公布日：2022.09.13
申请日：2022.07.01
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明涉及C02F9，更具体地，本发明涉及一种实现再资源化的工业废水处理方法及其应用。工业废水处理方法如下：(1)设置污水处理分点；(2)巡航预警；(3)智能单元分析；(4)服务反馈。通过本发明所述的工业废水处理方法，不仅处理后工业废水中的COD、TP、TN、NH3‑N含量低，污水处理的管道不易跑冒渗漏，而且处理后的水也容易就近再次利用，实现资源的易回用，外排放低，进一步降低了成本；工艺简单，大小规模皆可，易实现自动化控制，不需技术人员现场管理。即使是在寒冷的冬季，下雪天抑或是洪水季节，都可以方便地进行工业废水的处理。
权利要求书
1.一种实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述工业废水处理方法如下：(1)设置污水处理分点；(2)巡航预警；(3)智能单元分析；(4)服务反馈。
2.根据权利要求1所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，污水处理分点通过对工业废水进行自然沉降、污泥干化、MBBR沉降、杀菌消毒来实现。
3.根据权利要求2所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述污泥干化包括干化设备模块、焚烧炉模块和烟气管道模块。
4.根据权利要求2所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述MBBR沉降时，移动床生物膜反应器的填料为改性MBBR填料和改性聚乙烯填料。
5.根据权利要求4所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比为30：(10-14)。
6.根据权利要求5所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比为30：(12-14)。
7.根据权利要求4-6任一项所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述改性聚乙烯填料的原料包括聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和纳米氧化铁。
8.根据权利要求7所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和纳米氧化铁的重量比为100：(5-7)：(1-3)：(1-3)。
9.根据权利要求2-8任一项所述的实现再资源化的工业废水处理方法，其特征在于，所述巡航预警包括影像监控模块、数据监控模块、记录模块和执行模块。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的实现再资源化的工业废水处理方法在环保回收领域上的应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种实现再资源化的工业废水处理方法，所述工业废水处理方法如下：(1)设置污水处理分点；(2)巡航预警；(3)智能单元分析；(4)服务反馈。
工业废水来自于江苏省苏州市张家港市。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(1)中，污水处理分点通过对工业废水进行自然沉降、污泥干化、MBBR沉降、杀菌消毒来实现。
作为本发明一种优选的技术方案，所述污泥干化包括干化设备模块、焚烧炉模块和烟气管道模块。
工业废水经过自然沉降后，分离得到液体和污泥。液体经过MBBR沉降和杀菌消毒，实现再资源化；污泥经过污泥干化，实现再资源化。污泥干化通过污泥干化设备处理后送入焚烧炉焚烧，焚烧得到的固体中含有N、K、P等元素，作为有机肥料的原料。
污泥所含的污染物一般均有很高的热值，但是由于大量水分的存在，这部分热值不仅很难再利用，而且直接将其干化处理和焚烧，还需要消耗大量燃料。本发明中，通过烟气管道模块和智能单元共同作用，只需要在初始焚烧阶段补充热源，后续利用污泥自身焚烧的产热来进行焚烧即可完成污泥的焚烧，不仅降低了成本，而且实现了再资源化。同时，烟气管道模块和智能单元协同，对整个工业废水的处理进程进行控制。处理进程包括自然沉降的时间与进料量、污泥干化的时间与进料量、MBBR沉降的时间与进料量、杀菌消毒的时间与进料量，从而使得烟气管道模块达到热源及时对焚烧炉进行补充，而不过分补充，提高了工业废水处理方法的安全性。
作为本发明一种优选的技术方案，所述MBBR沉降时，移动床生物膜反应器的填料为改性MBBR填料和改性聚乙烯填料。
移动床生物膜反应器(MBBR工艺)是一种新兴的生物膜反应器，在工业废水处理时对污泥减量化有着优异的效果，而在MBBR工艺中，MBBR填料的选用尤为重要。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比为30：(10-14)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比为30：(12-14)。
优选的，改性MBBR填料的原料为悬浮填料。
进一步优选的，悬浮填料为中空结构，材料为聚丙烯，比重为0.9-1。
