專(zhuān)利名稱(chēng)：一種甲醇廢水處理回用于循環(huán)冷卻水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甲醇工業(yè)廢水處理與回用，具體地說(shuō)是一種甲醇廠生產(chǎn)甲醇排放的含甲醇廢水處理回用于循環(huán)冷卻水的方法。
背景技術(shù)：
甲醇是在制藥、化工和農(nóng)藥生產(chǎn)中一種重要的原料。在甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，由精餾塔底排出的蒸餾殘液，通常稱(chēng)為甲醇廢水。甲醇廢水具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，其主要成分為甲醇、乙醇、高級(jí)醇及醛類(lèi)；還含有一些長(zhǎng)鏈化合物。
目前常見(jiàn)的甲醇廢水的處理方法有物化法、化學(xué)法和生化法，這些方法可對(duì)甲醇廢水進(jìn)行不同程度的處理。物化法和化學(xué)法是不徹底的處理方法，生物處理方法效果較好，其中包括厭氧生物處理和好氧生物處理，好氧生物處理多用于中低濃度的甲醇廢水的處理，其抗沖擊負(fù)荷能力較弱，運(yùn)行不當(dāng)容易導(dǎo)致污泥膨脹；厭氧處理多用于高濃度的廢水的處理，出水效果較好。
汽化法處理甲醇廢水是依據(jù)廢水中醇類(lèi)沸點(diǎn)低的物理特性，利用化肥生產(chǎn)中普遍有的廢熱鍋爐作為熱源，汽化低沸點(diǎn)有機(jī)物，然后進(jìn)造氣爐用于制造原料氣，達(dá)到治理廢水與回收原料的雙重目的。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可連續(xù)或間斷向廢熱鍋爐中進(jìn)廢水?？稍O(shè)置一切換閥，以便控制或軟水單獨(dú)進(jìn)廢熱鍋爐，或廢水與軟水混合后進(jìn)廢熱鍋爐。該法流程簡(jiǎn)單，無(wú)需添置大型設(shè)備，易于控制和管理，可實(shí)現(xiàn)廢水不廢、化害為利的目的。
甲醇廢水厭氧生物處理是甲醇在厭氧處理過(guò)程中通過(guò)兩種方式轉(zhuǎn)化為甲烷(1)直接轉(zhuǎn)化4CH3OH→3CH4+CO2+2H2O；(2)先轉(zhuǎn)化為乙酸再轉(zhuǎn)化成甲烷4CH3OH+CO2→3CH3COOH+2H2O，CH3COOH+H2O→CH4+CO2+H2O。厭氧是處理含高濃度甲醇廢水的較好的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用低，并可回收甲烷，剩余污泥量少，節(jié)約能源。上流式厭氧污泥床法(UASB)和常規(guī)的處理技術(shù)術(shù)相比，該工藝具有較高的運(yùn)行負(fù)荷及較好的處理效果。此外，厭氧—好氧活性污泥法是一種較好的處理高濃度甲醇廢水的一種方法，甲醇廢水好氧生物處理有多種，如氧化溝設(shè)計(jì)容量充裕，廢水水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，可保證出水達(dá)標(biāo)排放。好氧生物流化床處理工藝選用一種新型材料作為生物載體，使之在床內(nèi)與液體和空氣形成三相流化。與常規(guī)好氧生物處理技術(shù)(如表面曝氣法、接觸氧化法等)相比，其處理負(fù)荷高，處理效果好。好氧生物流化床處理工藝的缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗較大，出水中生物體含量高。
固定化生物活性炭技術(shù)是處理低濃度甲醇廢水的一種較好的方法，對(duì)于化肥行業(yè)的低濃度甲醇廢水，可采用固定細(xì)胞技術(shù)來(lái)處理，可以保持反應(yīng)器內(nèi)較高的生物量，具有運(yùn)行啟動(dòng)快，處理效率高，操作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。利用顆粒活性炭作為載體來(lái)固定工程菌，達(dá)到了活性炭和工程菌協(xié)同去除甲醇的目的。但該法投資大，操作管理復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇工業(yè)廢水處理回用于循環(huán)冷卻水的方法，使甲醇廢水達(dá)到循環(huán)冷卻水處理要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了水解調(diào)節(jié)池——微氧生物接觸氧化——好氧生物接觸氧化——混凝沉淀——活性炭過(guò)濾——UV消毒處理工藝集成系統(tǒng)技術(shù)。
本發(fā)明的基本原理1.水解調(diào)節(jié)池內(nèi)裝有水下攪拌器和添加活性污泥。既有調(diào)節(jié)功能，又有生物水解酸化作用。水解調(diào)節(jié)池裝有污泥回流的管道系統(tǒng)，定期從生化池和混凝沉淀池回流活性污泥。
