨变成硫酸铵,然后再经过纳滤进行过滤。这一方法可以使得多达90%氨氮通过纳滤得到去除,同时纳滤的浓液再通过叠管式纳滤膜(dtnf膜)进行浓缩,获得较纯的硫酸铵肥料。纳滤后的滤清液cod达到数百ppm,碳氮比可以处在合适的范围内,进入生化处理段处理后,出水可以达到国家一级排放标准。为了获得更纯的硫酸铵废料以及减少酸的使用量,该专利也提出可以在酸化前增加一级纳滤,去除废水中大量的cod和悬浮杂质。但该专利方法没有专门描述生化处理段的设置参数和运行条件,仅作为一种去除氨氮和悬浮固体的预处理方法。
8.中国专利cn104529033b提供了一种用盐析法处理己内酰胺废水的方法,该发明首先通过盐析和絮凝作用使得废水中部分有机物快速沉淀下来,再将反应后的废水和沉淀物
分别进行生化和焚烧处理,该方法需要在废水中加入大量的盐(硫酸铵),污泥中混入大量的硫酸铵焚烧后会产生so2和nox,而大量的硫酸铵进入后续生化池,也增加了额外的脱氮要求,增加了后续生化处理的难度。
9.中国专利cn204211605u提供了一种己内酰胺废水的深度处理工艺,该方法对己内酰胺的常规a/o生化处理出水通过过滤、臭氧催化氧化、中间池、曝气生物滤池、和清水池等处理步骤,使得处理后的出水能达到国家一级排放要求。但臭氧发生器能耗大,臭氧利用效率低。
10.中国专利cn105502732提供了一种己内酰胺废水的深度处理工艺,该方法对己内酰胺的常规生化处理出水通过调酸(ph控制在2.5-3)、双氧水和铜铁复合剂、调碱池、沉淀池、混凝反应池(加入活性炭和除磷剂)、沉淀池等处理步骤,通过深度处理使得废水的颜色和磷也得以去除,处理后的出水能达到国家一级排放标准。但发明人没有说明铜铁复合剂的作用原理,也没有披露除磷剂的种类。
11.中国专利cn112279409公开了一种己内酰胺废水的多道过滤浓缩方法用于替代传统的蒸发浓缩的方法回收和浓缩废水中的己内酰胺。混合的己内酰胺废水依次通过一级微滤或精滤、循环水箱、二级袋式微滤器、热交换器、三级纳滤或反渗透进行存储和过滤,三级过滤清液作为低浓度废水进入后续处理或进行回用,而获得的浓液则回到循环水箱。当循环水箱中的液体的浓度到达一定标准(如10%(w/w)),作为浓己内酰胺液进入下一步聚合反应进行利用。但该法没有透露所产生清液的浓度以及后续处理的方法。
12.综上所述,目前已有的己内酰胺废水的处理工艺一般采用预处理去除水中的悬浮物和氨氮等成份后采用生化法(普遍采用a/o法)以及高级氧化法处理后达标排放,或者采用生化法处理后进行混凝沉淀和氧化、二次生化等深度处理达到直接环境排放标准。绝大部分的方法是把各分股废水排入调节池,混合均匀后统一处理;中国专利cn110655272a提出了将含双氧水废水和氨肟化废水混合后利用废水中残留的双氧水氧化氨肟化废水中的有机和无机还原成分这样的预处理后,再排入调节池与其他分股废水混合后处理,但划分过多的预处理单元会使得废水处理的步骤过多、流程过长、不利于建成后的运行管理。还有,目前的预处理基本没有针对生化处理所需的营养配比,如bod:tn:tp的合理比例,来选择前道处理工艺。虽然发明专利cn104071968b采用硫酸来酸化废水,并采用纳滤膜来过滤废水,从而提高了纳滤膜的脱氨效果,所获得的硫酸铵可以作为副产品,但纳滤获得的浓液含有大量的有机物,没有得到有效的处理。


技术实现要素:

13.本发明的目的是提出一种经济、高效、稳定的己内酰胺废水处理工艺,处理后的废水能达到直接排放的标准,并可以为废水进行回用和零排放处理提供条件,出水可以达到废水回用处理系统的进水水质要求的己内酰胺废水处理方法。
14.为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
