申请日2015.04.27
公开(公告)日2015.07.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种环氧丙烷生产废水的处理方法，属于废水处理领域。本发明解决了现有的环氧丙烷废水处理方法存在处理成本高、处理工艺不成熟、处理效果差等问题，其处理方法具体工艺是：首先将废水进行均质调节，接着经过两级厌氧处理系统，使废水中大分子物质转化成小分子，提高废水可生化性;然后将经过两级厌氧处理后的废水经过好氧活性污泥进一步处理，最后将好氧处理后的废水经过高级芬顿氧化法深度处理，深度处理后的废水经气浮和中和沉淀反应即能达到间接排放标准。本发明处理方法具有操作简单、处理效率高、处理费用低、深度处理确保废水达标排放的优点。
权利要求书
1.一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其步骤为：
(a)均质：将环氧丙烷生产废水引入调节池，在调节池中均质废水;
(b)沉淀：将步骤(a)中均质后的废水引入一沉池，进行沉淀;
(c)一级厌氧反应：将步骤(b)中经沉淀处理后的废水引入一级厌氧反应器进行一级 厌氧反应;
(d)二级厌氧反应：将步骤(c)中经一级厌氧反应后的废水自流至二级厌氧反应器进 行二级厌氧反应;
(e)好氧反应：将步骤(d)中经二级厌氧反应后的废水自流至好氧池进行好氧反应;
(f)沉淀：将步骤(e)中经好氧反应处理后的废水自流至二沉池，进行沉淀;
(g)调节pH：将步骤(f)中经沉淀后的废水自流至深度处理调节池，在深度处理调节 池中调节废水的pH值;
(h)深度处理：将步骤(g)中调节pH值后的废水泵至Fenton氧化流化床进行Fenton 氧化反应;
(i)气浮：将步骤(h)中经Fenton氧化后的废水自流进入气浮池，在气浮池中投加碱 液进行中和沉淀反应至中性。
2.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (a)中调节池中设置有预加热系统，废水的温度控制在30-35℃。
3.根据权利要求2所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (c)中一级厌氧反应器的容积负荷为3～5kgCOD/(m3.d)，一级厌氧反应采用内回流循环模式， 废水在一级厌氧反应器中的停留时间为1～4d。
4.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (d)中二级厌氧反应器的容积负荷为2～4kgCOD/(m3.d)，二级厌氧反应采用内回流循环模式， 废水在二级厌氧反应器中的停留时间为1～3d。
5.根据权利要求4所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (e)中好氧池采用完全混合式，好氧池的容积负荷为0.5～1kgCOD/(m3.d)，好氧池的污泥负 荷为0.2～0.5kgCOD/(MLSS.d)，污泥浓度为3000～4000mg/L。
6.根据权利要求5所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (e)中废水在好氧池中的停留时间为1.0～2.0d，溶解氧浓度为2～8mg/L。
7.根据权利要求5所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (g)中深度处理调节池设置有加酸系统，废水的pH值调节至3～4。
8.根据权利要求7所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于：所述的步骤 (h)中Fenton氧化流化床设置有内回流循环系统，Fenton氧化中H2O2的体积浓度为1‰～3‰， Fe2+的浓度为300～500mg/L。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其特征在于： 所述的步骤(i)中进行中和沉淀反应时投加阴离子聚丙烯酰胺树脂，投加量为2～4mg/mL。
说明书
一种环氧丙烷生产废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，更具体地说，涉及一种环氧丙烷生产废水的处理方法。
背景技术
环氧丙烷，又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷，是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚 丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。环氧丙烷主要用于制造丙二醇、丙醛、异丙醇胺、聚 醚、石油破乳剂，消泡剂、合成甘油、有机酸等，可作为合成树脂、泡沫塑料、增塑剂及表 面活性剂等化工原料，是重要的基础化工原料。
