申请日2007.11.20
公开(公告)日2011.06.15
IPC分类号C02F9/14; C02F3/02; C02F103/36; C02F1/32; C02F1/52
摘要
一种二甲醚生产过程中排放的有机废水回用于工业循环冷却水的处理方法。采用微氧活性污泥池—微氧生物接触氧化池—好氧生物接触氧化池—混凝沉淀池—富氧生物活性炭滤池—UV杀菌消毒处理工艺集成系统技术。生物接触氧化池采用生物填料和微孔曝气系统。微氧生物接触氧化在DO为0.5～1.0mg/L条件下，降解有机物，好氧生物接触氧化在DO为2～4mg/L条件下有效去除CODcr，好氧生物接触氧化池出水经混凝沉淀去除悬浮物后，进一步通过富氧生物活性炭滤池深度处理，去除悬浮物和有机物，最后通过UV杀菌作为循环冷却水补给水反复使用。微氧生物处理工艺与常规的厌氧工艺相比，消除了H2S等异味的产生，同时与好氧工艺相比，降低了曝气量，节省了动力消耗，是一个节能无臭的生物处理新工艺。该方法操作简单，运行费用低廉，设备投资少，废水零排放，无二次污染产生。
权利要求书
1.一种二甲醚的生产废水回用于循环冷却水的处理方法，采用微氧活性污泥池——微氧生物接触氧化池——好氧生物接触氧化池——混凝沉淀池——富氧生物活性炭滤池——UV消毒处理工艺集成系统;废水首先进入微氧活性污泥池进行水质水量的均衡调节和有机物的微氧生物降解后;通过微氧生物接触氧化池内的兼氧微生物和部分好氧微生物降解有机物;微氧生物接触氧化池的出水由泵提升到好氧生物接触氧化池，进行进一步的继续氧化分解，有机物彻底分解为CO2+H2O，CODcr得以去除;好氧生物接触氧化池出水通过管道混合器投加混凝剂，在管道内进行混凝反应;流入混凝沉淀池内进行混凝沉淀，去除悬浮物;混凝沉淀池出水进入富氧生物活性炭滤池过滤处理，进一步降低悬浮物和去除未生化降解的剩余有机物;滤后水通过UV杀菌消毒作为补给水进入循环冷却水池循环使用;所述混凝沉淀池为斜板沉淀池。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述微氧活性污泥池的DO控制在0.5mg/L以内;微氧生物接触氧化池的DO控制在0.5～1.0mg/L;好氧生物接触氧化池的DO控制在2～4mg/L;混凝剂采用PAC，投加量为6～12mg/L，富氧生物活性炭滤池过滤吸附时间为3～8分钟，DO控制在4mg/L以上;UV主波长为253.7nm。
3.实施如权利要求1所述方法所采用的装置，其特征在于所述装置系统主要包括微氧活性污泥池、微氧生物接触氧化池、好氧生物接触氧化池、管道混合器、混凝沉淀池、富氧生物活性炭滤池和UV灯杀菌器;微氧活性污泥池，呈圆形或长方形，内有一台水下搅拌器，池内有活性污泥;微氧生物接触氧化池，呈长方形，底部有微孔曝气器，曝气器上方装有弹性立体填料，微孔曝气器与池外鼓风机相连接;好氧生物接触氧化池，呈圆柱形，底部有微孔曝气器，曝气器上方有组合填料，底部进水，顶部出水;管道混合器，安装在好氧生物接触氧化池出水的管道上，好氧生物接触氧化池出水投加混凝剂，在管道混合器内进行混凝反应，形成体积粗大的悬浮物颗粒在混凝沉淀池中去除;混凝沉淀池，采用斜板沉淀池形式，上部有PVC斜板，底部有集泥斗统一排泥;富氧生物活性炭滤池，顶部进水，底部出水，圆形罐状，内部为颗粒活性炭，采用微孔富氧曝气，控制池中DO为4mg/L以上，活性炭上的生物膜上主要是富氧微生物在起作用;活性炭同时起到过滤作用，去除细小的悬浮物，降低浊度，同时通过吸附去除剩余的有机物;富氧生物活性炭滤池一般一日进行气水反冲洗一次，反洗水回流到微氧活性污泥池;UV灯杀菌器，采用管道式UV杀菌装置。
说明书