15.一种己内酰胺废水处理系统,包括调节池一和调节池二,所述调节池一内通入含磷废水,所述调节池二内通入非含磷废水,所述调节池一经过鸟粪石结晶装置后与调节池二一起连接至混合池,所述混合池依次连接生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池、好氧倍增复合池、折流式沉淀池、高效混凝沉淀池和中间水池;所述折流式沉淀池通过
污泥回流管连接生物选择池,所述折流式沉淀池和高效混凝沉淀池连接污泥浓缩池;所述好氧倍增复合池通过混合液回流管连接厌氧脱氮复合池。
16.优选地,所述调节池一和调节池二分别连接隔油池一和隔油池二,所述隔油池一内通入含磷废水,所述隔油池二内通入非含磷废水。
17.优选地,所述生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池采用环流混合反应器,所述环流混合反应器包括四边形的池壁,和设置在池壁中央的分隔墙,所述分隔墙的两侧分别设有至少一台水下推流器,通过水下推流器,环流混合反应器内的水流通过水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动,这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用,迅速缓解水质和水量变化带来的冲击,并且减少从空气中混入的氧气。
18.本发明还提供了一种己内酰胺废水处理方法,步骤如下:
19.s1:预处理-隔油;
20.s2:含磷和不含磷的废水隔油后进入各自的调节池,含磷的废水然后进入鸟粪石结晶沉淀装置,除去大部分的磷和部分氨氮后进入混合池进行混合;不含磷的废水的调节池出水进入混合池进行混合;
21.s3:然后进入生化反应段进行处理;在生化处理段的前端设置生物选择池,用来接纳部分二沉池回流污泥;设置生物选择区可以使得进水和随回流污泥中所含的溶解氧在一个缓冲区内被好氧微生物消耗掉,从而防止溶解氧进入后续的水解酸化释磷厌氧区,从而保证厌氧区内的水解酸化菌富集和积磷菌的彻底放磷;回流污泥中所含的硝化和反硝化细菌和完成聚合积磷的积磷菌以及其他的各类自养和异养微生物作为接种菌群在本生物选择区以及后续的生化功能区进行有效的生长繁殖、并对废水中所含的各类有机和无机成分进行有效的分解和利用;
22.s4:从生物选择池出来的废水首先自流进入水解酸化释磷池采用的环流混合反应器内;该环流混合反应器采用水力推流混合反应模式,在反应器中间设置隔墙,由若干台水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动,这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用,迅速缓解水质和水量变化带来的冲击,并且减少从空气中混入的氧气;同时,由于不同的纵向位置的水质变化,使得整个反应池内可以富集更多种类的微生物和水解酶,这样可以更彻底地对废水中的有机物进行水解酸化,将更多的大分子切割成小分子,将环状分子打开,保证水解酸化和生物放磷的效果;另外,这种设置,还可以将本环流混合反应器进水对反应出口水质的影响降低到最低程度;水解酸化细菌的固着生长还可以减少这些微生物随污水流入缺氧区,使得微生物的生物相更加专一稳定,进一步保障了水解酸化工艺段的效果;
23.在水解酸化释磷复合池内设置有填料,填料的作用是提供微生物的固着载体,从而使得反应装置内能够容纳更多的固着态微生物(生物膜),这既提高了反应器内的微生物浓度,又使反应器内生物相更为丰富,增加了反应器的容积负荷,进一步提高反应装置的抗水质水量冲击能力;
