一种季戊四醇生产废水处理系统及其应用的制作方法

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种季戊四醇生产废水处理系统及其应用。

背景技术：

1、季戊四醇是一种多元醇类有机物，在生产醇酸树脂，合成润滑剂、增塑剂、表面活性剂等领域中有着广泛的应用。在工业生产中产生的含季戊四醇废水造成的污染严重，含季戊四醇废水处理工艺逐渐被关注。

2、ic厌氧反应器，即ic内循环厌氧反应器；是在第二代厌氧反应器(uasb)基础上开发出来的，从结构上可看成是由两个上下重叠的uasb反应器串联组成，利用厌氧反应所产生的沼气作为动力，将废水、污泥提升至反应器顶部的分离包，再从中心回流水管回流至反应器底部，实现了混合液的内循环，缓冲了底部进水对污泥的冲击，同时提高了反应器的水力负荷，保证泥水的充分混合，使废水获得稳定的处理效果。目前开发的ic内循环厌氧反应器，克服了其它厌氧反应器负荷低、产气量少、污泥流失等问题。

3、ic厌氧反应器产气和进水的均匀分布以及内循环回流，使底部的污泥呈“流化”状态，进水(底物)和活性污泥(菌种)形成了很好的接触，增大了相互间的传质效果；多组三相分离器的保护，使污泥的流失量仅为uasb的1/3以下，从而保证了反应器运行时有足够多的厌氧污泥，为反应器的稳定、高负荷运行提供安全保障；ic与第一、二代厌氧技术相比占地可减少1/2-1/3，池体容积可减少1/3-1/4，工程总投资也大幅度降低；有专门的分离包，使沼气收集率高；出水稳定，耐负荷冲击强；内循环系统大大减少动力设备消耗及降低运行、维修费用；解决进水系统最易引发的结垢堵塞的问题。

4、mvr蒸发器是一种主要应用于蒸发结晶行业的新型高效节能蒸发设备，该设备采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽，将媒介中的水分离出来，是国际先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品将盐水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后作为产品水引出，如此实现热能的循环利用。mvr蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，mvr为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。

技术实现思路

1、为了解决季戊四醇废水处理的技术问题，提升处理的效率，本技术提供如下技术方案：

2、本发明提供一种季戊四醇生产废水处理系统，包括依次连接的废水处理系统、污泥处理系统和中水回用系统；

3、所述废水处理系统包括依次连接的综合废水调节池，预处理生化池，配水池，ic厌氧反应器(内循环厌氧反应器)和氧化沟型活性污泥处理池；

4、所述污泥处理系统包括依次连接的二沉池和三级混凝反应沉淀池；

5、所述中水回用系统包括依次连接中间水池ⅰ，多介质过滤器，阳离子交换器，uf超滤系统，中间水池ⅱ，一级ro反渗透装置，二级ro反渗透装置，mvr蒸发器和真空圆盘刮板干燥机；

6、所述一级ro反渗透装置，二级ro反渗透装置和mvr蒸发器(mechanical vaporrecompression，蒸汽机械再压缩技术)的出水口均连接回用水箱的进水口。

7、优选的，所述二沉池和三级混凝反应沉淀池均连接污泥浓缩池)；所述污泥浓缩池的出料口连接压滤机。

8、进一步地，所述压滤机的出水口与废水处理系统的进水口连接。

9、优选的，所述综合废水调节池和配水池中均设有曝气搅拌装置，用于均化水质。

10、进一步地，所述曝气搅拌系统，曝气强度为2-4m3/(m2·h)。

11、优选的，所述氧化沟型活性污泥处理池中设有潜水搅拌装置，厌氧段，好氧段和沉淀池；所述厌氧段和好氧段为交替设置，所述沉淀池的出泥口连接厌氧段的进泥口，所述好氧段设有微孔曝气装置。

