公布日：2023.08.29
申請日：2023.04.17
分類號：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
本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種VAE乳液生產廢水的處理方法。該處理方法包括：(1)生產廢水預處理；(2)綜合廢水處理；(3)生化處理；(4)雙級好氧處理。本發明針對含聚乙烯醇、有機污染物濃度高、SS濃度高的VAE乳液生產廢水處理，開發設計了“預處理+改良雙級好氧生化處理(水解酸化+一級好氧+改良好氧—MBBR反應器)+深度處理”的主體工藝，使污染物能得到真正的降解，并保證在不同進水水質情況下均能滿足出水達標的要求。
權利要求書
1.一種VAE乳液生產廢水的處理方法，其特征在于，該處理方法包括：(1)生產廢水預處理：將COD＞10000mg/L的VAE乳液生產廢水進行混凝沉淀預處理；(2)綜合廢水處理：將步驟(1)出水與其他廢水充分混合后，進入進入綜合廢水調節池，進行水量、水質的調節均化；(3)生化處理：將步驟(2)出水進入生化處理系統的水解酸化池；(4)雙級好氧處理：將步驟(3)出水依次進入一級好氧處理系統和二級好氧處理系統；所述一級好氧處理系統采用高負荷活性污泥法，所述二級好氧處理系統采用添加懸浮填料的MBBR生物反應器。
2.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，若環評要求排放指標嚴于CODCr≤500mg/L，所述處理方法還包括：(5)將步驟(4)出水進入高級催化氧化系統進行深度處理；所述高級催化氧化系統為光催化氧化系統、電催化氧化系統或臭氧催化臭氧化系統。
3.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，所述處理方法還包括：(6)污泥處理將生產廢水處理產生物化污泥以及生化處理系統產生的生化剩余污泥排至污泥池中，混合攪拌均勻；然后進入污泥調理罐，對污泥進行化學調理改性；對污泥進行脫水；脫水后的濾液送至調節池繼續進行反應。
4.根據權利要求3所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，滿足如下條件中的至少一個：通過投加石灰對污泥進行化學調理改性；采用板框壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率在70％以下；采用離心式脫水機或帶式壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率為80％-85％。
5.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，所述VAE乳液生產廢水包括水環真空泵堿洗廢水、設備清洗廢水、高壓清洗廢水中的至少一種；所述其他廢水包括實驗室廢水、地面清洗廢水、自循環廢水、生活污水、初期雨水中的至少一種；所述生活污水包括生產區廢水、辦公區廁所廢水、澡堂廢水中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，步驟(1)中，預處理后的廢水的COD為8000-9500mg/L，電導率＜2600μS/cm；步驟(1)中，預處理的方法包括：向COD＞10000mg/L的VAE乳液生產廢水中投加硫酸亞鐵、PAM絮凝劑，并投加石灰調節體系pH值。
7.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，步驟(2)中，所述生化處理系統包括水解酸化池、好氧池、沉淀池，水解酸化池采用升流式水解酸化池，水解酸化池采用脈沖式配水，廢水經過脈沖式配水裝置和池底的布水管均勻配水后，由池底向上流動，經過懸浮污泥層和厭氧微生物接觸；在水解酸化池里，截留懸浮物、去除部分有機物、破解大分子有機物、改善污水可生化性，促進有機氮轉化為氨氮。