24.s5:从水解酸化释磷环流混合反应器出来的废水自留进入厌氧脱氮复合池;所述厌氧脱氮复合池也采用和水解酸化释磷池相同的环流混合反应器的水力反应模式,并且也设置生物载体来提供部分缺氧微生物的固着表面;在厌氧脱氮复合池内反硝化细菌将本单
元进水和从后续的好氧倍增环流混合反应器出水回流的液体中的no
3-和no
2-还原成氮气释放到大气中,同时将有机物分解利用;这个过程是微生物的兼性异养生长过程,需要消耗碳源,同时降低bod5,并产生大量碱度;所以在本反应单元,有机物浓度会得到一定程度降低,这样就可以降低后续好氧处理步骤中有机物负荷,减少其供氧量需求,降低鼓风曝气的能耗;另外,本单元反硝化脱氮所产生的碱度,也可以补充后续好氧硝化反应所需要的碱度,还能抑制后续好氧反应单元的丝状菌的生长,有效控制污泥膨胀;本反应单元和水解酸化释磷复合反应装置一样,本反应装置内也设置填料作为生物的载体;
25.s6:厌氧脱氮复合池出水自流进入好氧倍增复合池,在好氧倍增复合池中铺设曝气装置进行供氧,曝气装置优先采用微孔曝气器;在本反应单元,在好氧条件下大量异养菌降解污水中的bod等成分,同时自身不断的生长繁殖;同时,在好氧条件下,自养的硝化菌会成为一种优势菌种将nh
3-n转化为no
2-、将no
2-转化为no
3-;自养的硝化细菌的生长需要一定浓度的碱度,碱度由前面单元带入本反应单元或在本反应单元由其他异养微生物生产;在好氧条件下,在前面厌氧反应装置中进入的完成放磷的积磷细菌会大量吸收混合液中的磷并以聚磷的形式储存在细胞中,从而有效降低出水中的磷(po
43+
)浓度;
26.s7:好氧倍增复合池出水自流进入沉淀池进行泥水分离;所述沉淀池优先选用折流沉淀池形式;所述沉淀后获得的清液排至混凝沉淀进行进一步去除悬浮固体和除磷等,所获得的沉淀污泥则部分回流至生物选择池作为种群接种和再生,部分沉淀污泥作为剩余污泥送污泥浓缩池浓缩并进行污泥脱水和干化后外排;此时,沉淀池上清液和沉淀污泥中总氮的浓度已经很低了,清液中的磷也很低,但沉淀污泥中含有大量的富集有磷的积磷细菌,回到生物选择池和水解酸化释磷池进行彻底放磷,并进入下一个循环的生长和除磷反应,随剩余污泥排走的积磷细菌中所含的磷则从系统永久性地去除。
27.优选地,所述s4和s5步骤中,填料可以使用任何能提供微生物固着生长的废水处理填料,并以上海中耀环保科技实业有限公司生产的zyzx系列叠片展开式微生物载体为最优,该载体采用pe膜片制成,展开后成球状立体,具有质轻、比表面积大、载泥量大、强度好、污泥不会结团等优点。
28.优选地,所述s6步骤中,为了使得好氧倍增复合池中产生的no
3-能够从处理系统大量去除,需要将其混合液大量回流至s5步骤中的缺氧脱氮反应池中进行反硝化脱氮。本发明采用回流器将好氧倍增复合池中的混合液打回至缺氧脱氮反应池。
29.优选地,所述s7步骤中的沉淀池后设有高效混凝沉淀池,所述高效混凝沉淀池用于进一步对清液中的悬浮固体、总磷、大分子难降解的cod成分等进行去除,所获得的清液排入出水池进行储存和外排,沉淀污泥和前一级沉淀池的剩余污泥一起进入污泥浓缩池进行污泥处理。
30.本发明将己内酰胺生产过程中所产生的废水按含磷和不含磷分开进行预处理,含磷的这路废水采取鸟粪石结晶工艺进行脱磷处理,并获得优质鸟粪石磷肥作为副产品。在预处理段采取鸟粪石结晶工艺除磷,不会对废水中的有机物浓度造成影响,使得废水中有机物保留在废水中,有利于后续生化段的碳氮磷平衡,充分利用微生物的廉价性处理废水,降低处理成本。预处理后的含磷废水和不含磷废水混合后先后进入生物选择池、水解酸化释磷复合反应、厌氧脱氮复合反应、和好氧倍增硝化反应单元、折流沉淀、和高效混凝沉淀等处理单元后水质达到一级a的排放标准。鸟粪石结晶反应装置、水解酸化释磷、缺氧脱氮