12、优选的，所述三级混凝反应沉淀池内设有蜂窝填料。

13、优选的，所述一级ro反渗透装置的出水口还连接一级ro浓水箱的进水口，所述一级ro浓水箱的出水口同时连接uf超滤系统和二级ro反渗透装置的进水口。

14、优选的，所述二级ro反渗透装置和mvr蒸发器之间设有二级ro浓水箱。

15、所述预处理生化池中，在预处理池内设置耐甲醛固定填料，并进行生物挂膜，在进水稀释、微生物降解、填料的物理吸附等多重作用下，将废水中甲醛浓度降低至合适值。

16、调配季戊四醇废水营养(氮、磷等)，并降低进入ic厌氧反应器的甲醛含量。依靠机械力的作用(潜水推流器)，强化预处理的传质效果，池内设置耐甲醛固定填料，在进水稀释、微生物降解、填料的物理吸附等多重作用下，将废水中甲醛浓度降低至合适值。

17、耐甲醛固定填料，比表面积≥0.5m2/g，高度3.0m。预处理池出水甲醛浓度控制在100mg/l以下。

18、优选的，所述预处理生化池中内设有潜水推流器，依靠机械力的作用，强化预处理的传质效果。强化预处理的传质效果，功率配置为6-12(w/m3池体)。

19、所述ic厌氧反应器用于大幅度去除水中cod。在该池内废水中剩余部分cod基本得到去除，同时氧化沟内设置厌氧-好氧段交替，能够去除水中氨氮、总氮。

20、所述氧化沟型活性污泥处理池中，在水力流态上，氧化沟内流速可达0.3m/s以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质，使沟内各段的有机物浓度不会有大的变化，抗冲击负荷能力得到增强。

21、该氧化沟包括厌氧段、好氧段、沉淀池，沉淀池沉淀下来的污泥大部分都回流到厌氧段，保证厌氧段的污泥浓度较高。在废水进入氧化沟厌氧段后，沟内的兼性微生物可将废水中的难降解的长链大分子有机物进行分解、断裂，将其分为易分解的小分子物质，可提高废水的可生化性，以利于后续好氧段的生化反应。

22、氧化沟好氧段的溶解氧控制为3-5mg/l，设置微孔曝气器，好氧处理的曝气量为5-6m3/(m2·h)；氧化沟厌氧段控制溶解氧≤0.2mg/l，碳氮比为4-5：1，设置潜水搅拌装置，功率配置为6-12(w/m3池体)。

23、所述二沉池中，好氧污泥在沉淀池中泥水分离，澄清出水，达到去除固体悬浮物(ss)的目的，沉淀污泥大部分回流至氧化沟厌氧段。二沉池的表面负荷在0.6-0.8m3/(m2·h)；其中，所选中心传动刮泥机的线速度为2～3m/min，转速为1～3r/h。

24、该二沉池的沉淀污泥按一定的回流比回流至氧化沟厌氧段和好氧段，以补充流失的菌种；回流比优选为为150％-300％，回流至厌氧处理和好氧处理过程中。

25、所述三级混凝反应沉淀池中进行混凝反应，该混凝反应分为三级，主要目的为高效去钙、镁离子，第一级反应中控制ph在9-10范围内，加入液碱及na2co3，使药剂与废水中的钙、镁离子形成沉淀，继续在后续两格反应池内加入pac和pam，混凝剂pac、高分子助凝剂pam的作用是通过电中和、吸附架桥、网捕及共沉淀等净化机理，使废水中胶体、颗粒物、钙沉淀物等发生混凝反应，使污染物质作为污泥沉降，在随后的沉淀池内泥水分离，使得钙、镁离子，通过双碱法去除。

26、所述三级混凝反应沉淀池中添加液碱(氢氧化钠)、na2co3、pac及pam药剂。所述pac的添加量为0.35-0.45kg/m3废水，所述pam的添加量为0.005-0.01kg/m3废水。

27、优选的，所述步骤s7中，混凝剂及絮凝剂优先采用聚合氯化铝(pac)混凝剂和阴离子聚丙烯酰胺(pam)絮凝剂，所述pac混凝剂中al2o3含量优选为24％，所述pam混凝剂的分子量优选为1200万。

