公布日：2023.08.29
申请日：2023.04.17
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/
34(2006.01)N
摘要
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种VAE乳液生产废水的处理方法。该处理方法包括：(1)生产废水预处理；(2)综合废水处理；(3)生化处理；(4)双级好氧处理。本发明针对含聚乙烯醇、有机污染物浓度高、SS浓度高的VAE乳液生产废水处理，开发设计了“预处理+改良双级好氧生化处理(水解酸化+一级好氧+改良好氧—MBBR反应器)+深度处理”的主体工艺，使污染物能得到真正的降解，并保证在不同进水水质情况下均能满足出水达标的要求。
权利要求书
1.一种VAE乳液生产废水的处理方法，其特征在于，该处理方法包括：(1)生产废水预处理：将COD＞10000mg/L的VAE乳液生产废水进行混凝沉淀预处理；(2)综合废水处理：将步骤(1)出水与其他废水充分混合后，进入进入综合废水调节池，进行水量、水质的调节均化；(3)生化处理：将步骤(2)出水进入生化处理系统的水解酸化池；(4)双级好氧处理：将步骤(3)出水依次进入一级好氧处理系统和二级好氧处理系统；所述一级好氧处理系统采用高负荷活性污泥法，所述二级好氧处理系统采用添加悬浮填料的MBBR生物反应器。
2.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，若环评要求排放指标严于CODCr≤500mg/L，所述处理方法还包括：(5)将步骤(4)出水进入高级催化氧化系统进行深度处理；所述高级催化氧化系统为光催化氧化系统、电催化氧化系统或臭氧催化臭氧化系统。
3.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，所述处理方法还包括：(6)污泥处理将生产废水处理产生物化污泥以及生化处理系统产生的生化剩余污泥排至污泥池中，混合搅拌均匀；然后进入污泥调理罐，对污泥进行化学调理改性；对污泥进行脱水；脱水后的滤液送至调节池继续进行反应。
4.根据权利要求3所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，满足如下条件中的至少一个：通过投加石灰对污泥进行化学调理改性；采用板框压滤机进行脱水，脱水后的泥饼的含水率在70％以下；采用离心式脱水机或带式压滤机进行脱水，脱水后的泥饼的含水率为80％-85％。
5.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，所述VAE乳液生产废水包括水环真空泵碱洗废水、设备清洗废水、高压清洗废水中的至少一种；所述其他废水包括实验室废水、地面清洗废水、自循环废水、生活污水、初期雨水中的至少一种；所述生活污水包括生产区废水、办公区厕所废水、澡堂废水中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，步骤(1)中，预处理后的废水的COD为8000-9500mg/L，电导率＜2600μS/cm；步骤(1)中，预处理的方法包括：向COD＞10000mg/L的VAE乳液生产废水中投加硫酸亚铁、PAM絮凝剂，并投加石灰调节体系pH值。
7.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，步骤(2)中，所述生化处理系统包括水解酸化池、好氧池、沉淀池，水解酸化池采用升流式水解酸化池，水解酸化池采用脉冲式配水，废水经过脉冲式配水装置和池底的布水管均匀配水后，由池底向上流动，经过悬浮污泥层和厌氧微生物接触；在水解酸化池里，截留悬浮物、去除部分有机物、破解大分子有机物、改善污水可生化性，促进有机氮转化为氨氮。