2.微氧生化池的基本原理是以空氣為氧源，以彈性立體填料為生物載體，載體上面覆蓋一層生物膜，在載體與廢水充分接觸的過(guò)程中，有機(jī)物進(jìn)入生物膜，通過(guò)生物膜上的兼氧和好氧微生物群的生物代謝降解作用去除有機(jī)物，降低COD。本發(fā)明采用兼氧微生物群和多種好氧微生物群的協(xié)同作用降解有機(jī)物，兼氧微生物先對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，形成低分子易降解的有機(jī)中間產(chǎn)物，提高廢水的可生化性，最后通過(guò)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，再加上填料少量曝氣，水流較緩，有一定的溶解氧和有機(jī)物，供填料上的微生物棲息繁殖，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)馴化，在填料表面形成了成熟的生物膜。
3.好氧生化池的基本原理與微氧生化池類(lèi)似，不同的是微氧池曝氣量少，好氧池曝氣量大。好氧生化池DO為2～4mg/L，生物膜上主要是好氧微生物在起作用。
4.混凝沉淀池是通過(guò)在管道混合器前投加混凝劑如PAC，使生物絮凝和化學(xué)絮凝形成協(xié)同作用，去除懸浮物和有機(jī)物，為后續(xù)活性炭吸附過(guò)濾創(chuàng)造條件，延長(zhǎng)活性炭的工作周期，減少反沖洗頻率?；炷恋砦勰嗖糠只亓鞯剿庹{(diào)節(jié)池。部分污泥在水解池自身分解實(shí)行減量。
5.活性炭池過(guò)濾去除細(xì)小的懸浮物，降低濁度，同時(shí)通過(guò)吸附去除剩余的有機(jī)物。活性炭池一般一日氣水反沖洗一次，反洗水回流到水解調(diào)節(jié)池。
6.UV殺菌器是利用主波長(zhǎng)253.7nm的紫外光對(duì)細(xì)菌的破壞作用殺滅細(xì)菌。
本發(fā)明的特點(diǎn)(1)水解調(diào)節(jié)池具有雙重功能，既具有強(qiáng)大的水質(zhì)水量調(diào)節(jié)功能，又具有一定的生物水解酸化功能，對(duì)難生化的有機(jī)物具有很好的降解功能，可大幅度提高廢水的可生化性，為后續(xù)生化工藝創(chuàng)造條件。該工藝具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)、抗沖擊負(fù)荷，污泥實(shí)現(xiàn)回流，減少了污泥處理量，大大降低了投資和運(yùn)行費(fèi)用。
(2)微氧生物處理工藝與常規(guī)的厭氧工藝相比，消除了H2S等異味的產(chǎn)生，同時(shí)與好氧工藝相比，降低了曝氣量，節(jié)省了動(dòng)力消耗，是一個(gè)節(jié)能無(wú)臭的生物處理工藝。
(3)微氧生化工藝與常規(guī)生化工藝優(yōu)化組合，運(yùn)行可靠，易于控制，操作簡(jiǎn)單，出水穩(wěn)定，尤其耐沖擊負(fù)荷。
(4)系統(tǒng)工藝先進(jìn)，組合合理，活性炭過(guò)濾工藝無(wú)需經(jīng)常反洗，過(guò)濾周期長(zhǎng)，處理效果好，出水十分穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖具體實(shí)施方式
在水解調(diào)節(jié)池內(nèi)加入一定量的活性污泥，通過(guò)水下攪拌器混合均勻。調(diào)節(jié)池出水由水泵2提升從上部進(jìn)入微氧生化池3，生化池3內(nèi)上部安裝有填料和下部有微孔曝氣系統(tǒng)，在池內(nèi)DO為0.5～1.0mg/L的條件下正常運(yùn)行。微氧生化池出水由水泵4提升從底部進(jìn)入好氧生化池5，好氧生化池5底部有曝氣系統(tǒng)，曝氣器上方安裝有填料，在DO為2～4mg/L的條件下正常運(yùn)行。好氧生化池從上部出水進(jìn)入管道混合器6，并投加混凝劑PAC由水泵7提升加壓進(jìn)入斜板沉淀池8。沉淀池出水進(jìn)入活性炭過(guò)濾9，濾后水經(jīng)過(guò)uv殺菌器10進(jìn)入循環(huán)冷卻水池循環(huán)使用。甲醇廢水處理系統(tǒng)各工藝正常運(yùn)行參數(shù)為(1)水解調(diào)節(jié)池池水溫35～37℃，pH值6～9，DO 0～1mg/l，HRT 16h，MLSS 1～4g/L；(2)微氧生物處理工藝控制反應(yīng)器前端水溫32℃，pH值7～8，DO 0.5～1mg/l，HRT 4h，MLSS 3～5g/L；(3)曝氣好氧生物接觸工藝控制水溫30℃，pH值8～9，DO＝2～4mg/l，MLSS 2～3g/L，HRT 6h；(4)混凝沉淀工藝水溫20～30℃，pH值7～8，HRT 40min，投加PAC 5～10mg/l；(5)BAC過(guò)濾控制水溫10～30℃，pH值8，DO＞4mg/l，反洗水溫30℃，反洗周期24h，反洗時(shí)間7min，反洗水量2m3，反洗氣量2m3，濾速18m/h；(6)消毒工藝控制水溫冬季不低于10℃，夏季30℃左右，pH值7～8，DO＞4mg/l，CODcr＜10mg/l.。
實(shí)施例1在廢水處理系統(tǒng)各工藝正常運(yùn)行條件下，處理后各個(gè)廢水處理工藝運(yùn)行處理效果如表1所示。
表1 各工藝運(yùn)行結(jié)果(硬度以CaCO3計(jì))