28、所述三级混凝反应沉淀池的产水进入中间水池ⅰ加盐酸回调ph至中性。三级混凝反应沉淀池通过设置蜂窝填料(即斜管沉淀)，运用浅层沉淀原理，缩短颗粒物沉降距离，从而缩短了沉淀时间，并增加了沉淀池的沉淀面积，大幅度提高沉淀池的沉淀效率。

29、所述多介质过滤器去除水中固体悬浮物(ss)：对原水中悬浮物、颗粒物及胶体等物质进行去除，同时对原水中的浊度、色度起到降低作用，它完全可能滤掉原水带来的颗粒、藻类等可见物。保证sdi值不大于3，是后级膜系统的强有力保护屏。

30、优选的，过滤反洗水进入氧化沟型活性污泥处理池进行再处理。

31、所述阳离子交换器中，废水中金属阳离子与阳离子交换树脂上的氢离子进行离子交换，使得溶液中的金属阳离子转移到树脂上，而树脂上氢离子则转移到溶液中(阴离子交换同理)，以此来去除水中盐分，防止后续膜系统结垢堵塞。

32、所述uf超滤系统中，从周围含有微粒的介质中分离出10-100a的溶质微粒。其基本原理是在常温下以一定压力和流量，利用不对称微孔结构和半透膜介质，依靠膜两侧的压力差作为推动力，以错流方式进行过滤，使溶剂及小分子物质通过，大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留，从而达到分离、分级、纯化、浓缩目的。

33、优选的，所述uf超滤系统采用中空纤维膜。

34、所述一级ro反渗透装置中，利用反渗透原理，采用具有高度选择透过性的反渗透膜，能使水中的无机盐去除率达到99％，同时，也能脱除水中的各种有机物、微粒，大大提高产品清洗合格率，且无污染，在纯水制备方面得以广泛采用。

35、该反渗透系统采用进口的陶氏膜能低压抗污染膜元件。同时系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门、流量、电导率、压力表等监控仪表及程控操作系统，它们将通过plc控制系统实现设备长期的保质、保量系统化运行。

36、经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，水分子和极少量的小分子有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入回用水箱。此过程需对进入一级ro反渗透装置的原水进行预处理，具体包括向原水中加入阻垢剂、还原剂、非氧化杀菌剂等，其中还原剂可中和原水中氧化物，防止反渗透膜被氧化，非氧化杀菌剂可消灭水中微生物，防止微生物在膜上附着生长，加入阻垢剂则防止膜结垢堵塞。

37、经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，水分子和极少量的小分子有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入回用水箱。

38、所述一级ro反渗透装置出水时，其中产率80％的淡水进入回用水箱待用，剩余20％一级ro浓水进入一级ro浓水箱暂存，部分一级ro浓水进入二级ro反渗透装置处理，剩余部分一级ro浓水则作为超滤反洗水使用，反洗水和超滤出水一并进入一级ro反渗透装置。

39、所述二级ro反渗透装置出水时，其中产率75％的淡水进入回用水箱待用，剩余25％二级ro浓水进入二级ro浓水箱暂存。

40、mvr蒸发器出水时，其中98％蒸发凝水进入回用水池待用，剩余2％浓缩液进入真空圆盘刮板干燥机进行干燥，结晶委外处理，最大限度降低企业污泥处理费用。

41、真空刮板干燥机是一种卧式以热传导为主的新型浓缩设备，主要用作蒸发浓缩液干燥结晶，该设备热传导部分有主机内壁与圆盘。该设备由于采用热传导方式，排放的气体非常少，所以所需要的热量非常低，非常适用于需要溶剂回收或尾气处理的物料。经过内部特殊设计的夹套式螺旋可以精准的控制物料流动状态与在设备内部的停留时间，从而可以连续生产，也可以批次生产。该设备采用的是夹套和空心圆盘传导方式，故可以对物料进行加热或冷却。此设备具备良好的密封性能，可以根据不同的工艺要求选用真空或常压操作。该产品打破了以往设备只有单一功能的局限性，所以该产品是一种多功能的节能环保型设备。

