申请日2018.12.11
公开(公告)日2019.02.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及工业废水处理领域，具体关于一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法;本发明采用通入过量二氧化碳和废水的余温沉淀去除大部分钙离子，然后加入硫酸盐沉淀剂进一步除无机盐钙离子，最后采用厌氧工艺处理废水中的COD，并且将一种改性生物填料应用在厌氧固定膜生物反应器中，保证了生化反应器内充足的生物量，与此同时投加微生物生长促进剂的方法实现废水的深度生化处理，本方法具有处理工艺简单、处理效率高、处理成本低的特点。
权利要求书
1.一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其技术方案如下：
本废水处理方法设置有废水缓冲降温池，前期排放的废水储存在废水缓冲降温池中降到室温，然后利用流量控制来使缓冲降温池中的废水与新出来的废水混合，保持混合废水温度在60-70℃，再让混合后废水经过曝气池，通入过量二氧化碳，所述的曝气池采用密闭曝气方式，将池顶溢出的二氧化碳收集后加压回收利用，曝气采用微孔曝气方式;所述的曝气池中水流速度为1-5m3/min，二氧化碳通入速度为0.5-1.5kg/min;经过曝气池后加入0.5-2.0mol/L的氢氧化钠溶液，调节废水pH值为6-8，然后向废水中加入硫酸钠2.5-8.5kg/m3，搅拌均匀后进入沉淀池，除去产生的沉淀;然后向废水中投加营养盐和微生物生长促进剂，混合均匀后进入生化系统进行生化处理，所述的生化系统采用厌氧固定膜生物反应器，反应器内固定直径为80-100mm的生物填料，填料间的中心距是50-70mm;其特征在于所述的生物填料为一种改性生物填料;废水在生化系统处理完毕后经过膜过滤下同，即可完成废水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其特征在于：所述的一种改性生物填料按照以下方案制备：
按照质量份数，将50-80份的硅藻土依次用丙酮和去离子水各洗涤3次，自然风干后加入300-400份的含有0.1-0.5mol/L的硫酸和0.2-0.7mol/L的醋酸，1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸0.06-0.14mol/L的混合酸溶液中，控温在50-80℃下，加入3-吡啶硼酸新戊二醇0.04-0.12份，搅拌反应200-300min，然后过滤，用水洗涤滤渣呈中性，然后将滤渣加入到反应釜中，并加入5-12份的N-羟甲基丙烯酰胺和6-15份的3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐以及200-300份的去离子水，控温60-80℃，搅拌均匀后超声处理60-120min，然后加入20-30份的分子筛、0.1-0.8份的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪，和10-20份的硅溶胶，然后打浆、过滤后干燥，150-250℃下加热60-90min，然后粉碎过筛，即可得到所述的一种改性生物填料。
3.根据权利要求2所述的一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其特征在于：所述的硅溶胶得固含量为10%-20%。
4.根据权利要求1所述的一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其特征在于：所述的营养盐中含有钙离子、镁离子和铜离子的摩尔比为5-15:5-25:0.05-0.5。
5.根据权利要求1所述的一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其特征在于：所述的微生物生长促进剂为精胺或亚精胺或盐酸羟胺或硫酸羟胺或磷酸羟胺。
说明书
一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，尤其适用于厌氧工艺处理HPPO环氧丙烷工业废水的方法，具体关于一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法。
背景技术