环氧丙烷生产过程中会产生大量的污水，每生产1吨环氧丙烷就产生废水约50～80吨。 该废水的特点是pH值较高，同时盐含量高与COD浓度较高。此外废水中含有较高浓度的有 机氯化物，主要是二氯丙烷和二氯异丙烷、丙二醇、氯丙醇以及环氧丙烷的其它衍生物等。 环氧氯丙烷生产废水的特点决定了它难以处理，环氧氯丙烷生产废水的物化处理难度较大， 国内外一直没有很有效的处理措施，有一些专家及环保专业人员近几年研究证实有部分措施 处理效果好，但投资太大。如美国的薄膜蒸发技术和蒸汽压缩技术，该设备在海水除盐及高 盐度废水的分离方面效果显著，但投资巨大，经济效益不甚理想，以至于很难推广。还有部 分污水处理技术是应用絮凝剂进行处理，这种方法的特点是，利用絮凝剂的絮凝作用脱除有 机物以及较难处理的氯离子，使之絮凝沉淀，这种方法使用的絮凝剂价格较高，用量较大， 沉淀物的处理方面存在一定的难度。
目前国内外处理该废水主要是采用生化方法。但传统生化法多直接采用普通活性污泥法 或接触氧化法等好氧工艺，例如，中国专利申请号为200710011998.5，申请日为2007年7月 6日的专利申请文件公开了一种处理环氧丙烷的生产废水的方法，特别是对该废水中的氯化 钙的处理及再利用。该发明包括以下步骤：(1)利用碳酸氢铵与氯化钙反应，生成碳酸氢钙 与氯化铵;(2)碳酸氢钙热分解生成碳酸钙沉淀、水、二氧化碳;(3)废水中的氢氧化钙与 碳酸氢钙热分解产生的CO2反应，生成碳酸钙沉淀和水。但是该发明仅仅是处理了环氧丙烷 生产废水中的氯化钙，并没有处理废水中的其他物质，处理后的废水还需要进一步深度处理 以达到排放的要求。中国专利申请号为201320196938.6，申请日为2013年4月18日的专利 申请文件公开了一种微电解预处理环氧丙烷废水的系统，包括沉降池、生化池，沉降池后连 接生化池，其特点在于在沉降池前还设有微电解发生器，微电解发生器为三组并联设计，每 组微电解发生器均通过鼓风管道与鼓风机连接，通过酸管与酸泵系统连接，通过清洗管与清 洗泵连接，该系统可有效降低环氧丙烷废水中有机氯化物的浓度，同时降低了废水的污染负 荷和pH值，但是利用微电解发生器处理废水的成本高，很难推广。江苏大学的储金宇教授 (储金宇等，高盐度环氧丙烷生产废水生物处理的试验研究，硕士论文，2005)等人提出了 采用活性污泥法—接触氧化二段式处理的组合工艺处理环氧丙烷生产废水，研究了水力停留 时间、pH值、溶解氧、盐度负荷冲击对COD去除效果的影响，结果表明，盐度的急剧升高 和降低都会影响到有机物的去除效果，较高的盐含量及COD浓度使采用此种工艺的大多数污 水处理厂难以正常运行。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有的环氧丙烷废水处理方法存在处理成本高、处理工艺不成熟、处理效果差等问 题，本发明提供一种环氧丙烷生产废水的处理方法。首先将废水经过两级厌氧处理系统，然 后将经过两级厌氧处理后的废水经过好氧活性污泥进一步处理，最后将好氧处理后的废水经 过高级芬顿氧化法深度处理，深度处理后的废水经气浮和中和沉淀反应即能达到间接排放标 准。本发明处理方法具有操作简单、处理效率高、处理费用低、深度处理确保废水达标排放 的优点。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种环氧丙烷生产废水的处理方法，其步骤为：
(a)均质：将环氧丙烷生产废水引入调节池，在调节池中均质废水;
(b)沉淀：将步骤(a)中均质后的废水引入一沉池，进行沉淀;
(c)一级厌氧反应：将步骤(b)中经沉淀处理后的废水引入一级厌氧反应器进行一级 厌氧反应;
(d)二级厌氧反应：将步骤(c)中经一级厌氧反应后的废水自流至二级厌氧反应器进 行二级厌氧反应;
(e)好氧反应：将步骤(d)中经二级厌氧反应后的废水自流至好氧池进行好氧反应;
(f)沉淀：将步骤(e)中经好氧反应处理后的废水自流至二沉池，进行沉淀;
(g)调节pH：将步骤(f)中经沉淀后的废水自流至深度处理调节池，在深度处理调节 池中调节废水的pH值;
(h)深度处理：将步骤(g)中调节pH值后的废水泵至Fenton氧化流化床进行Fenton 氧化反应;
(i)气浮：将步骤(h)中经Fenton氧化后的废水自流进入气浮池，在气浮池中投加碱 液进行中和沉淀反应至中性。
优选地，所述的步骤(a)中调节池中设置有预加热系统，废水的温度控制在30-35℃。