從表1可以看出，甲醇工業(yè)廢水主要污染物水質(zhì)指標(biāo)甲醇和CODcr主要是生化工藝組合系統(tǒng)去除的，其中甲醇可以去除95％，CODcr可以去除95％。濁度的去除主要是混凝沉淀工藝去除的，后續(xù)BAC過(guò)濾和曝氣內(nèi)循環(huán)生物接觸工藝也可以去除一部分。其它指標(biāo)各工藝均有一定的去除效果。處理系統(tǒng)出水達(dá)工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
本工程投入運(yùn)行一年以來(lái)，處理效果一直穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好。主要工藝運(yùn)行處理效果統(tǒng)計(jì)范圍見(jiàn)表2所示。
表2 處理結(jié)果統(tǒng)計(jì)值范圍(硬度以CaCO3計(jì))

從表1或2可以看出，采用水解調(diào)節(jié)池——微氧生物接觸氧化——好氧生物接觸氧化——混凝沉淀——活性炭過(guò)濾——UV消毒處理工藝集成系統(tǒng)處理含甲醇工業(yè)廢水，在原水水質(zhì)為含甲醇0.03％～5％，pH6～10，濁度為23.5～34.7度，CODcr為200～500mg/l條件下，系統(tǒng)出水CODcr、甲醇、電導(dǎo)率、硬度(CaO)、pH、濁度和色度等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
該處理工藝系統(tǒng)先進(jìn)合理，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，具有操作簡(jiǎn)單，出水水質(zhì)穩(wěn)定，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低等許多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種甲醇廠含甲醇工業(yè)廢水處理回用于循環(huán)冷卻水的方法。廢水進(jìn)入水解調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)和有機(jī)物的厭氧水解酸化后，提高廢水的可生化性；通過(guò)兼氧微生物和部分好氧微生物降解有機(jī)物；微氧池出水由泵提升到好氧生物反應(yīng)池，進(jìn)行進(jìn)一步的繼續(xù)氧化，有機(jī)物徹底分解為CO2+H2O，去除CODcr；好氧生化池出水通過(guò)管道混合器投加混凝劑，進(jìn)行混凝沉淀，去除懸浮物；斜板沉淀池出水進(jìn)行活性炭過(guò)濾，進(jìn)一步降低懸浮物和去除未生化的剩余有機(jī)物，濾后水通過(guò)UV殺菌消毒作為補(bǔ)給水進(jìn)入循環(huán)冷卻水池循環(huán)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述廢水水解調(diào)節(jié)池HRT為8～24h；微氧生化池的DO控制在0.5～1.0mg/L，HRT為4～12h；好氧生化池的DO控制在2～4mg/L，HRT為6～12h；混凝后采用斜板沉淀池，混凝劑采用PAC，投加量為5～10mg/L，活性炭過(guò)濾吸附時(shí)間為5～15分鐘；UV主波長(zhǎng)為253.7nm。
3.一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置系統(tǒng)，其主要包括——調(diào)節(jié)池，呈圓形，內(nèi)有一臺(tái)水下攪拌器，池內(nèi)有活性污泥；——微氧生物反應(yīng)池，呈長(zhǎng)方形，底部有微孔曝氣器，曝氣器上方裝有彈性立體填料，微孔曝氣與池外鼓風(fēng)機(jī)相連接；——好氧生化池，呈圓柱形，底部有微孔曝氣器，曝氣器上方有彈性立體填料，底部進(jìn)水，頂部出水；——混凝沉淀池，采用斜板沉淀池形式。上部有PVC斜板，底部有集泥斗統(tǒng)一排泥；——活性炭過(guò)濾器，項(xiàng)部進(jìn)水，底部出水，圓形罐狀，內(nèi)部為顆?；钚蕴?；——UV燈殺菌器，采用管道式UV殺菌裝置；——管道混合器，安裝在好氧生化池出水的管道上，生化池出水投加混凝劑，在管道混合器內(nèi)進(jìn)行混凝反應(yīng)，形成污混等體積粗大的懸浮物顆粒在沉淀池中去除。
全文摘要
一種甲醇廠含甲醇工業(yè)廢水處理回用于循環(huán)冷卻水的方法，采用水解調(diào)節(jié)池——微氧生物接觸氧化——好氧生物接觸氧化——混凝沉淀——活性炭過(guò)——UV消毒處理工藝集成系統(tǒng)，生物接觸氧化所用填料為彈性立體填料和微孔曝氣系統(tǒng)。微氧生物接觸氧化在DO為0.5～1.0mg/l條件下，降解有機(jī)物，同時(shí)大幅度提高廢水可生化性，好氧接觸氧化在DO為2～4mg/l條件下有效去除COD
文檔編號(hào)C02F3/30GK1994936SQ20061012985
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者肖羽堂 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)