和好氧倍增硝化等反应单元的装置在池型、填料、动力机械方面布置采取独特的设计,从而组成可以为己内酰胺废水的处理提供一种高效、可靠、经济的处理系统。经过本发明处理后的废水中所含的无机磷和部分氨氮可以变成鸟粪石副产物得以利用,废水中所含的有机成份以及剩余的磷和氮主要依赖生化法(简称为改进的aao工艺)得以去除,处理成本相对已有工艺更为低廉。改进的aao工艺系统在去除bod的同时,能保证脱氮和除磷的效果。通过设置生物选择池以及在水解酸化释磷复合池和厌氧脱氮复合池采用回转推流混合反应模式和相应的动力机械、和装填专门的优化滤料,可以使得本发明的工艺在悬浮固体、有机物、氮、和磷的去除效率上实现最优化,同时保持系统运行的稳定和可靠。
附图说明
31.图1为本发明提出的一种己内酰胺废水处理方法的工艺流程示意图;
32.图2为本发明提出的一种己内酰胺废水处理方法中的环流混合反应器结构示意图。
33.图中标号:
34.1、池壁;2、分隔墙;3、水下推流器。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
36.如图1所示,为本发明提供的一种己内酰胺废水处理系统,包括隔油池一和隔油池二,所述隔油池一内通入含磷废水,所述隔油池二内通入非含磷废水,所述隔油池一和隔油池二分别连接调节池一和调节池二,所述调节池一经过鸟粪石结晶装置后与调节池二一起连接混合池,所述混合池依次连接生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池、好氧倍增复合池、折流式沉淀池、高效混合反应池和中间水池,通过中间水池进行外排;所述折流式沉淀池通过污泥回流管连接生物选择池,所述折流式沉淀池和高效混凝反应池连接污泥浓缩池,污泥浓缩池连接污泥脱水系统对污泥进行外排;所述好氧倍增复合池通过混合液回流管连接厌氧脱氮复合池。
37.如图2所示,本发明提供的生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池均采用环流混合反应器,所述环流混合反应器包括四边形的池壁1和设置在池壁1中央的分隔墙2,所述分隔墙2的两侧分别设有至少一台水下推流器3,通过水下推流器3,环流混合反应器内的水流通过水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动,这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用,迅速缓解水质和水量变化带来的冲击,并且减少从空气中混入的氧气。
38.根据上述处理系统本发明还提供了一种己内酰胺废水处理方法,步骤如下:
39.s1:预处理-隔油;
40.s2:含磷和不含磷的废水经隔油池一和隔油池二后进入分别进入对应的调节池一和调节池二,含磷的废水在调节池一后进入鸟粪石结晶沉淀装置,除去大部分的磷和部分氨氮后进入混合池进行混合(由于鸟粪石反应是一种结晶沉淀反应,和混凝沉淀反应不同,它对废水中悬浮物以及有机成分影响很小,因此这些成分在结晶沉淀后绝大部分仍然保留
在液相中。);此时,不含磷的废水的调节池出水进入混合池进行混合;
41.s3:然后进入生化反应段进行处理;在生化处理段的前端设置生物选择池,用来接纳部分二沉池回流污泥;设置生物选择区可以使得进水和随回流污泥中所含的溶解氧在一个缓冲区内被好氧微生物消耗掉,从而防止溶解氧进入后续的水解酸化释磷厌氧区,从而保证厌氧区内的水解酸化菌富集和积磷菌的彻底放磷;回流污泥中所含的硝化和反硝化细菌和完成聚合积磷的积磷菌以及其他的各类自养和异养微生物作为接种菌群在本生物选择区以及后续的生化功能区进行有效的生长繁殖、并对废水中所含的各类有机和无机成分进行有效的分解和利用;
