申请日2010.12.10
公开(公告)日2011.09.28
IPC分类号C02F9/14; C02F11/12; C02F11/00
摘要
本实用新型公开了一种三羟甲基丙烷和丁醇工业废水混合处理净化系统，依次由预处理混凝沉淀单元、水解酸化单元、厌氧处理单元、好氧处理单元和污泥处理单元组成。本实用新型所述的三羟甲基丙烷和丁醇工业废水混合处理净化系统可以对三羟甲基丙烷和丁醇工业废水的处理全过程完全连续操作，经处理的废水可以满足污水处理厂对来水的要求，减少了环境污染，同时也降低了工业生产成本。
权利要求书
1.一种三羟甲基丙烷和丁醇工业废水混合处理净化系统，其特征在于：
所述混合处理净化系统依次由下列单元组成：
1)预处理混凝沉淀单元;
2)水解酸化单元;
3)厌氧处理单元;
4)好氧处理单元
5)污泥处理单元。
2.如权利要求1所述的混合处理净化系统，其特征在于所述的1)预处理混凝沉淀单元包括：
第一集水设备(101)、第二集水设备(102)、理化处理设备(103)、调节设备(104)、酸罐(105)和碱罐(106);
第一集水设备(101)通过管路连接调节设备(104)，第二集水设备(102)通过管路依次连接理化处理设备(103)和调节设备(104);理化处理设备(103)出口管路与第一集水设备(101)出口管路合并后连接调节设备(104);酸罐(105)和碱罐(106)各自通过管路连接调节设备(104)。
3.如权利要求2所述的混合处理净化系统，其特征在于所述的2)水解酸化单元包括：
水解酸化设备(201)，水解酸化设备(201)进口与调节设备(104)出口相连。
4.如权利要求3所述的混合处理净化系统，其特征在于所述的3)厌氧处理单元包括：
厌氧罐(301)、三相分离器(302)和除臭设备(303);
所述的厌氧罐(301)内部设有三相分离器(302)，厌氧罐(301)顶部连接除臭设备(303)。
5.如权利要求3所述的混合处理净化系统，其特征在于所述的4)好氧处理单元包括：
好氧反应罐(401)、鼓风机(402)、曝气器和二次沉淀设备(403);
所述的曝气器设在好氧反应罐(401)内，鼓风机(402)出口管路分成两个，一个通过风力调节阀(404)与好氧反应罐(401)底部连接，另一个管路与调节设备(104)底部连接，好氧反应罐(401)通过管道与二次沉淀设备(403)相连，二次沉淀设备(403)顶部连接排水管道，底部连接好氧反应罐(401)。
6.如权利要求3所述的混合处理净化系统，其特征在于所述的5)污泥处理单元包括：
污泥浓缩设备(501)、贮液罐(502)、管道混合器(503)和板框压滤机(504);
所述污泥浓缩设备(501)有两个进口，上部进口与二次沉淀设备(403)连接，下部进口与厌氧罐(301)底部出口连接;
污泥浓缩设备(501)和贮液罐(502)分别通过管路连接管道混合器(503)，管道混合器(503)连接板框压滤机(504)。
7.如权利要求6所述的混合处理净化系统，其特征在于：
所述的3)厌氧处理单元包括：
厌氧罐(301)、三相分离器(302)和除臭设备(303);
所述的厌氧罐(301)内部设有三相分离器(302)，厌氧罐(301)顶部连接除臭设备(303);
所述的4)好氧处理单元包括：
好氧反应罐(401)、鼓风机(402)、曝气器和二次沉淀设备(403);
所述的曝气器设在好氧反应罐(401)内，鼓风机(402)出口管路分成两个，一个通过风力调节阀(404)与好氧反应罐(401)底部连接，另一个管路与调节设备(104)底部连接，好氧反应罐(401)通过管道与二次沉淀设备(403)相连，二次沉淀设备(403)顶部连接排水管道，底部连接好氧反应罐(401)。
说明书
一种三羟甲基丙烷和丁醇工业废水混合处理净化系统
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，进一步地说，是涉及一种三羟甲基丙烷和丁醇工业废水混合处理净化系统。
背景技术
