公布日：2023.03.31
申请日：2023.02.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种银粉生产废水处理工艺，包括多效蒸发，母液干化，废气处理和生化处理工艺步骤。本发明提供了一种实用和简便易行的工艺方法，达到污水处理工程投资省、运行管理方便、出水水质稳定的银粉生产废水处理工艺。过调节原水pH值，以及通过多效蒸发器控制减压蒸发的压力、温度及原水的浓缩倍数，降低蒸馏冷凝液的COD，以便进一步进行后续生化处理。蒸发产生的母液干化后固体在高温下呈流动状态，粘度较大，其中所含大部分盐分为有机盐，且固体热值高，可直接通过燃烧进行处理，在900℃下煅烧1‑2h，基本无剩余残渣。再经过生化—MBR—活性炭过滤处理，废水达标外排。
权利要求书
1.一种银粉生产废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：(S1)多效蒸发：银粉生产废水原水在调节池调节pH为4-5，调节池出水进入多效蒸发器进行蒸发浓缩，得到浓缩母液，多效蒸发器冷凝水进入中间池；所述多效蒸发器为三效蒸发器，第一效蒸发器温度70-75℃，真空度0.05-0.08MPa；第二效蒸发器温度75-80℃，真空度0.10-0.15MPa，第三效蒸发器温度85-90℃，真空度0.3-0.4MPa；三效蒸发器浓缩倍数为8-10倍；所述银粉生产废水是还原法制备超细银粉生产工艺中反应废液和清洗废液的混合液；(S2)母液干化：多效蒸发器蒸发后的浓缩母液进入母液干化装置，干化后的固体进行固废焚烧处理，母液干化装置冷凝水进入中间池；(S3)废气处理：步骤(S1)多效蒸发器的废气和步骤(S2)的母液干化装置的废气进入废气处理装置，得到喷淋废液，喷淋废液进入中间池；步骤(S3)的废气处理装置为喷淋塔，喷淋塔吸收液为pH为11-12的NaOH-Na2CO3缓冲溶液；(S4)生化处理：步骤(S1)的多效蒸发器冷凝水，步骤(S2)的母液干化装置冷凝水和步骤(S3)的喷淋废液在中间池混合，得到混合污水，中间池流出的混合污水依次经过AO生化反应池、膜生物反应器和活性炭过滤器进行处理，处理后废水达标外排；混合污水在AO生化反应池中进行好氧-缺氧-二次好氧处理。
2.根据权利要求1所述的银粉生产废水处理工艺，其特征在于，步骤(S2)的母液干化装置采用单轴旋片干燥机，烘干温度90-100℃，转速10-20r/min。
3.根据权利要求1所述的银粉生产废水处理工艺，其特征在于，步骤(S4)的AO生化反应池中，先进行好氧处理，控制pH为7-8，溶解氧2-5mg/L，停留时间为8-12h，然后进行缺氧处理，控制溶解氧0.2-0.4mg/L，停留时间为2-4h，再进行第二次好氧处理，控制溶解氧为3-4mg/L，pH为7-8，停留时间为6-8h。
4.根据权利要求1所述的银粉生产废水处理工艺，其特征在于，步骤(S4)中，膜生物反应器中，污泥浓度为5000-10000mg/L，污泥回流比为3-5：1。
5.根据权利要求1所述的银粉生产废水处理工艺，其特征在于，步骤(S4)中，活性炭过滤器中活性炭比表面为600-1000m2/g，粒度200-400目，停留时间1-2h。
发明内容
针对目前常用两种预处理方法条件控制复杂，成本较高，且处理效果无法达到预期，难以提升废水的后续处理中的可生化性的问题，本发明提供了一种银粉生产废水处理工艺，旨在采用实用和简便易行的工艺方法，达到污水处理工程投资省、运行管理方便、出水水质稳定的目的。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种银粉生产废水处理工艺，包括以下步骤：
(S1)多效蒸发：银粉生产废水原水在调节池调节pH为弱酸性，调节池出水进入多效蒸发器进行蒸发浓缩，得到浓缩母液，多效蒸发器冷凝水进入中间池；
(S2)母液干化：多效蒸发器蒸发后的浓缩母液进入母液干化装置，干化后的固体进行固废焚烧处理，母液干化器冷凝水进入中间池；
(S3)废气处理：步骤(S1)多效蒸发器的废气和步骤(S2)的母液干化装置的废气进入废气处理装置，得到喷淋废液，喷淋废液进入中间池；
(S4)生化处理：步骤(S1)的多效蒸发器冷凝水，步骤(S2)的母液干化器冷凝水和步骤(S3)的喷淋废液在中间池混合，得到混合污水，中间池流出的混合污水依次经过AO生化反应池进行生化处理、膜生物反应器(MBR)、活性炭过滤器，最终废水达标外排。
本发明所述的银粉生产废水，是还原法制备超细银粉（还原剂+分散剂的制备工艺，一般还原剂包括抗环血酸、葡萄糖，VC等；分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇等）生产工艺中反应废液和清洗废液的混合液。不需要分别进行处理，节省设备和占地面积，处理工艺简单，处理效果好，运行成本低，适合工业化的银粉生产企业采用。