环氧丙烷是一种重要的基本有机化工原料，其化学性质非常活泼，能够与醇、氨、二氧化碳、水等物质发生化学反应。在生产的过程中难免会产生工业废水排放，其废水处理工艺对该种产品的生产非常重要。
201710262479.X提出了一种絮凝-磁分离技术处理环氧丙烷生产废水的方法，首先将将市售的磁粉改性，投加到环氧丙烷生产废水中;将由聚合硫酸铁和三氯化铝组成的絮凝剂、助凝剂加入到环氧丙烷生产废水中，进行反应;将反应后废水在外磁场装置的作用下，完成对磁性絮体的磁吸附分离。本发明具有操作方便、装置简单、效率高等优点，并克服传统絮凝法用时长、污泥量大、含水率高、占地面积广等缺点;且磁粉性质稳定，污泥中的磁粉回收再利用率高达98%，极大节约运行成本;除此之外，絮凝-磁分离法在造纸、石油化工、印染等行业悬浮物多、浊度高的废水和藻类回收与去除等方面有广阔的应用前景。
201510482991.6提供了一种环氧丙烷或环氧氯丙烷生产过程中的含盐废水的处理方法及实现该方法的装置，所述方法包括以下步骤：首先，将废水置于晒盐池中进行晒制，得到基于晒制后的溶液的总重量，氯化钙含量为13-50wt%，优选为30-45wt%的氯化钙溶液;接着，将晒制后的氯化钙溶液干燥，得到固体氯化钙。采用本发明的方法及装置，能耗低且能最大程度的回收利用生产环氧丙烷、环氧氯丙烷含盐废水过程中产生的氯化钙，解决了环氧丙烷、环氧氯丙烷含盐废水的污染问题，实现废水循环再利用。
201420441659.6公开了一种环氧丙烷含盐生产废水处理装置，属于节能环保技术领域。所述的环氧丙烷含盐生产废水处理装置，包括废水罐、生化处理站，废水罐通过管路与折流板调节器、MVR蒸发器、后处理系统依次相连，折流板调节器与加料器相连，MVR蒸发器分别与蒸汽发生器、生化处理站相连，折流板调节器与加料器相连，MVR蒸发器分别与蒸汽发生器、生化处理站相连，生化处理站与循环水系统相连。该实用新型结构简单、节能、环保且操作方便，实用性强。
双氧水法直接氧化丙烯生产环氧丙烷(简称 HPPO 法)的工艺流程更简单，装置的占地面积非常小，所需配套设施较少，符合经济、节能和绿色环保等要求，但是其废水染物成分复杂，处理难度大，目前，多数企业通过盐度驯化或外加菌剂等方式，来提高废水的高盐生化处理效果，但仍存在体积生物量不足的缺点，导致生化系统处理效能不高、负荷低且运行不稳定，抗污染物波动及负荷冲击能力不足的问题，难以达到环保要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法。
一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其技术方案如下：
本废水处理方法设置有废水缓冲降温池，前期排放的废水储存在废水缓冲降温池中降到室温，然后利用流量控制来使缓冲降温池中的废水与新出来的废水混合，保持混合废水温度在60-70℃，再让混合后废水经过曝气池，通入过量二氧化碳，所述的曝气池采用密闭曝气方式，将池顶溢出的二氧化碳收集后加压回收利用，曝气采用微孔曝气方式;所述的曝气池中水流速度为1-5m3/min，二氧化碳通入速度为0.5-1.5kg/min;经过曝气池后加入0.5-2.0mol/L的氢氧化钠溶液，调节废水pH值为6-8，然后向废水中加入硫酸钠2.5-8.5kg/m3，搅拌均匀后进入沉淀池，除去产生的沉淀;然后向废水中投加营养盐和微生物生长促进剂，混合均匀后进入生化系统进行生化处理，所述的生化系统采用厌氧固定膜生物反应器，反应器内固定直径为80-100mm的生物填料，填料间的中心距是50-70mm;其特征在于所述的生物填料为一种改性生物填料;废水在生化系统处理完毕后经过膜过滤下同，即可完成废水的处理。
所述的一种改性生物填料按照以下方案制备：
按照质量份数，将50-80份的硅藻土依次用丙酮和去离子水各洗涤3次，自然风干后加入300-400份的含有0.1-0.5mol/L的硫酸和0.2-0.7mol/L的醋酸，1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸0.06-0.14mol/L的混合酸溶液中，控温在50-80℃下，加入3-吡啶硼酸新戊二醇0.04-0.12份，搅拌反应200-300min，然后过滤，用水洗涤滤渣呈中性，然后将滤渣加入到反应釜中，并加入5-12份的N-羟甲基丙烯酰胺和6-15份的3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐以及200-300份的去离子水，控温60-80℃，搅拌均匀后超声处理60-120min，然后加入20-30份的分子筛、0.1-0.8份的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪，和10-20份的硅溶胶，然后打浆、过滤后干燥，150-250℃下加热60-90min，然后粉碎过筛，即可得到所述的一种改性生物填料。