8.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，步驟(4)一級好氧處理系統中，溶解氧濃度為2-4mg/L，pH為7.5-8.5；冬季溫度為20-25℃，夏季溫度為30-35℃；污泥的濃度為2000-4000mg/L。
9.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，步驟(4)中，將一級好氧處理系統出水進入添加懸浮填料的MBBR生物反應器；所述MBBR生物反應器中的載體的比表面積為90-110m2/g，孔隙率≥96％。
10.根據權利要求1所述的VAE乳液生產廢水的處理方法，其中，添加懸浮填料的MBBR生物反應器采用申請號為CN201420647475的蠕動床。
發明內容
本發明的目的在于解決上述問題，提供一種VAE乳液生產廢水的處理方法，該處理方法包括：
(1)生產廢水預處理：將COD＞10000mg/L的VAE乳液生產廢水進行混凝沉淀預處理；
(2)綜合廢水處理：將步驟(1)出水與其他廢水充分混合后，進入進入綜合廢水調節池，進行水量、水質的調節均化；
(3)生化處理：將步驟(2)出水進入生化處理系統的水解酸化池；
(4)雙級好氧處理：將步驟(3)出水依次進入一級好氧處理系統和二級好氧處理系統；所述一級好氧處理系統采用高負荷活性污泥法，所述二級好氧處理系統采用添加懸浮填料的MBBR生物反應器。
本發明的關鍵技術原理包括：
1、對于步驟(1)的混凝沉淀預處理，通過各類生產廢水試驗及分析得知，VAE乳液生產過程中產生的大量設備清洗廢水及水環式真空泵排水及其堿洗廢水，廢水主要成分為VAE合成過程中未完全反應的醛、醇類等有機物質，且有機污染物濃度高、SS濃度高，特別是VAE乳液廢水中的聚乙烯醇屬于不易降解的有機物質。針對這部分含聚乙烯醇的有機污染物濃度高、SS濃度高的VAE乳液清洗廢水可通過添加PAC、FeSO4、PAM等進行混凝沉淀。
2、混凝沉淀預處理降低污染物濃度的廢水后，與廠區其他廢水充分混合后，進入生化處理系統。(現有技術中，按常規生化處理工藝采用厭氧及好氧處理工藝較多，采用厭氧工藝，運行過程中將會產生大量的沼氣，需單獨配套沼氣凈化系統及火炬燃燒系統，風險管控壓力很大，存在一定安全風險。同時，根據綜合廢水水質檢測及試驗結果，VAE乳液廢水屬于典型高COD、低氨氮廢水，如果直接采用厭氧工藝，厭氧反應器存在迅速酸化的風險，需投加大量堿維持進水pH值。)所以，從工藝運行穩定性及產水TDS控制等多方面考慮，本發明中選擇采用好氧處理工藝為主。
3、針對進水水質中含有較多未完全反應的醛、醇類等物質，且VAE乳液廢水中聚乙烯醇屬于不易降解的有機物質，因此針對該難降解污染物設計新增水解酸化處理系統。即通過將進水控制在好氧前段的水解酸化階段，水解酸化菌利用H2O電離的H+和-OH將有機物分子中的C-C打開，一端加入H+，一端加入-OH，可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環狀結構成直鏈或支鏈，提高污水的可生化性。水中SS(水質中的懸浮物)高時，水解菌通過胞外粘膜將其捕捉，從而提高污水處理的去除率，提高耐沖擊負荷。水解酸化處理系統出水進入后續好氧處理系統。
4、采用傳統單級好氧處理工藝存在耐沖擊負荷差，為保證出水水質，設計負荷較低，導致池容過大等問題，存在較大缺陷。因此，對于此進水COD濃度較高生化處理系統，設計采用兩級好氧處理系統(通過第一級高負荷好氧系統有效應對沖擊負荷，并且提高去除效率，降低池容；一級好氧系統出水進入二級好氧處理系統，進一步去除剩余污染物)。
5、鑒于出水指標較高，為保證系統處理要求，設計二級好氧處理系統采用添加懸浮填料的MBBR生物反應器——高能蠕動床(專利申請號為CN201420647475)，以增加好氧處理系統處理能力，提高出水水質。
6、深度處理工藝：鑒于本類進水水質濃度較高、進水波動性大，為避免生產過程中的沖擊負荷對產水水質的影響，提供工藝運行穩定性，進一步保障產水達標，設計高級催化氧化深度處理工藝。目前針對深度去除COD的技術，較多的是高級催化氧化技術，常用的高級催化氧化技術有光催化氧化、電催化氧化、臭氧催化臭氧化以及其他添加催化劑與雙氧水結合的催化氧化工藝。為提高產水水質的穩定性、并考慮工藝的靈活性，本發明設計采用以臭氧催化氧化的高級催化氧化工藝。