银粉生产废水原水中的COD主要是高分子聚合物，比如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇，此外还有起还原作用的小分子有机物，如葡萄糖、VC、抗坏血酸等，但COD的主要来自于高分子物质。由于银粉生产废水酸度高，盐度高，常规方法难以降低COD。本发明通过多效蒸发器，在低温低压条件下进行蒸发，PVP等高分子物质在蒸发条件下，难以和水蒸气一起挥发。但是由于真空度较低，仍会有部分高分组有机物质一起蒸发进入冷凝水，使冷凝水COD仍较高。本发明通过调节多效蒸发器参数，可以将蒸发冷凝水COD降低至500mg/L以下，方便后续进行A/O等生化处理，降低高COD处理废水处理成本。
进一步地，步骤(S1)调节pH为4-6，调节是加入碱，所述碱选自NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3中的至少一种。申请人发现，多效蒸发器中，为了使蒸发冷凝水的COD尽可能低，除了三效蒸发的压力、温度，还和原水pH有很大关系。以往对银粉生产废水加碱中和调节pH值，是为了避免原水酸性较强，对设备产生腐蚀，所以一般将原水pH调节为偏中性的条件。发明人发现，pH为3-5的条件下，冷凝水中COD值最低。此外，经过实验，在pH为4-5的条件下，冷凝水中氨氮浓度也较低。因此，出于成本、污水处理效果、处理效率的综合考虑，将原水的pH值调节为4至5。
进一步地，步骤(S1)中，多效蒸发器参数为二效蒸发器、三效蒸发器或四效蒸发器，优选三效蒸发器；控制多效蒸发器真空度为0.05-0.40MPa，蒸发温度为70-90℃，浓缩倍数8-10倍。多效蒸发器受热时间短，蒸发速度快，节能优势明显。本发明工艺中，银粉生产废水原水经多效蒸发器将高分子有机物浓缩至母液中，蒸发排出的母液，以大分子有机物为主，粘度较大，经母液干化装置进行干化处理，进一步降低其含水率，提高热值，便于后续的焚烧处理。多效蒸发及母液干化过程产生的冷凝水与废气处理装置的喷淋废液混合后，进入生化处理，达标排放。
更近一步地，所述多效蒸发器进行蒸发浓缩，第一效蒸发器温度为70-75℃，真空度为0.05-0.08MPa，第一效蒸发器之后的(比如第二效，第三效，第四效)蒸发器温度逐渐升高至85-90℃，真空度逐渐升高至0.3-0.4MPa。优选采用三效蒸发器，第一效蒸发器温度70-75℃，真空度0.05-0.08MPa；第二效蒸发器温度75-80℃，真空度0.10-0.15MPa，第三效效蒸发器温度85-90℃，真空度0.3-0.4MPa。按照上述多效蒸发其中温度和真空度逐渐升高，能够使蒸发效率和出水COD之间取得最佳的平衡。
进一步地，步骤(S2)的母液干化装置采用单轴旋片干燥机(卧式)，烘干温度90-100℃，转速10-20r/min，比如10-15r/min，将高湿高粘度物料烘干到含水量在12%以下，得到固体，得到的固体热值≥10000kJ/kg，优选≥12000kJ/kg，以便于进行后续固体的焚烧处理。
进一步地，步骤(S3)的废气处理装置为喷淋塔，喷淋塔吸收液为pH为11-12的NaOH-Na2CO3缓冲溶液。废气主要是小分子还原性物质，比如葡萄糖产生的小分子低沸点有机酸，有机醛类物质，呈酸性，故需要用碱性液体吸收。
进一步地，步骤(S4)中，三效蒸发产生的含有小分子有机物冷凝水与母液干化产生的极少部分大分子有机物冷凝水与喷淋废水混合，混合污水在AO生化反应池中进行好氧-缺氧-好氧处理，先进行好氧处理，控制pH为7-8，溶解氧2-5mg/L，停留时间为8-12h，然后进行缺氧处理，控制溶解氧0.2-0.4mg/L，停留时间为2-4h，再进行第二次好氧处理，控制溶解氧为3-4mg/L，pH为7-8，停留时间为6-8h，以消耗一部分有机物及对污水进行脱氮处理，处理后的水进入MBR系统，截留大分子有机物及悬浮物，进一步提升出水水质；出水最后进入活性炭处理装置，出水达标排放。
更进一步地，膜生物反应器中，污泥浓度为5000-10000mg/L，污泥回流比为3-5：1；活性炭处理装置中活性炭比表面为600-1000m2/g，粒度200-400目，停留时间1-2h。
本发明的有益效果：
此项专利申请与以往技术相比，技术优势如下：
1.通过调节原水pH值，以及通过多效蒸发器控制减压蒸发的压力、温度及原水的浓缩倍数，使原水中绝大部分的大分子有机物，比如PVP留在蒸发后的母液中，最大程度地降低蒸馏冷凝液的COD，以便进一步进行后续生化处理。且采用减压蒸馏工艺，显著降低废水的沸点，以较低温度达到稳定且高效去除废水中COD、氨氮、总氮的效果，保证废水在进入生化或高级氧化段之前的脱盐率，保证后续生化处理的稳定运行，降低后续生化处理及高级催化氧化处理的难度，降低采用传统蒸发工艺处理高浓度有机废水对大气环境的污染及影响。
2.采用蒸发-母液干化-废气处理-生化/工艺流程，简化了传统银粉废水处理工艺流程，降低了整个工艺系统的运行成本，以简洁的工艺快速高效处理银粉废水。蒸发产生的母液干化后固体在高温下呈流动状态，粘度较大，其中所含大部分盐分为有机盐，且固体热值高，可直接通过燃烧进行处理，在900℃下煅烧1-2h，基本无剩余残渣。
（发明人：李橙;郑可卿;宋乐山;赵曙光;孙博;耿春茂;何超群;许大勇;陈长松;王俊;曹长;陆海军;叶冕;夏午军）