三羟甲基丙烷(简称TMP;Trimethylolpropane)化学名称为2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇，又名三甲醇丙烷、2，2-二羟甲基丁醇，外观为白色结晶或粉末，有吸湿性。分子量：134.17，相对密度1.0889，熔点58.8℃，沸点295℃，闪点(开口)180℃，燃点193℃，吸潮率(RH70%-80%)0.23%。易溶于水、乙醇、丙醇、甘油和二甲基甲酰胺，部分溶于丙酮、甲乙酮、环己酮和乙酸乙酯，微溶于四氯化碳、乙醚和氯仿，难溶于脂肪烃和芳香烃，具有吸湿性，其吸湿性约为甘油的50%。可燃，微毒。由甲醛、丁醛在碱性介质中缩合而成。
三羟甲基丙烷分子上有3个典型的羟甲基，因而具有类似于甘油的多元醇性质，可与有机酸反应生成单酯或多酯，与醛、酮反应生成缩醛、缩酮，与二异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯等，是一种用途广泛的有机化工原料和化工产品，主要用于醇酸树脂、聚氨酯、不饱和树脂、聚酯树脂、涂料等领域，也可用于合成航空润滑油、增塑剂、表面活性剂、湿润剂、炸药、印刷油墨等，还可直接用作纺织助剂和PVC树脂的热稳定剂等。
工业上，三羟甲基丙烷是以正丁醛和甲醛为原料，在碱性催化剂作用下缩合反应制得的。其生产工艺有两种，一种是交叉卡尼扎罗缩合法，另一种是醛加氢还原法。交叉卡尼扎罗缩合法是生产三羟甲基丙烷的传统方法，该法工艺比较简单，容易掌握，不需要高温、高压和特殊催化剂，比较适用于中小规模工业间歇生产。但该法副产物较多，产品质量差，后处理工作量较大，生产成本高，产品精制困难，目前我国和日本的三羟甲基丙烷生产厂家主要采用该法进行生产。醛加氢还原法的甲醛利用率高，加氢技术性强，可以节省大量的甲醛和碱原料，副反应产物相对较少，产品质量好，提纯精制较为简单，设备少，生产成本低，但需加氢装置，采用高压设备，对加氢设备和催化剂要求较高，生产技术要求也较高，比较适合大规模的连续化生产。目前欧美国家的一些三羟甲基丙烷生产厂家主要采用该法进行生产。
丁醇为含有四个碳原子的饱和醇类，分子式C4H9OH，可以指下列四种化合物之一：
·正丁醇(n-丁醇;1-丁醇)，常直接称为“丁醇”
·异丁醇(iso-丁醇;2-甲基-1-丙醇)
·仲丁醇(sec-丁醇;2-丁醇)
·叔丁醇(tert-丁醇;2-甲基-2-丙醇)
由于各异构体的差异，因此它们的溶点及沸点会稍有差异。在水溶性方面，丁醇比乙醇低，但比戊醇、己醇等更长碳原子链的醇高。丁醇与不少醇一样均带有毒性。
丁醇主要用作化学溶剂或燃料。CH3CH2CH2CH2OH一种无色、有酒气味的液体，沸点117.7℃，稍溶于水，是多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(见邻苯二甲酸酯)的原料，也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成中间体和生物化学药的萃取剂，还用于制造表面活性剂。
工业化生产三羟甲基丙烷和丁醇的过程中，产生的废水有机物浓度较高，前者CODcr值约为13000～15000mg/L，后者40000～60000mg/L。此类石化高浓有机废水中，甲醇和甲醛含量较高，约占总有机物浓度的0.16%，2-乙基丙烯醛约0.85%，辛醇约0.5%，以及其他的一些难生化物质，这些物质可生化性较差，废水的BOD/COD比值很低，不易被微生物降解。若其中的有机物得不到有效处理会对环境造成严重污染。目前，三羟甲基丙烷和丁醇废水的处理方式都是采用湿式催化氧化法和微电解、臭氧催化氧化等物理化学方法，工艺复杂，处理过程中消耗大量能量，成本高，有机物去除效果不理想。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种可以对三羟甲基丙烷和丁醇工业废水的处理全过程完全连续操作的混合处理净化系统。经处理的废水可以满足污水处理厂对来水的要求，减少了环境污染，同时也降低了工业生产成本。