8.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，步骤(4)一级好氧处理系统中，溶解氧浓度为2-4mg/L，pH为7.5-8.5；冬季温度为20-25℃，夏季温度为30-35℃；污泥的浓度为2000-4000mg/L。
9.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，步骤(4)中，将一级好氧处理系统出水进入添加悬浮填料的MBBR生物反应器；所述MBBR生物反应器中的载体的比表面积为90-110m2/g，孔隙率≥96％。
10.根据权利要求1所述的VAE乳液生产废水的处理方法，其中，添加悬浮填料的MBBR生物反应器采用申请号为CN201420647475的蠕动床。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种VAE乳液生产废水的处理方法，该处理方法包括：
(1)生产废水预处理：将COD＞10000mg/L的VAE乳液生产废水进行混凝沉淀预处理；
(2)综合废水处理：将步骤(1)出水与其他废水充分混合后，进入进入综合废水调节池，进行水量、水质的调节均化；
(3)生化处理：将步骤(2)出水进入生化处理系统的水解酸化池；
(4)双级好氧处理：将步骤(3)出水依次进入一级好氧处理系统和二级好氧处理系统；所述一级好氧处理系统采用高负荷活性污泥法，所述二级好氧处理系统采用添加悬浮填料的MBBR生物反应器。
本发明的关键技术原理包括：
1、对于步骤(1)的混凝沉淀预处理，通过各类生产废水试验及分析得知，VAE乳液生产过程中产生的大量设备清洗废水及水环式真空泵排水及其碱洗废水，废水主要成分为VAE合成过程中未完全反应的醛、醇类等有机物质，且有机污染物浓度高、SS浓度高，特别是VAE乳液废水中的聚乙烯醇属于不易降解的有机物质。针对这部分含聚乙烯醇的有机污染物浓度高、SS浓度高的VAE乳液清洗废水可通过添加PAC、FeSO4、PAM等进行混凝沉淀。
2、混凝沉淀预处理降低污染物浓度的废水后，与厂区其他废水充分混合后，进入生化处理系统。(现有技术中，按常规生化处理工艺采用厌氧及好氧处理工艺较多，采用厌氧工艺，运行过程中将会产生大量的沼气，需单独配套沼气净化系统及火炬燃烧系统，风险管控压力很大，存在一定安全风险。同时，根据综合废水水质检测及试验结果，VAE乳液废水属于典型高COD、低氨氮废水，如果直接采用厌氧工艺，厌氧反应器存在迅速酸化的风险，需投加大量碱维持进水pH值。)所以，从工艺运行稳定性及产水TDS控制等多方面考虑，本发明中选择采用好氧处理工艺为主。
3、针对进水水质中含有较多未完全反应的醛、醇类等物质，且VAE乳液废水中聚乙烯醇属于不易降解的有机物质，因此针对该难降解污染物设计新增水解酸化处理系统。即通过将进水控制在好氧前段的水解酸化阶段，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。水中SS(水质中的悬浮物)高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，从而提高污水处理的去除率，提高耐冲击负荷。水解酸化处理系统出水进入后续好氧处理系统。
4、采用传统单级好氧处理工艺存在耐冲击负荷差，为保证出水水质，设计负荷较低，导致池容过大等问题，存在较大缺陷。因此，对于此进水COD浓度较高生化处理系统，设计采用两级好氧处理系统(通过第一级高负荷好氧系统有效应对冲击负荷，并且提高去除效率，降低池容；一级好氧系统出水进入二级好氧处理系统，进一步去除剩余污染物)。
5、鉴于出水指标较高，为保证系统处理要求，设计二级好氧处理系统采用添加悬浮填料的MBBR生物反应器——高能蠕动床(专利申请号为CN201420647475)，以增加好氧处理系统处理能力，提高出水水质。
6、深度处理工艺：鉴于本类进水水质浓度较高、进水波动性大，为避免生产过程中的冲击负荷对产水水质的影响，提供工艺运行稳定性，进一步保障产水达标，设计高级催化氧化深度处理工艺。目前针对深度去除COD的技术，较多的是高级催化氧化技术，常用的高级催化氧化技术有光催化氧化、电催化氧化、臭氧催化臭氧化以及其他添加催化剂与双氧水结合的催化氧化工艺。为提高产水水质的稳定性、并考虑工艺的灵活性，本发明设计采用以臭氧催化氧化的高级催化氧化工艺。