优选地，所述的步骤(c)中一级厌氧反应器的容积负荷为3～5kgCOD/(m3.d)，一级厌氧 反应采用内回流循环模式，废水在一级厌氧反应器中的停留时间为1～4d。
优选地，所述的步骤(d)中二级厌氧反应器的容积负荷为2～4kgCOD/(m3.d)，二级厌氧 反应采用内回流循环模式，废水在二级厌氧反应器中的停留时间为1～3d。
优选地，所述的步骤(e)中好氧池采用完全混合式，好氧池的容积负荷为0.5～1 kgCOD/(m3.d)，好氧池的污泥(污泥可来自城市生活污水处理厂或者工业废水处理厂污泥， 如果来自城市生活污水处理厂，需经过厌氧出水驯化1～2个月，如果为工业废水处理厂污泥， 则驯化时间为10～15d)负荷为0.2～0.5kgCOD/(MLSS.d)，污泥浓度为3000～4000mg/L。
优选地，所述的步骤(e)中废水在好氧池中的停留时间为1.0～2.0d，溶解氧浓度为2～8 mg/L。
优选地，所述的步骤(g)中深度处理调节池设置有加酸系统，废水的pH值调节至3～4。
优选地，所述的步骤(h)中Fenton氧化流化床设置有内回流循环系统，Fenton氧化中 H2O2的体积浓度为1‰～3‰，Fe2+的浓度为300～500mg/L。
优选地，所述的步骤(i)中进行中和沉淀反应时投加阴离子聚丙烯酰胺树脂，投加量为 2～4mg/mL。
本发明的难点在于：本发明采用的是“两级厌氧+好氧+高级芬顿氧化法深度处理”的处 理工艺，对于一般高浓度废水，一级厌氧基本可以达到处理效果，如果达不到，一般技术人 员会采用厌氧前处理等方式，但是没人能想到采用两级厌氧的方式处理废水，在国内外环氧 丙烷废水处理实际工艺中，采用前处理形式较多，而生化处理中通常采用活性污泥法或生物 膜法，采用厌氧处理方式较少，更不用谈两级厌氧，本发明独辟蹊径，采用两级厌氧形式， 取得了非常好的处理效果;高级芬顿氧化法深度处理环氧丙烷废水采用流化床形式，也是一 般技术人员难以想到的，流化床虽常被用于处理废水，但在国内外处理环氧丙烷生产废水工 艺中，采用深度处理法处理环氧丙烷生化后废水的较少，而采用芬顿氧化法深度处理的几乎 没有，更不用提采用流化床形式，本发明采用芬顿流化床形式处理环氧丙烷废水是首次。背 景技术中给出了环氧丙烷生产废水具有高盐特点，发明中盐分控制指标在5000～10000mg/L 以内是可以正常运行的，如果超过此范围系统将难以承受，通常情况下进入生化废水的环氧 丙烷废水含盐量在8000mg/L左右，只有部分生产废水含盐量较高，超过10000mg/L，但经 过各股废水一起混合调节后，含盐量在8000mg/L左右，高含盐量一直是现有环氧丙烷处理 的一个难点，传统处理环氧丙烷废水的工艺是好氧处理工艺，但是好氧处理工艺中好氧污泥 对盐的耐受性较低，由于传统的环氧丙烷生产废水一直采用好氧工艺处理，设计人员容易受 惯性思维影响，认为只有好氧处理工艺才能处理环氧丙烷生产废水，而忽略了厌氧处理工艺， 而且目前厌氧处理工艺研究的是COD负荷问题，基本没有人对盐分与厌氧处理工艺的关系关 注，因此一般技术人员不会想到采用厌氧处理工艺去处理高含盐量的环氧丙烷生产废水。厌 氧菌对含盐量耐受能力较强，在含盐量5000～10000mg/L之间，对废水的处理效果基本不受 影响。本发明具有操作简单、处理效率高、处理费用低、深度处理确保废水达标排放的优点。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明在环氧丙烷工艺生产废水处理方面，采用两级厌氧+好氧+芬顿流化床深度处 理的组合工艺，具有操作简单、处理效率高、费用低、深度处理确保废水达标排放的优点;
(2)本发明厌氧处理工艺采用两级处理形式，解决了在环氧丙烷工艺生产废水处理中， 高浓度有机物废水难以用常规好氧处理技术处理达标的问题，采用在好氧处理工艺前，增加 厌氧处理工艺，比单独采用好氧处理效果提高50%左右，而比单独采用厌氧处理效果明显提 高20%左右;
(3)本发明采用两级厌氧处理形式，抗水力冲击负荷及容积冲击负荷更强，当环氧丙烷 生产废水水质、水量变动较大时，对单独厌氧处理形式冲击较大，调整时间较短，导致出水 效果差，影响后续处理;而两级厌氧形式，在水量、水质变动较大时，有两级调整，确保了 系统运行的稳定性和可靠性，从而保障生产企业的稳定运行;
(4)本发明深度处理采用高级芬顿氧化法，对生化尾水进一步处理，较传统仅采用生化 处理方法处理效果提高了20%左右，确保了废水稳定达标排放;
(5)本发明高级芬顿氧化法深度处理采用流化床处理形式，使废水与药剂在流化状态充 分接触，提高了药剂利用率，与传统工艺相比药剂投加量可减少15%左右，且处理效果较传 统处理工艺提高10%左右。