本發明的技術方案中，若環評要求排放指標CODCr≥500mg/L、≤1000mg/L(大多化工園區排放指標)即可，則深度處理工藝不必實施，可節省投資費用。
本發明的技術方案中，若環評要求排放指標嚴于CODCr≤500mg/L，所述處理方法還包括：
(5)將步驟(4)出水進入高級催化氧化系統進行深度處理；
所述高級催化氧化系統為光催化氧化系統、電催化氧化系統或臭氧催化臭氧化系統。
本發明中，高級氧化系統指臭氧系統，臭氧系統由專業公司成套提供，市場上做臭氧成套的公司較多，如北京同林、北京本洲納米、天津康源等等。
作為優選方案，所述處理方法還包括：
(6)污泥處理
將生產廢水處理產生物化污泥以及生化處理系統產生的生化剩余污泥排至污泥池中，混合攪拌均勻；然后進入污泥調理罐，對污泥進行化學調理改性；對污泥進行脫水；脫水后的濾液送至調節池繼續進行反應。
作為優選方案，上述的VAE乳液生產廢水的處理方法滿足如下條件中的至少一個：
通過投加石灰對污泥進行化學調理改性；
采用板框壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率在70％以下；
采用離心式脫水機或帶式壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅的含水率為80％-85％。
作為優選方案，所述VAE乳液生產廢水包括水環真空泵堿洗廢水、設備清洗廢水、高壓清洗廢水中的至少一種。
作為優選方案，所述其他廢水包括實驗室廢水、地面清洗廢水、自循環廢水、生活污水、初期雨水中的至少一種。
作為優選方案，所述生活污水包括生產區廢水、辦公區廁所廢水、澡堂廢水中的至少一種。
作為優選方案，步驟(1)中，預處理后的廢水的COD為8000-9500mg/L，電導率＜2600μS/cm。
作為優選方案，步驟(1)中，預處理的方法包括：
向COD＞10000mg/L的VAE乳液生產廢水中投加硫酸亞鐵、PAM絮凝劑，并投加石灰調節體系pH值。
作為優選方案，步驟(2)中，
所述生化處理系統包括水解酸化池、好氧池、沉淀池，水解酸化池采用升流式水解酸化池，水解酸化池采用脈沖式配水，廢水經過脈沖式配水裝置和池底的布水管均勻配水后，由池底向上流動，經過懸浮污泥層和厭氧微生物接觸。
本發明中，在水解酸化池里，截留懸浮物、去除部分有機物、破解大分子有機物、改善污水可生化性，促進有機氮轉化為氨氮。
作為優選方案，上述的VAE乳液生產廢水的處理方法步驟(4)一級好氧處理系統中，滿足如下條件至少之一：
溶解氧濃度為2-4mg/L，pH為7.5-8.5；
冬季溫度為20-25℃，夏季溫度為30-35℃；
污泥的濃度為2000-4000mg/L。
作為優選方案，步驟(4)中，
將一級好氧處理系統出水進入添加懸浮填料的MBBR生物反應器；
所述MBBR生物反應器中的載體的比表面積為90-110m2/g，孔隙率≥96％。
作為優選方案，上述的VAE乳液生產廢水的處理方法中，添加懸浮填料的MBBR生物反應器采用申請號為CN201420647475的蠕動床。
本發明的有益效果：
1、本發明針對含聚乙烯醇、有機污染物濃度高、SS濃度高的VAE乳液生產廢水處理，開發設計了“預處理+改良雙級好氧生化處理(水解酸化+一級好氧+改良好氧—MBBR反應器)+深度處理”的主體工藝，使污染物能得到真正的降解，并保證在不同進水水質情況下均能滿足出水達標的要求。
2、本發明優選采用通過硫酸亞鐵破乳，并回調PH值9.5的混凝沉淀預處理工藝。
3、本發明生化處理擯棄常規“厭氧+好氧”工藝，設計兩級好氧處理工藝；針對不易降解的有機物，在好氧裝置前端設計“水解酸化裝置”；二級好氧處理裝置進行設計改良――應用“蠕動床專利技術(添加懸浮填料的MBBR生物反應器)”；形成“水解酸化+好氧+改良好氧”生化處理工藝。
4、本發明為提高外排水水質的穩定性、并兼顧工藝的靈活性，采用以臭氧催化氧化的高級催化氧化工藝進一步去除COD。
（發明人：錢佩剛;陳永初;張儉;鐘亞強;王佳奇;曲巖峰）