所述的硅溶胶得固含量为10%-20%。
所述的营养盐中含有钙离子、镁离子和铜离子的摩尔比为5-15:5-25:0.05-0.5。
所述的微生物生长促进剂为精胺或亚精胺或盐酸羟胺或硫酸羟胺或磷酸羟胺。
本发明方法公开的一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，本方法是一种经济有效的HPPO环氧丙烷工业废水的处理方法，本发明采用通入过量二氧化碳和废水的余温沉淀去除大部分钙离子，然后加入硫酸盐沉淀剂进一步除无机盐钙离子，最后采用厌氧工艺处理废水中的COD，并且将一种改性生物填料应用在厌氧固定膜生物反应器中，保证了生化反应器内充足的生物量，与此同时投加微生物生长促进剂的方法实现废水的深度生化处理，本方法具有处理工艺简单、处理效率高、处理成本低的特点。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
实施例1
一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其技术方案如下：
本废水处理方法设置有废水缓冲降温池，前期排放的废水储存在废水缓冲降温池中降到室温，然后利用流量控制来使缓冲降温池中的废水与新出来的废水混合，保持混合废水温度在65℃，再让混合后废水经过曝气池，通入过量二氧化碳，所述的曝气池采用密闭曝气方式，将池顶溢出的二氧化碳收集后加压回收利用，曝气采用微孔曝气方式;所述的曝气池中水流速度为3m3/min，二氧化碳通入速度为1kg/min;经过曝气池后加入1.3mol/L的氢氧化钠溶液，调节废水pH值为7，然后向废水中加入硫酸钠5.5kg/m3，搅拌均匀后进入沉淀池，除去产生的沉淀;然后向废水中投加营养盐和微生物生长促进剂，混合均匀后进入生化系统进行生化处理，所述的生化系统采用厌氧固定膜生物反应器，反应器内固定直径为90mm的生物填料，填料间的中心距是60mm;其特征在于所述的生物填料为一种改性生物填料;废水在生化系统处理完毕后经过膜过滤下同，即可完成废水的处理。
所述的一种改性生物填料按照以下方案制备：
按照质量份数，将65份的硅藻土依次用丙酮和去离子水各洗涤3次，自然风干后加入350份的含有0.4mol/L的硫酸和0.5mol/L的醋酸，1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸0.09mol/L的混合酸溶液中，控温在60℃下，加入3-吡啶硼酸新戊二醇0.07份，搅拌反应250min，然后过滤，用水洗涤滤渣呈中性，然后将滤渣加入到反应釜中，并加入9份的N-羟甲基丙烯酰胺和9份的3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐以及250份的去离子水，控温70℃，搅拌均匀后超声处理90min，然后加入25份的分子筛、0.5份的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪和15份的硅溶胶，然后打浆、过滤后干燥，220℃下加热70min，然后粉碎过筛，即可得到所述的一种改性生物填料。
所述的硅溶胶得固含量为15%。
所述的营养盐中含有钙离子、镁离子和铜离子的摩尔比为10:15:0.25。
所述的微生物生长促进剂为精胺。
本实施例对于废水中钙离子去除率为93.8%，COD去除率为92.1%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为14.8kg/m3。
实施例2
一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其技术方案如下：
