申请日2004.10.12
公开(公告)日2005.03.30
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明提供一种丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，对所述废水进行酸化水解;步骤2，利用厌氧生物处理器对酸化水解后的废水进行厌氧生物处理;步骤3，利用好氧生物处理器对废水进行好氧生物处理。本发明的技术构思在于利用现代的生物处理技术，使用新型高效的处理设备，低成本、低能耗地将高浓度有机废水进行处理，达到排放要求。
权利要求书
1.丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于包括以下步骤：步 骤1，对所述废水进行酸化水解;步骤2，利用厌氧生物处理器对酸化水解后 的废水进行厌氧生物处理;步骤3，利用好氧生物处理器对废水进行好氧生物 处理。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述厌氧生物处理器为UASB、IC、EGSB、UBF、AF或BAF型的高效厌 氧生物处理器。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述好氧生物处理器为内循环流化床、生物滤池或膜生物反应器型的高 效好氧生物处理器。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述废水为高浓度丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯类废水。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述步骤1中的酸化水解包括在处理成中性的废水中加入适用于厌氧颗 粒污泥的微生物培养基，并在其后进入酸化水解池进行酸化水解。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述步骤2中的厌氧生物处理采用两级处理，利用串联的两个厌氧生物 处理器，即第一级处理器和第二级处理处理器，并且采用加入营养基质的厌氧 颗粒污泥，在有葡萄糖存在的共基质条件下，逐渐增加丙烯酸及其酯类废水， 从而筛选并培养出成熟的厌氧颗粒污泥进行对有机物的降解。
7.根据权利要求6所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述第一级处理器的最大有机物负荷达到14-22kgCOD/m3.d，停留时间为 50小时，有机物去除率达90%;所述第二级处理器的最大有机物负荷达到 5-6kgCOD/m3.d，停留时间为60小时，有机物去除率达60%。
8.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：所述步骤3中的好氧生物处理是指利用好氧污泥浓度高的特点，在24 小时的污泥停留时间，污泥浓度(MLSS)大于5000mg/l，利用纯氧曝气器，充 入足够氧气，使有机物降解至出水COD<100mg/l。
9.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特征 在于：对所述步骤2中产生的有机气体甲烷等进行回收。
10.根据权利要求1所述的丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，其特 征在于：所述步骤1中的酸化水解池的温度为低于40℃的常温或为50-70℃的 高温，在厌氧或兼氧条件下，高浓度有机废水中的大分子物质在水解酸化菌作 用下分解为小分子物质，COD的去除率在35%左右。
说明书
丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法
技术领域
本发明涉及高浓度有机化工废水的处理技术，特别是一种丙烯酸类及其酯 类废水的生物处理方法。
背景技术
废水焚烧装置是目前国内外处理高浓度丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类废 水的主流装置，催化湿式氧化装置仍处于中试阶段。这两套装置处理效果极佳， 但能耗高。
(1)废水焚烧装置。
丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类生产装置产生的酸性废水和碱性废水分别 储存，经预热进入中和池混合，并用氢氧化钠中和，中和后的废水被加热进入 蒸馏塔，用蒸汽加热提浓，回收部分工艺用水，重组分(残留液)送入焚烧炉 焚烧。焚烧后出水pH值10～11，CODcr<100mg/l。
虽然处理效果很好但排放废水中含大量的Na2SO4、Na2CO3、NaCl等盐类， 这部分水含盐浓度6%左右，对环境造成一定程度污染。废水焚烧后排气含有 Na2CO3、NaCl结晶体，采用一般技术很难捕集，污染周围大气。
最重要的是处理费用比较高，以目前的价格计算，每处理1吨丙烯酸(甲 基丙烯酸)及其酯类废水能耗达120元人民币。
(2)催化湿式氧化法。
催化湿式氧化法是在湿式氧化工艺基础上发展起来的，这种方法针对湿式 氧化工艺对COD的分解率不高而对氨氮几乎不能去除的缺点，开发了有良好活 性和在水中长期保持稳定的催化剂，从而能够将石油化工、制药、造纸、食品、 纤维、炼焦等高浓度COD废水不加稀释地一次处理降低至CODcr<100mg/l，同 时又可以对水进行脱色、脱臭、杀菌处理。而且排放气体为N2、CO2、H2O等无 害物质。
工艺基本构成：丙烯酸(甲基)及其酯类酸性废水和压缩空气(7.0MPag) 通过废水提升泵和空气压缩机混合后送至热交换器加热至200～250℃后进入 反应器，控制温度230～300℃，压力6.0～8.0MPag，在催化剂床层废水中的 有机物被氧化为二氧化碳和水。反应产物气水分离后排放。