一种二甲醚生产废水回用于工业循环冷却水的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及二甲醚的生产工业废水处理与回用，具体地说是一种二甲醚生产过程中排放的有机物废水回用于工业循环冷却水的处理方法。
背景技术
在化工产品二甲醚的生产过程中由精馏塔底排出的蒸馏残液，具有强烈的刺激性气味，其主要成分为甲醇和磷酸盐。目前常见的二甲醚生产排放的废水的处理方法有物化法、化学法和生化法，这些方法可对二甲醚生产排放的废水进行不同程度的处理。物化法和化学法是不彻底的处理方法。生物处理方法效果较好，其中包括厌氧生物处理和好氧生物处理，好氧生物处理多用于中低浓度的二甲醚生产废水的处理，其抗冲击负荷能力较弱，运行不当容易导致污泥膨胀;厌氧处理多用于二甲醚生产废水高浓度的废水的处理。二甲醚生产废水厌氧生物处理是甲醇等在厌氧处理过程中通过两种方式转化为甲烷：
(1)直接转化：4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O;(2)先转化为乙酸再转化成甲烷：4CH3OH+CO2→3CH3COOH+2H2O，CH3COOH+H2O→CH4+CO2+H2O
厌氧生物处理比较适合高浓度有机物的除去，它的优点是运行费用低，并可回收甲烷，剩余污泥量少，节约能源。上流式厌氧污泥床法(UASB)和常规的厌氧处理技术术相比，该工艺具有较高的运行负荷及较好的处理效果。此外，厌氧-好氧活性污泥法组合技术是一种较好的处理二甲醚生产排放的含高浓度甲醇的一种方法。
二甲醚的生产废水好氧生物处理有多种，如氧化沟设计容量充裕，废水水力停留时间较长，可保证出水达标排放。好氧生物流化床处理工艺选用一种新型材料作为生物载体，使之在床内与液体和空气形成三相流化。与常规好氧生物处理技术(如表面曝气法、接触氧化法等)相比，其处理负荷高，处理效果好。好氧生物流化床处理工艺的缺点是动力消耗较大，出水中生物体含量高。国内外文献检索表明，目前二甲醚的生产废水还没有回用于工业循环冷却水的处理方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二甲醚的生产废水回用于工业循环冷却水的处理方法，使二甲醚的生产废水处理后达到工业循环冷却水补充水的要求。为了实现上述目的，采用微氧活性污泥池——微氧生物接触氧化池——好氧生物接触氧化池——混凝沉淀池——富氧生物活性炭滤池——UV消毒处理工艺集成系统;废水首先进入微氧活性污泥池进行水质水量的均衡调节和有机物的微氧生物降解后;通过微氧生物接触氧化池内的兼氧微生物和部分好氧微 生物降解有机物;微氧生物接触氧化池的出水由泵提升到好氧生物接触氧化池，进行进一步的继续氧化分解，有机物彻底分解为CO2+H2O，CODcr得以去除;好氧生物接触氧化池出水通过管道混合器投加混凝剂，在管道内进行混凝反应;流入混凝沉淀池内进行混凝沉淀，去除悬浮物;混凝沉淀池出水进入富氧生物活性炭滤池过滤处理，进一步降低悬浮物和去除未生化降解的剩余有机物;滤后水通过UV杀菌消毒作为补给水进入循环冷却水池循环使用;所述混凝沉淀池为斜板沉淀池。
所述微氧活性污泥池的DO控制在0.5mg/L以内;微氧生物接触氧化池的DO控制在0.5～1.0mg/L;好氧生物接触氧化池的DO控制在2～4mg/L;混凝剂采用PAC，投加量为6～12mg/L，富氧生物活性炭滤池过滤吸附时间为3～8分钟，DO控制在4mg/L以上;UV主波长为253.7nm。