本废水处理方法设置有废水缓冲降温池，前期排放的废水储存在废水缓冲降温池中降到室温，然后利用流量控制来使缓冲降温池中的废水与新出来的废水混合，保持混合废水温度在60℃，再让混合后废水经过曝气池，通入过量二氧化碳，所述的曝气池采用密闭曝气方式，将池顶溢出的二氧化碳收集后加压回收利用，曝气采用微孔曝气方式;所述的曝气池中水流速度为5m3/min，二氧化碳通入速度为1.5kg/min;经过曝气池后加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节废水pH值为6，然后向废水中加入硫酸钠2.5kg/m3，搅拌均匀后进入沉淀池，除去产生的沉淀;然后向废水中投加营养盐和微生物生长促进剂，混合均匀后进入生化系统进行生化处理，所述的生化系统采用厌氧固定膜生物反应器，反应器内固定直径为80mm的生物填料，填料间的中心距是50mm;其特征在于所述的生物填料为一种改性生物填料;废水在生化系统处理完毕后经过膜过滤下同，即可完成废水的处理。
所述的一种改性生物填料按照以下方案制备：
按照质量份数，将50份的硅藻土依次用丙酮和去离子水各洗涤3次，自然风干后加入300份的含有0.1mol/L的硫酸和0.2mol/L的醋酸，1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸0.06mol/L的混合酸溶液中，控温在50℃下，加入3-吡啶硼酸新戊二醇0.04份，搅拌反应200min，然后过滤，用水洗涤滤渣呈中性，然后将滤渣加入到反应釜中，并加入5份的N-羟甲基丙烯酰胺和6份的3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐以及200份的去离子水，控温60℃，搅拌均匀后超声处理60min，然后加入20份的分子筛、0.1份的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪和10份的硅溶胶，然后打浆、过滤后干燥，150℃下加热60min，然后粉碎过筛，即可得到所述的一种改性生物填料。
所述的硅溶胶得固含量为10%。
所述的营养盐中含有钙离子、镁离子和铜离子的摩尔比为1:1:0.01。
所述的微生物生长促进剂为亚精胺。
本实施例对于废水中钙离子去除率为91.4%，COD去除率为90.2%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为14.2kg/m3。
实施例3
一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其技术方案如下：
本废水处理方法设置有废水缓冲降温池，前期排放的废水储存在废水缓冲降温池中降到室温，然后利用流量控制来使缓冲降温池中的废水与新出来的废水混合，保持混合废水温度在70℃，再让混合后废水经过曝气池，通入过量二氧化碳，所述的曝气池采用密闭曝气方式，将池顶溢出的二氧化碳收集后加压回收利用，曝气采用微孔曝气方式;所述的曝气池中水流速度为1m3/min，二氧化碳通入速度为0.5kg/min;经过曝气池后加入2.0mol/L的氢氧化钠溶液，调节废水pH值为8，然后向废水中加入硫酸钠8.5kg/m3，搅拌均匀后进入沉淀池，除去产生的沉淀;然后向废水中投加营养盐和微生物生长促进剂，混合均匀后进入生化系统进行生化处理，所述的生化系统采用厌氧固定膜生物反应器，反应器内固定直径为100mm的生物填料，填料间的中心距是70mm;其特征在于所述的生物填料为一种改性生物填料;废水在生化系统处理完毕后经过膜过滤下同，即可完成废水的处理。
所述的一种改性生物填料按照以下方案制备：
按照质量份数，将80份的硅藻土依次用丙酮和去离子水各洗涤3次，自然风干后加入400份的含有0.5mol/L的硫酸和0.7mol/L的醋酸，1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸0.14mol/L的混合酸溶液中，控温在80℃下，加入3-吡啶硼酸新戊二醇0.12份，搅拌反应300min，然后过滤，用水洗涤滤渣呈中性，然后将滤渣加入到反应釜中，并加入12份的N-羟甲基丙烯酰胺和15份的3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐以及300份的去离子水，控温80℃，搅拌均匀后超声处理120min，然后加入30份的分子筛、0.8份的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪和20份的硅溶胶，然后打浆、过滤后干燥，250℃下加热90min，然后粉碎过筛，即可得到所述的一种改性生物填料。
所述的硅溶胶得固含量为20%。
所述的营养盐中含有钙离子、镁离子和铜离子的摩尔比为15:25:0.5。