本发明的技术方案中，若环评要求排放指标CODCr≥500mg/L、≤1000mg/L(大多化工园区排放指标)即可，则深度处理工艺不必实施，可节省投资费用。
本发明的技术方案中，若环评要求排放指标严于CODCr≤500mg/L，所述处理方法还包括：
(5)将步骤(4)出水进入高级催化氧化系统进行深度处理；
所述高级催化氧化系统为光催化氧化系统、电催化氧化系统或臭氧催化臭氧化系统。
本发明中，高级氧化系统指臭氧系统，臭氧系统由专业公司成套提供，市场上做臭氧成套的公司较多，如北京同林、北京本洲纳米、天津康源等等。
作为优选方案，所述处理方法还包括：
(6)污泥处理
将生产废水处理产生物化污泥以及生化处理系统产生的生化剩余污泥排至污泥池中，混合搅拌均匀；然后进入污泥调理罐，对污泥进行化学调理改性；对污泥进行脱水；脱水后的滤液送至调节池继续进行反应。
作为优选方案，上述的VAE乳液生产废水的处理方法满足如下条件中的至少一个：
通过投加石灰对污泥进行化学调理改性；
采用板框压滤机进行脱水，脱水后的泥饼的含水率在70％以下；
采用离心式脱水机或带式压滤机进行脱水，脱水后的泥饼的含水率为80％-85％。
作为优选方案，所述VAE乳液生产废水包括水环真空泵碱洗废水、设备清洗废水、高压清洗废水中的至少一种。
作为优选方案，所述其他废水包括实验室废水、地面清洗废水、自循环废水、生活污水、初期雨水中的至少一种。
作为优选方案，所述生活污水包括生产区废水、办公区厕所废水、澡堂废水中的至少一种。
作为优选方案，步骤(1)中，预处理后的废水的COD为8000-9500mg/L，电导率＜2600μS/cm。
作为优选方案，步骤(1)中，预处理的方法包括：
向COD＞10000mg/L的VAE乳液生产废水中投加硫酸亚铁、PAM絮凝剂，并投加石灰调节体系pH值。
作为优选方案，步骤(2)中，
所述生化处理系统包括水解酸化池、好氧池、沉淀池，水解酸化池采用升流式水解酸化池，水解酸化池采用脉冲式配水，废水经过脉冲式配水装置和池底的布水管均匀配水后，由池底向上流动，经过悬浮污泥层和厌氧微生物接触。
本发明中，在水解酸化池里，截留悬浮物、去除部分有机物、破解大分子有机物、改善污水可生化性，促进有机氮转化为氨氮。
作为优选方案，上述的VAE乳液生产废水的处理方法步骤(4)一级好氧处理系统中，满足如下条件至少之一：
溶解氧浓度为2-4mg/L，pH为7.5-8.5；
冬季温度为20-25℃，夏季温度为30-35℃；
污泥的浓度为2000-4000mg/L。
作为优选方案，步骤(4)中，
将一级好氧处理系统出水进入添加悬浮填料的MBBR生物反应器；
所述MBBR生物反应器中的载体的比表面积为90-110m2/g，孔隙率≥96％。
作为优选方案，上述的VAE乳液生产废水的处理方法中，添加悬浮填料的MBBR生物反应器采用申请号为CN201420647475的蠕动床。
本发明的有益效果：
1、本发明针对含聚乙烯醇、有机污染物浓度高、SS浓度高的VAE乳液生产废水处理，开发设计了“预处理+改良双级好氧生化处理(水解酸化+一级好氧+改良好氧—MBBR反应器)+深度处理”的主体工艺，使污染物能得到真正的降解，并保证在不同进水水质情况下均能满足出水达标的要求。
2、本发明优选采用通过硫酸亚铁破乳，并回调PH值9.5的混凝沉淀预处理工艺。
3、本发明生化处理摈弃常规“厌氧+好氧”工艺，设计两级好氧处理工艺；针对不易降解的有机物，在好氧装置前端设计“水解酸化装置”；二级好氧处理装置进行设计改良――应用“蠕动床专利技术(添加悬浮填料的MBBR生物反应器)”；形成“水解酸化+好氧+改良好氧”生化处理工艺。
4、本发明为提高外排水水质的稳定性、并兼顾工艺的灵活性，采用以臭氧催化氧化的高级催化氧化工艺进一步去除COD。
（发明人：钱佩刚;陈永初;张俭;钟亚强;王佳奇;曲岩峰）