更进一步优选的，改性MBBR填料的制备方法为：将儿茶酚乙胺加入pH＝8、浓度为8-8.5mmol/L的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液中，使得儿茶酚乙胺在溶液中的浓度为3.6-3.9mg/L，得到第一改性液，悬浮填料加入第一改性液中浸泡，130-140rpm搅拌，4-6h后取出浸泡后的悬浮填料，用蒸馏水冲洗干燥，置于pH为3.5的PBS溶液中，浸泡40min，进行质子化。取出后用蒸馏水反复清洗数次，取出后用蒸馏水冲洗，25℃下干燥12h，即得改性MBBR填料。
PBS溶液的制备方法为：在800ml蒸馏水中溶解8gNaCl、1.44gNa2HPO4、0.2gKCl和0.24gKH2PO4,用HCl调节溶液的pH值至3.5，即得。
三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的CAS号为1185-53-1。
在MBBR工艺中，废水处理的工作原理是微生物经过载体吸附后附着在载体表面，形成生物膜(也叫做挂膜过程)，从而达到废水处理的效果，而在这个过程中，极易出现填料堆积、挂膜困难等问题，为了降低上述问题的出现，申请人发现，对中空结构，材料为聚丙烯，比重为0.9-1的悬浮填料进行改性，能够降低上述问题的出现，使得挂膜更易进行，填料不易堆积，从而使整个污水处理后的COD含量(化学需氧量)和TP含量(总磷含量)下降。这可能是由于，经过改性后的填料，填料的吸附能力发生改变，和水中杂质之间的静电引力改变，从而对工业废水的处理效果更好。
作为本发明一种优选的技术方案，改性聚乙烯填料的原料包括聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和纳米氧化铁。
作为本发明一种优选的技术方案，聚乙烯、沸石粉、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和纳米氧化铁的重量比为100：(5-7)：(1-3)：(1-3)。
优选的，聚乙烯的弯曲模量240-260MPa，密度0.9-1g/cm3。
优选的，沸石粉的粒径1-7mm，密度1.7-2.95g/cm3。
优选的，纳米氧化铁的粒径为60-100nm，比表面积为67.5-69.5m2/g。
改性聚乙烯填料的制备方法为：改性聚乙烯填料的原料按重量比加入共混机后，螺杆挤出，即得。
通常来说，聚乙烯填料由于亲生物性、亲水性低，会增加挂膜难度，然而，申请人在实验中意外发现，在改性悬浮填料中混入一定比例的改性聚乙烯填料，使得改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比为30：(10-14)，不仅不会增加挂膜难度，反而有利于废水中杂质的吸附，进一步降低废水中COD含量(化学需氧量)和TP含量(总磷含量)。这可能是由于，在MBBR沉降中，生物膜的生长并不均匀，而改性聚乙烯填料具有特定的内应力、密度和比表面积，使得工业废水的扩散能力发生改变，从而影响微生物的吸附，并降低水剪切力对吸附的影响，提高生物膜的均匀性和粗糙程度。此外，申请人还发现，通过MBBR沉降时，使用特定的改性MBBR填料和改性聚乙烯填料，还使得整个过程中的污水处理的管道不易跑冒渗漏。
作为本发明一种优选的技术方案，所述巡航预警包括影像监控模块、数据监控模块、记录模块和执行模块。
工作原理：根据现场污水产生的源头设置多个污水处理分点，并且通过巡航预警实时监控，影像监控模块、数据监控模块、记录模块和执行模块与智能单元协同，影像监控模块、数据监控模块采集到多个污水处理分点的影像资料，结合工业废水的COD、TP、TN、NH3-N的数据资料，在执行模块分析后，若污水处理分点发生异常，及时预警，同时输出污水处理前后的水质结果，匹配污水源的生产活动，此外通过烟气管道模块和智能单元共同作用，只需要在初始焚烧阶段补充热源，后续利用污泥自身焚烧的产热来进行焚烧即可完成污泥的焚烧，不仅降低了成本，而且实现了再资源化。最后智能单元智能分析得到分析报告，反馈给用户以及服务人员，并将系统分析得到的建议返回记录在巡航预警的记录模块，经过智能单元分析，再次对污水处理分点的处理活动进行调整。
本发明第二个方面提供了一种实现再资源化的工业废水处理方法在环保回收领域上的应用。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
通过本发明所述的工业废水处理方法，不仅处理后工业废水中的COD、TP、TN、NH3-N含量低，污水处理的管道不易跑冒渗漏，而且处理后的水也容易就近再次利用，实现资源的易回用，外排放低，进一步降低了成本；工艺简单，大小规模皆可，易实现自动化控制，不需技术人员现场管理。即使是在寒冷的冬季，下雪天抑或是洪水季节，都可以方便地进行工业废水的处理。对中空结构，材料为聚丙烯，比重为0.9-1的悬浮填料进行改性，能够降低上述问题的出现，使得挂膜更易进行，填料不易堆积，从而使整个污水处理后的COD含量(化学需氧量)和TP含量(总磷含量)下降；在改性悬浮填料中混入一定比例的改性聚乙烯填料，使得改性MBBR填料和改性聚乙烯填料的重量比为30：(10-14)，不仅不会增加挂膜难度，反而有利于废水中杂质的吸附，进一步降低废水中COD含量(化学需氧量)和TP含量(总磷含量)。
（发明人：夏冰）