所述的微生物生长促进剂为盐酸羟胺。
本实施例对于废水中钙离子去除率为97.3%，COD去除率为96.8%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为16.4kg/m3。
实施例4
一种生物填料厌氧工艺处理工业废水的方法，其技术方案如下：
本废水处理方法设置有废水缓冲降温池，前期排放的废水储存在废水缓冲降温池中降到室温，然后利用流量控制来使缓冲降温池中的废水与新出来的废水混合，保持混合废水温度在60℃，再让混合后废水经过曝气池，通入过量二氧化碳，所述的曝气池采用密闭曝气方式，将池顶溢出的二氧化碳收集后加压回收利用，曝气采用微孔曝气方式;所述的曝气池中水流速度为5m3/min，二氧化碳通入速度为1.5kg/min;经过曝气池后加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节废水pH值为6，然后向废水中加入硫酸钠2.5kg/m3，搅拌均匀后进入沉淀池，除去产生的沉淀;然后向废水中投加营养盐和微生物生长促进剂，混合均匀后进入生化系统进行生化处理，所述的生化系统采用厌氧固定膜生物反应器，反应器内固定直径为80mm的生物填料，填料间的中心距是50mm;其特征在于所述的生物填料为一种改性生物填料;废水在生化系统处理完毕后经过膜过滤下同，即可完成废水的处理。
所述的一种改性生物填料按照以下方案制备：
按照质量份数，将80份的硅藻土依次用丙酮和去离子水各洗涤3次，自然风干后加入400份的含有0.5mol/L的硫酸和0.7mol/L的醋酸，1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸0.09mol/L的混合酸溶液中，控温在80℃下，加入3-吡啶硼酸新戊二醇0.09份，搅拌反应300min，然后过滤，用水洗涤滤渣呈中性，然后将滤渣加入到反应釜中，并加入12份的N-羟甲基丙烯酰胺和15份的3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐以及300份的去离子水，控温80℃，搅拌均匀后超声处理120min，然后加入30份的分子筛、0.8份的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪和20份的硅溶胶，然后打浆、过滤后干燥，250℃下加热90min，然后粉碎过筛，即可得到所述的一种改性生物填料。
所述的硅溶胶得固含量为13%。
所述的营养盐中含有钙离子、镁离子和铜离子的摩尔比为8:10:0.3。
所述的微生物生长促进剂为硫酸羟胺。
本实施例对于废水中钙离子去除率为95.2%，COD去除率为94.6%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为15.7kg/m3。
对比例1
制备组分中不加1-苄基-3-乙基哌啶-1-3-二羧酸，其它同实施例1。
本实施例对于废水中钙离子去除率为90.1%，COD去除率为87.1%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为10.4kg/m3。
对比例2
制备组分中不加N-羟甲基丙烯酰胺，其它同实施例1。
本实施例对于废水中钙离子去除率为91.2%，COD去除率为84.2%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为9.2kg/m3。
对比例3
制备组分中不加3-氯-2-羟丙基三甲胺盐酸盐，其它同实施例1。
本实施例对于废水中钙离子去除率为90.7%，COD去除率为83.9%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为8.8kg/m3。
对比例4
制备组分中不加3-吡啶硼酸新戊二醇，其它同实施例1。
本实施例对于废水中钙离子去除率为91.4%，COD去除率为87.8%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为9.7kg/m3。
对比例5
制备组分中不加三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钪，其它同实施例1。
本实施例对于废水中钙离子去除率为88.3%，COD去除率为80.1%，使用的生化反应器的容积厌氧脱除负荷为8.2kg/m3。