申请日2019.11.29
公开(公告)日2020.03.06
IPC分类号C02F3/34; C02F101/34; C02F103/38
摘要
本发明公开了一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，属于环境工程技术领域。本发明针对聚醚多元醇生产中的设备冲洗水、冷凝水等尾水进行了生物处理，本发明从以废治废角度出发，以柠檬酸生产废水或乙酸钠作为共代谢基质处理聚醚多元醇生产尾水，采用共代谢技术逐级驯化培养微生物，驯化过程中，逐渐增加聚醚多元醇生产尾水的浓度同时逐渐减少共代谢基质的添加量直至驯化终点，即共代谢基质不再添加。驯化后的微生物能够直接以废水中的部分原位有机物作为共代谢基质，实现聚醚多元醇生产尾水的高效降解和达标排放。
权利要求书
1.一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述方法以发酵废水或乙酸钠作为共代谢基质，通过逐级增加聚醚多元醇生产尾水进水COD浓度，同时逐渐减少进水中发酵废水或乙酸钠的COD浓度，处理聚醚多元醇生产尾水。
2.根据权利要求1所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述发酵废水的有机成分以有机酸、蛋白质或碳水化合物中的一种或多种为主的有机废水或有机废水发酵产物。
3.根据权利要求1所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
(1)稀释聚醚多元醇生产尾水以降低COD浓度，并添加柠檬酸生产废水或乙酸钠作为共代谢基质，搅拌混合后流入生物反应器进行处理，直至反应器运行稳定;
(2)待步骤(1)反应器再次稳定后，再次逐级减少聚醚多元醇生产尾水的稀释倍数同时减少柠檬酸生产废水或乙酸钠的添加量，搅拌混合后再次流入生物反应器进行处理，直至反应器运行稳定;
(3)待步骤(2)反应器再次稳定后，重复步骤(2)的实验步骤，直至反应器进水为未稀释的聚醚多元醇生产尾水同时柠檬酸生产废水或乙酸钠的添加量为零。
4.根据权利要求3所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中,所述稀释后聚醚多元醇生产尾水的COD为25-50mg/L，柠檬酸生产废水或乙酸钠中的COD添加浓度为400-650mg/L，生物反应器的水力停留时间为10-15h，溶解0～5.5mg/L，污泥浓度为4-6g/L。
5.根据权利要求3或4所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述稀释后聚醚多元醇生产尾水的COD为50-200mg/L，柠檬酸生产废水或乙酸钠中的COD添加浓度为150-400mg/L，生物反应器的水力停留时间为10-15h，溶解0～5.5mg/L，污泥浓度为4-6g/L。
6.根据权利要求3-5任一所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述生物反应器的为AO、A2O、倒置A2O中一种或多种组合的厌氧好氧反应器。
7.根据权利要求3-6任一所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述生物反应器的运行方式为序批式、半连续式或连续式。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述聚醚多元醇生产尾水COD为200-250mg/L;TN为20-50mg/L;TP为2-5mg/L;NH4+-N为15-25mg/L;BOD5为10-20mg/L;BOD5/COD为0.05-0.1mg/L。
9.根据权利要求3-8任一所述的一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，其特征在于，所述柠檬酸生产废水COD为15000-20000mg/L;TN为250-500mg/L;TP为150-200mg/L;NH4+-N为50-100mg/L;BOD5为10000-12000mg/L;BOD5/COD为0.1-1.0mg/L。
10.权利要求1～9任一所述的处理方法在环境保护方面的应用。
说明书
一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
聚醚多元醇，一种经醚或环氧化合物聚合而成的高分子化合物，广泛应用于洗涤剂、化妆品、造纸涂料、纺织改性、建筑化学等众多领域，导致年需求量逐年增长。
聚醚多元醇提取过程中产生的高浓度聚醚多元醇生产尾水(生化需氧量(COD)≥100g/L)经浓缩并添加助燃剂后可直接燃烧处理。而设备清洗水、冷却水、循环水等混合后的低浓度聚醚生产尾水具有水量大，可生化性差(BOD/COD≤0.2)的水质特点，难以经浓缩后燃烧处理，需通过高级氧化技术耦合生物工艺进行处理，但运行成本较高。生物处理具有最低的运行成本和最彻底的有机物降解效率。目前，聚醚多元醇生产尾水的处理方法较多，CN110357226A报道了采用电催化氧化法处理聚醚多元醇生产尾水，填充催化的活性炭粒子作为反应装置的电极，可进一步提高聚醚多元醇生产尾水的可生化性和去除效果。CN103288293B报道了采用调节池、生化池(设有填料)、活性污泥池和二沉池(投加絮凝剂)的组合工艺处理聚醚多元醇生产尾水，可使排放废水的COD降低到60-80mg/L。CN109368915A报道了紫外灯+芬顿+生物膜反应器的组合处理工艺，处理后的聚醚多元醇生产尾水可实现达标排放。上述方法虽显著提升了聚醚多元醇生产尾水的处理，但工艺复杂或成本昂贵，可能会成为工业大规模应用的限制因素。目前，尚无专利公开直接利用生物法处理聚醚多元醇生产尾水。因此，亟需开发一种高效经济的方法，处理日益增长的聚醚多元醇生产尾水。