本实用新型的目的是提供一种三羟甲基丙烷和丁醇工业废水混合处理净化系统。
所述混合处理净化系统依次由下列单元组成：
1)预处理混凝沉淀单元;
2)水解酸化单元;
3)厌氧处理单元;
4)好氧处理单元
5)污泥处理单元。
所述的1)预处理混凝沉淀单元包括：第一集水设备101、第二集水设备102、理化处理设备103、调节设备104、酸罐105和碱罐106;
第一集水设备101通过管路连接调节设备104，第二集水设备102通过管路依次连接理化处理设备103和调节设备104;理化处理设备103出口管路与第一集水设备101出口管路合并后连接调节设备104;酸罐105和碱罐106各自通过管路连接调节设备104;
所述的2)水解酸化单元包括水解酸化设备201，水解酸化设备201进口与调节设备104出口相连;
所述的3)厌氧处理单元包括：
厌氧罐301、三相分离器302和除臭设备303;
所述的厌氧罐301内部设有三相分离器302，厌氧罐301顶部连接除臭设备303。
所述的4)好氧处理单元包括：
好氧反应罐401、鼓风机402、曝气器和二次沉淀设备403;
所述的曝气器设在好氧反应罐401内，鼓风机402出口管路分成两个，一个通过风力调节阀404与好氧反应罐401底部连接，另一个管路与调节设备104底部连接，好氧反应罐401通过管道与二次沉淀设备403相连，二次沉淀设备403顶部连接排水管道，底部连接好氧反应罐401。
所述的5)污泥处理单元包括：
污泥浓缩设备501、贮液罐502、管道混合器503和板框压滤机504;
所述污泥浓缩设备501有两个进口，上部进口与二次沉淀设备403连接，下部进口与厌氧罐301底部出口连接;
污泥浓缩设备501和贮液罐502分别通过管路连接管道混合器503，管道混合器503连接板框压滤机504。
具体方案如下：
(1)预处理混凝沉淀单元包括集水设备、理化处理设备、酸罐、碱罐以及调节设备，各设备分别连通丁醇废水经过理化混凝沉淀处理后与三羟甲基丙烷废水按实际比例混合后进入调节设备，混合废液根据经验调节pH后进入水解酸化系统;
(2)水解酸化装置与调节设备相连，中间设置进液泵，经预处理的废水首先进入水解酸化装置，通过该装置后，三羟甲基丙烷和丁醇废水中的难降解大分子物质被分解为微生物能够降解的小分子物质;
(3)废水通过水解酸化装置溢流至厌氧消化装置中的厌氧罐，厌氧罐内部设有三相分离器，厌氧罐顶部连接气体除臭设备，用以处理厌氧消化过程中产生的甲烷等气体成分;厌氧罐通过溢流管道与好氧反应装置相连，经消化处理后的废水以溢流方式进入好氧反应装置进行好氧处理;
(4)好氧处理装置包括好氧反应罐、鼓风机、曝气器和二次沉淀设备，好氧反应罐内固定着曝气器，罐体与鼓风机之间安装风力调节阀，通过曝气器和鼓风机按一定的气水比向系统提供充足的氧气，供微生物生长代谢使用。好氧反应罐通过污泥回流管道与二次沉淀设备相连;二次沉淀设备顶部连接排水管道，处理后的水经管道溢流排出，底部通过回流泵连接好氧反应罐与污泥浓缩设备;
(5)污泥处理装置包括污泥浓缩设备、贮液罐、管道混合器和板框压滤机，混凝、化学沉淀反应所产生的化学污泥以及消化污泥经过与PAM(絮凝剂聚丙烯酰胺)在混合器中充分混合后泥水分离，污泥通过压滤机压饼外运处理。
本实用新型所述的废水混合处理净化系统对三羟甲基丙烷和丁醇工业废水的处理全过程完全连续操作，经处理的废水可以满足污水处理厂对来水的要求，减少了环境污染，同时也降低了工业生产成本。具体结果如下：
(1)稳定的把三羟甲基丙烷和丁醇废水处理到CODcr<500mg/L以下;
(2)厌氧消化装置可以将废水中的有机物降解掉60%以上，而且由于厌氧消化过程中，供微生物生长代谢的能量来自于废水中的有机物，不需要再额外提供能量，因而可以大大的节省投资成本;
(3)好氧处理装置对废水中有机物的降解率在90%以上，好氧处理装置在反应器内部装填了比表面积较高的载体，这样不仅可以提高好氧装置的降解效率，而且减少了产泥量，可以省去很多污泥处理的费用。