催化剂对废水水质有特殊要求：废水中含有无机离子(Na、Ca、Fe等)必 须小于20mg/l，否则将引起催化剂永久中毒，不能使用。
目前该工艺只是应用于丙烯氧化生产丙烯酸过程的废水，不能用于丙烯酸 (甲基丙烯酸)酯类生产废水中。
该工艺属于高温、高压、并使用重金属催化剂，要求设备、操作工艺复杂， 能耗比较高，吨处理废水费用高。
上述两种方法由于要求工艺复杂、设备性能比较高、能耗高、吨处理费用 尤其高，降低了企业的竞争力，不利于企业的可持续发展。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种丙烯酸类及其酯类废 水的生物处理方法。采用该方法，能够降低高浓度丙烯酸(甲基丙烯酸)及其 酯类废水的处理费用，降低能耗。
本发明的技术构思在于利用现代的生物处理技术，使用新型高效的处理设 备，低成本、低能耗地将高浓度有机废水进行处理，达到排放要求。
本发明的技术方案如下：
丙烯酸及其酯类废水的生物处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1， 对所述废水进行酸化水解;步骤2，利用厌氧生物处理器对酸化水解后的废水 进行厌氧生物处理;步骤3，利用好氧生物处理器对废水进行好氧生物处理。
所述厌氧生物处理器为UASB、IC、EGSB、UBF、AF或BAF型的高效厌氧 生物处理器。
所述好氧生物处理器为活性污泥法、内循环流化床、生物滤池或膜生物反 应器型的高效好氧生物处理器。
所述废水为高浓度丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯类废水。
所述步骤1中的酸化水解包括在处理成中性的废水中加入适用于厌氧颗粒 污泥的微生物培养基，并在其后进入酸化水解池进行酸化水解。
所述步骤2中的厌氧生物处理采用两级处理，利用串联的两个厌氧生物处 理器，即第一级处理器和第二级处理处理器，并且采用加入营养基质的厌氧颗 粒污泥，在有葡萄糖存在的共基质条件下，逐渐增加丙烯酸及其酯类废水，从 而筛选并培养出成熟的厌氧颗粒污泥进行对有机物的降解。
所述第一级处理器的最大有机物负荷达到14-22kgCOD/m3.d，停留时间为 50小时，有机物去除率达90%;所述第二级处理器的最大有机物负荷达到 5-6kgCOD/m3.d，停留时间为60小时，有机物去除率达60%。
所述步骤3中的好氧生物处理是指利用好氧污泥浓度高的特点，在24小 时的污泥停留时间，污泥浓度(MLSS)大于5000mg/l，利用纯氧曝气器，充入 足够氧气，使有机物降解至出水COD<100mg/l。
对所述步骤2中产生的有机气体甲烷等进行回收。
所述步骤1中的酸化水解池的温度为低于40℃的常温或为50-70℃的高 温，在厌氧或兼氧条件下，高浓度有机废水中的大分子物质在水解酸化菌作用 下分解为小分子物质，COD的去除率在35%左右。
本发明的技术效果如下：
由于本发明丙烯酸类及其酯类废水的生物处理方法，在对废水进行酸化水 解的基础上，通过采用厌氧生物处理器和好氧生物处理器对废水进一步进行相 应的处理，这就充分利用了现代的生物处理技术，使用新型高效的处理设备， 低成本、低能耗地将高浓度有机废水进行处理，达到排放要求。也就是说，采 用该方法，能够降低高浓度丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类废水的处理费用， 降低能耗。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。
本项发明解决其技术问题所采用的技术方案主要分三步：第一步是高浓度 有机化工废水(COD>30000mg/l)首先进行均匀调质、用酸或碱进行中和，控 制PH值6.5￣7.5之间，加入微生物培养基(培养基根据厌氧颗粒污泥中微生 物细胞中微量元素的组成配制，含有微生物生长需要的氮、磷、钾、钴、镍及 生长因子等)，在常温(一般低于40℃)或高温(50～70℃)下进入常规的酸 化水解池，在厌氧/兼氧条件下，高浓度有机废水中的大分子物质在水解酸化 菌作用下分解为小分子物质，同时达到降低COD的目的。一般情况下，本阶段 COD的去除率在35%左右。
第二步：经过酸化水解后的废水串联直接进入第一级和第二级现代高效厌 氧生物处理器(UASB/IC/EGSB/UBF/AF/BAF)，利用高效厌氧生物处理器使用 颗粒污泥的特点：有机物负荷高，抗冲击能力强，占地面积小，回收有机能量 (甲烷)等。本发明直接采用其他营养基质的厌氧颗粒污泥，在有葡萄糖存在 的共基质条件下，逐渐增加丙烯酸及其酯类废水浓度，经筛选并培养成熟的厌 氧颗粒污泥进行丙烯酸(甲基丙烯酸)及其酯类有机物的降解，最大限度地去 除有机物，第一级处理器的最大有机物负荷达到14-22kgCOD/m3.d，停留时间为 50小时。有机物去除率达90%。第二级处理器的最大有机物负荷达到 5-6kgCOD/m3.d，停留时间为60小时。有机物去除率达60%。
第三步：上一步出水脱除有机气体后，进入现代高效好氧生物处理器(内 循环流化床、生物滤池、膜生物反应器等)，利用好氧污泥浓度高的特点，在 24小时的污泥停留时间，污泥浓度(MLSS)大于5000mg/l，利用纯氧曝气器， 冲入足够氧气，使用机物最大限度降解，出水COD<100mg/l。吨处理费用可达 到废水焚烧费用的三分之一。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解 本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照实例对本发明 已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进 行修改或者等同替换;而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改 进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