发明内容
针对现有的高成本运行的聚醚多元醇生产尾水处理方式，本发明从以废治废角度出发，以柠檬酸生产废水作为共代谢基质处理聚醚多元醇生产尾水;采用共代谢技术逐级驯化培养微生物，驯化过程中，逐渐增加聚醚多元醇生产尾水的浓度同时逐渐减少共代谢基质的添加量直至驯化终点，即共代谢基质不再添加;驯化后的微生物能够直接以废水中的部分原位有机物作为共代谢基质，实现聚醚多元醇生产尾水的高效降解和达标排放;旨在提供一种能够有效降低聚醚多元醇生产尾水中有机物含量的生物方法，该方法具有经济环保、操作单元简单，有机物降解效率高等优势。
本发明的第一个目的是提供一种聚醚多元醇生产尾水的处理方法，所述方法以柠檬酸生产废水或乙酸钠作为共代谢基质，通过逐级增加聚醚多元醇生产尾水进水COD浓度，同时逐渐减少进水中发酵废水或乙酸钠的COD浓度，处理聚醚多元醇生产尾水。
在本发明的一种实施方式中，所述发酵废水的有机成分以有机酸、蛋白质或碳水化合物中的一种或多种为主的有机废水或有机废水发酵产物。
在本发明的一种实施方式中，所述发酵废水为含柠檬酸、乙酸、葡萄糖、乙醇、甲醇中的一种或多种的有机废水或有机废水发酵产物。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括以下步骤：
(1)稀释聚醚多元醇生产尾水以降低COD浓度，并添加柠檬酸生产废水或乙酸钠作为共代谢基质，搅拌混合后流入生物反应器进行处理，直至反应器运行稳定。
(2)逐级减少聚醚多元醇生产尾水的稀释倍数同时减少柠檬酸生产废水或乙酸钠的添加量，搅拌混合后再次流入生物反应器进行处理，直至反应器运行稳定;
(3)待步骤(2)反应器再次稳定后，重复步骤(2)的实验步骤，直至反应器进水为未稀释的聚醚多元醇生产尾水同时柠檬酸生产废水或乙酸钠的添加量为零。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中,所述稀释后聚醚多元醇生产尾水的COD为25-50mg/L，柠檬酸生产废水或乙酸钠中的COD添加浓度为400-650mg/L，生物反应器的水力停留时间为10-15h，溶解0～5.5mg/L，污泥浓度为4-6g/L。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，所述稀释后聚醚多元醇生产尾水的COD为50-200mg/L，柠檬酸生产废水或乙酸钠中的COD添加浓度为150-400mg/L，生物反应器的水力停留时间为10-15h，溶解0～5.5mg/L，污泥浓度为4-6g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述水样混合方式可以为机械搅拌、液体搅拌或气体搅拌。
在本发明的一种实施方式中，所述生物反应器的可以是AO、A2O、倒置A2O中一种或多种组合的厌氧好氧反应器。
在本发明的一种实施方式中，所述生物反应器的运行方式可以是序批式、半连续式或连续式。
在本发明的一种实施方式中，所述聚醚多元醇生产尾水COD为200-250mg/L;TN为20-50mg/L;TP为2-5mg/L;NH4+-N为15-25mg/L;BOD5为10-20mg/L;BOD5/COD为0.05-0.1mg/L。
在本发明的一种实施方式中，所述柠檬酸生产废水COD为15000-20000mg/L;TN为250-500mg/L;TP为150-200mg/L;NH4+-N为50-100mg/L;BOD5为10000-12000mg/L;BOD5/COD为0.1-1.0mg/L。
本发明得第二个目的是提供一种上述处理方法在环境保护方面的应用。
本发明的有益效果：
(1)利用共代谢技术实现了聚醚多元醇生产尾水的达标处理，为聚醚多元醇生产尾水的处理提供了可行性参考。
(2)本发明从以废治废角度出发，验证了柠檬酸生产废水作为聚醚多元醇生产尾水处理的共代谢基质的可行性，且处理效果与乙酸钠类似，环境和经济效益显著。
(3)微生物菌群经长时间共代谢驯化后可直接利用聚醚多元醇生产尾水中的部分原位有机物，作为共代谢基质，实现聚醚多元醇生产尾水的共代谢降解，减少了废水处理过程中化学碳源的需求，有助于延缓碳排放。
(4)柠檬酸废水作为微生物驯化的共代谢基质，驯化后的微生物可直接对聚醚多元醇生产尾水进行高效处理，聚醚多元醇生产尾水的平均COD的去除率超过80%，出水COD浓度低于50mg/L，达到一级A排放标准(GB 18918-2002)。
(5)本发明提出的聚醚多元醇生产尾水的生物处理方式与现有处理技术相比，具有更低的运行成本、更高的降解效率和更少操作单元，环境和经济效益显著。（发明人刘和;柳文浩;郑志永;崔敏华;张衍;叶元）