42.s4:从生物选择池出来的废水首先自流进入水解酸化释磷池采用的环流混合反应器内;该环流混合反应器采用水力推流混合反应模式,在反应器中间设置隔墙,由若干台水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动,这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用,迅速缓解水质和水量变化带来的冲击,并且减少从空气中混入的氧气;同时,由于不同的纵向位置的水质变化,使得整个反应池内可以富集更多种类的微生物和水解酶,这样可以更彻底地对废水中的有机物进行水解酸化,将更多的大分子切割成小分子,将环状分子打开,保证水解酸化和生物放磷的效果;另外,这种设置,还可以将本环流混合反应器进水对反应出口水质的影响降低到最低程度;水解酸化细菌的固着生长还可以减少这些微生物随污水流入缺氧区,使得微生物的生物相更加专一稳定,进一步保障了水解酸化工艺段的效果;
43.在水解酸化释磷复合池内设置有填料,填料的作用是提供微生物的固着载体,从而使得反应装置内能够容纳更多的固着态微生物(生物膜),这既提高了反应器内的微生物浓度,又使反应器内生物相更为丰富,增加了反应器的容积负荷,进一步提高反应装置的抗水质水量冲击能力。本实施例水解酸化释磷复合池内设置的填料采用zxzy系列叠片展开式微生物载体为最优选择
44.s5:从水解酸化释磷环流混合反应器出来的废水自留进入厌氧脱氮复合池;所述厌氧脱氮复合池也采用和水解酸化释磷池相同的环流混合反应器的水力反应模式,并且也设置生物载体来提供部分缺氧微生物的固着表面;在厌氧脱氮复合池内反硝化细菌将本单元进水和从后续的好氧倍增环流混合反应器出水回流的液体中的no
3-和no
2-还原成氮气释放到大气中,同时将有机物分解利用;这个过程是微生物的兼性异养生长过程,需要消耗碳源,同时降低bod5,并产生大量碱度;所以在本反应单元,有机物浓度会得到一定程度降低,这样就可以降低后续好氧处理步骤中有机物负荷,减少其供氧量需求,降低鼓风曝气的能耗;另外,本单元反硝化脱氮所产生的碱度,也可以补充后续好氧硝化反应所需要的碱度,还能抑制后续好氧反应单元的丝状菌的生长,有效控制污泥膨胀;本反应单元采用的反应装置和水解酸化释磷复合池采用的一样,且环流混合反应器内也设置填料作为微生物的载体,并以zxzy系列叠片展开式微生物载体为最优选择;
45.s6:厌氧脱氮复合池出水自流进入好氧倍增复合池,在好氧倍增复合池中铺设曝气装置进行供氧,曝气装置优先采用微孔曝气器;在本反应单元,在好氧条件下大量异养菌降解污水中的bod等成分,同时自身不断的生长繁殖;同时,在好氧条件下,自养的硝化菌会成为一种优势菌种将nh
3-n转化为no
2-、将no
2-转化为no
3-。自养的硝化细菌的生长需要一定浓度的碱度,碱度由前面单元带入本反应单元或在本反应单元由其他异养微生物生产;在
好氧条件下,在前面厌氧反应装置中进入的完成放磷的积磷细菌会大量吸收混合液中的磷并以聚磷的形式储存在细胞中,从而有效降低出水中的磷(po
43+
)浓度;
46.s7:好氧倍增复合池出水自流进入沉淀池进行泥水分离;所述沉淀池优先选用折流沉淀池形式;所述沉淀后获得的清液排至混凝沉淀进行进一步去除悬浮固体和除磷等,所获得的沉淀污泥则部分回流至生物选择池作为种群接种和再生,部分沉淀污泥作为剩余污泥送污泥浓缩池浓缩并进行污泥脱水和干化后外排;此时,沉淀池上清液和沉淀污泥中总氮的浓度已经很低了,清液中的磷也很低,但沉淀污泥中含有大量的富集有磷的积磷细菌,回到生物选择池和水解酸化释磷池进行彻底放磷,并进入下一个循环的生长和除磷反应,随剩余污泥排走的积磷细菌中所含的磷则从系统永久性地去除。
47.进一步,为了使得好氧倍增复合池中产生的no