所述装置系统主要包括微氧活性污泥池、微氧生物接触氧化池、好氧生物接触氧化池、管道混合器、混凝沉淀池、富氧生物活性炭滤池和UV灯杀菌器;微氧活性污泥池，呈圆形或长方形，内有一台水下搅拌器，池内有活性污泥;微氧生物接触氧化池，呈长方形，底部有微孔曝气器，曝气器上方装有弹性立体填料，微孔曝气与池外鼓风机相连接;好氧生物接触氧化池，呈圆柱形，底部有微孔曝气器，曝气器上方有组合填料，底部进水，顶部出水;管道混合器，安装在好氧生物接触氧化池出水的管道上，好氧生物接触氧化池出水投加混凝剂，在管道混合器内进行混凝反应，形成体积粗大的悬浮物颗粒在混凝沉淀池中去除;混凝沉淀池，采用斜板沉淀池形式，上部有PVC斜板，底部有集泥斗统一排泥;富氧生物活性炭滤池，顶部进水，底部出水，圆形罐状，内部为颗粒活性炭，采用微孔富氧曝气，控制池中DO为4mg/L以上，活性炭上的生物膜上主要是富氧微生物在起作用;活性炭同时起到过滤作用，去除细小的悬浮物，降低浊度，同时通过吸附去除剩余的有机物;富氧生物活性炭滤池一般一日进行气水反冲洗一次，反洗水回流到微氧活性污泥池;UV灯杀菌器，采用管道式UV杀菌装置。
本发明的基本原理：
1.微氧活性污泥池内装有水下搅拌器和添加活性污泥。既有水质均化又有水量调节功能，同时还有微氧生物的降解作用。微氧活性污泥池内装有污泥回流的管道系统，定期从微氧、好氧生物接触氧化池回流部分活性污泥。
2.微氧生物接触氧化池的基本原理是以空气为氧源，以弹性立体填料为生物载体，载体上面覆盖一层生物膜，在载体与废水充分接触的过程中，有机物进入生物膜，通过生物膜上的兼氧和好氧微生物群的生物代谢降解作用去除有机物，降低COD。本发明采用兼氧微生物群和多种好氧微生物群的协同作用降解有机物，兼氧微生物先对有机物进行降解，形成低分子易降解的有机中间产物，提高废水的可生化性，最后通过好氧 微生物的完全降解，生成CO2+H2O。由于填料上面有一定的粗糙度，再加上填料少量曝气，有一定的溶解氧和有机物，供填料上的微生物栖息繁殖，经过一段时间的培养驯化，在填料表面形成了成熟的生物膜。
3.好氧生物接触氧化池的基本原理与微氧生物接触氧化池类似，不同的是微氧生物接触氧化池内曝气量少，好氧生物接触氧化池曝气量大。好氧生物接触氧化池内DO为2～4mg/L，生物膜上主要是好氧微生物在起作用。
4.混凝沉淀池是通过在管道混合器前投加混凝剂如PAC，使生物絮凝和化学絮凝形成协同作用，去除悬浮物和部分有机物，为后续富氧生物活性炭处理创造条件，延长活性炭的工作周期，减少反冲洗频率。混凝沉淀污泥部分可以回流到微氧活性污泥池内。部分污泥在微氧活性污泥池内自身分解实行减量化。
5.富氧生物活性炭滤池：采用微孔富氧曝气，控制池中DO为4mg/L以上，活性炭上的生物膜上主要是富氧微生物在起作用。活性炭同时起到过滤作用，去除细小的悬浮物，降低浊度，同时通过吸附去除剩余的有机物。富氧生物活性炭滤池一般一日进行气水反冲洗一次，反洗水回流到微氧活性污泥池。
6.UV杀菌器是利用主波长253.7nm的紫外光对细菌的破坏作用杀灭细菌。
本发明的特点：
(1)微氧活性污泥池具有双重功能，既具有强大的水质水量调节功能，又具有一定的生物分解功能，对难生化的有机物具有很好的降解功能，可大幅度提高废水的可生化性，为后续生化工艺创造条件。该工艺具有较强的经济性、安全可靠、实用性强、抗冲击负荷，污泥实现回流，减少了污泥处理量，大大降低了投资和运行费用。
(2)微氧生物处理与常规的厌氧工艺相比，消除了H2S等异味的产生，同时与好氧工艺相比，降低了曝气量，节省了动力消耗，是一个节能无臭的生物处理工艺。
(3)微氧生化工艺与常规生化工艺优化组合，运行可靠，易于控制，操作简单，出水稳定，尤其耐冲击负荷。
(4)系统工艺先进，组合合理，富氧生物活性炭滤池无需经常反洗，过滤周期长，处理效果好，出水十分稳定，耐冲击负荷。