3-能够从处理系统大量去除,需要将其混合液大量回流至s5步骤中的缺氧脱氮反应池中进行反硝化脱氮。本发明采用回流器将好氧倍增复合池中的混合液打回至缺氧脱氮反应池。
48.进一步,所述s7步骤中的沉淀池后设有高效混凝沉淀池,所述高效混凝沉淀池用于进一步对清液中的悬浮固体、总磷、大分子难降解的cod成分等进行去除,所获得的清液排入出水池进行储存和外排,沉淀污泥和前一级沉淀池的剩余污泥一起进入污泥浓缩池进行污泥处理。
49.以下结合具体实施例进行阐述:
50.实施例1
51.年产40万吨聚酰胺的一体化项目,污水处理装置主要处理来自生产装置的废水,其设计处理规模为472m3/h。含磷废水包括hpo装置的含磷废水、高含磷和氨氮的冷凝水、和地沟含磷废水,设计水量为242m3/h;非含磷废水包括己内酰胺生产装置的非含磷废水、不含磷的冷凝水,设计水量为230m3/h。工艺流程见附图1。含磷废水进入隔油池1进行隔油(停留2.5h),而后进入调节池1(停留16h),然后进入一体式鸟粪石结晶装置(停留约1h),处理后进入混合池;非含磷废水进入隔油池2进行隔油(停留2.0h),而后进入调节池2(停留26h),然后进入混合池(停留时间0.3h),再进入生物选择池(停留时间约1.5h,考虑回流污泥(污泥回流比为0.5),则停留时间为1.0h),然后再进入厌氧水解除磷复合池(停留时间4.5h,考虑回流污泥,停留时间为3.0h),然后再进入厌氧脱氮复合池(停留时间21.5h),考虑污泥回流和内循环回流(内循环回流比取1),停留时间为8.6h,然后再进入好氧倍增复合池(停留时间42.5h,考虑污泥回流和内循环,停留时间为17h);然后再进入折流式沉淀池(停留时间为9.5h,考虑污泥回流停留时间为6.3h),然后再进入高效混凝沉淀池(停留时间为2.6h);各反应单元出水水质见下表1。
52.表1为污水处理装置生化处理设计进、出水水质主要指标(单位:mg/l)
[0053][0054]
本发明将己内酰胺生产过程中所产生的废水按含磷和不含磷分开进行预处理,含磷的这路废水采取鸟粪石结晶工艺进行脱磷处理,并获得优质鸟粪石磷肥作为副产品。预处理后的含磷废水和不含磷废水混合后先后进入生物选择池、水解酸化释磷复合反应、厌氧脱氮复合反应、和好氧倍增硝化反应单元、折流沉淀、和高效混凝沉淀等处理单元后水质达到一级a的排放标准。鸟粪石结晶反应装置、水解酸化释磷、缺氧脱氮和好氧倍增硝化等反应单元的装置在池型、填料、动力机械方面布置采取独特的设计,从而组成可以为己内酰胺废水的处理提供一种高效、可靠、经济的处理系统。经过本发明处理后的废水中所含的无机磷和部分氨氮可以变成鸟粪石副产物得以利用,废水中所含的有机成份以及剩余的磷和氮主要依赖生化法(简称为改进的aao工艺)得以去除,处理成本相对已有工艺更为低廉。改进的aao工艺系统在去除bod的同时,能保证脱氮和除磷的效果。通过设置生物选择池以及在水解酸化释磷复合池和厌氧脱氮复合池采用回转推流混合反应模式和相应的动力机械、和装填专门的优化滤料,可以使得本发明的工艺在悬浮固体、有机物、氮、和磷的去除效率上实现最优化,同时保持系统运行的稳定和可靠。
[0055]
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0056]
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
[0057]
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揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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