42、所述回用水箱水泵回企业车间生产使用。

43、各生化池剩余污泥和三级混凝反应沉淀物化污泥一并排入污泥浓缩池浓缩暂存，污泥浓缩池污泥泵入压滤机房压滤脱水，泥饼委外处置，压滤液回至系统前端再处理。

44、具体的，所述季戊四醇生产废水处理系统包括串联的废水处理系统和串联的中水回用系统：其中综合废水调节池出水提升泵出口与预处理池进水口相连；预处理池出水口与配水池进水口相连；配水池出水提升泵出口与ic厌氧反应器进水口相连；ic厌氧反应器出水口与氧化沟进水口相连；氧化沟出水口与二沉池进水口相连；二沉池出水口与三级混凝反应沉淀池进水口相连；三级混凝反应沉淀池出水口与中间水池ⅰ进水口相连；中间水池ⅰ出水提升泵出口与多介质过滤器进水口相连；多介质过滤器出水口与阳离子交换器进水口相连；阳离子交换器出水口与uf超滤系统进水口相连；uf超滤系统出水口与中间水池ⅱ进水口相连；中间水池ⅱ出水口与一级ro反渗透装置的进水口相连；一级ro反渗透装置的出水口与回用水箱、一级ro浓水箱的进水口相连；一级ro浓水箱出水提升泵出口与超滤反洗水进水口、二级ro反渗透系统进水口相连；uf超滤反洗水出水口与中间水池ⅱ进水口相连；二级ro反渗透出水口与回用水箱进水口、mvr蒸发器进水口相连；mvr蒸发器蒸发凝水出水口与回用水箱进水口相连；mvr蒸发器浓缩液出口与真空圆盘刮板干燥机进料口相连。

45、污泥处理系统包括：二沉池、混凝沉淀池排泥泵出口与污泥浓缩池进泥口相连。

46、该季戊四醇生产废水处理系统的系统设计双线运行模式、互为备用、便于检修。

47、本发明还提供一种季戊四醇生产废水处理方法，采用上述季戊四醇生产废水处理系统，包括如下步骤：

48、s101：将季戊四醇废水通入综合废水调节池中，曝气搅拌后进入预处理生化池中进行预处理；所述预处理的方法为进水稀释、微生物降解和填料的物理吸附；

49、s102：将所述步骤s101中预处理的废水通入配水池中曝气搅拌后通入ic厌氧反应器中调节cod(化学需氧量)；

50、s103：将所述步骤s102调节cod后的废水通入氧化沟型活性污泥处理池中调节cod、氨氮和总氮后通入二沉池进行泥水分离；

51、s104：将所述步骤s103泥水分离后得到的上清液通入三级混凝反应沉淀池中进行混凝反应；所述混凝反应分为三级，第一级反应的方法为加入碱液使ph为9-10，第二级反应方法为加入混凝剂pac(聚合氯化铝)，第三级反应的方法为加入高分子助凝剂pam(聚丙烯酰胺)；

52、s105：将所述步骤s104混凝反应后的废水通入中间水池ⅰ中调节ph至中性后通入多介质过滤器中去除固体悬浮物(ss)；

53、s106：将所述步骤s105去除固体悬浮物的废水通入阳离子交换器中去除盐分后通入uf超滤系统进行超滤；

54、s107：将所述步骤s105超滤后的废水通入中间水池ⅱ进行预处理后通入一级ro反渗透装置中进行反渗透，得到一级反渗透浓水和一级反渗透淡水；所述预处理的方法为：加入阻垢剂、还原剂和非氧化杀菌剂；

55、s108：将所述一级反渗透浓水通入二级ro反渗透装置，得到二级反渗透浓水和二级反渗透淡水；

56、s109：将所述二级反渗透浓水通入mvr蒸发器中进行蒸发浓缩，得到蒸发凝水和浓缩液；

57、s110：将所述浓缩液通入真空圆盘刮板干燥机中进行干燥结晶，得到的结晶委外处理，完成所述季戊四醇生产废水处理方法。

58、优选的，所述步骤s108中，一级反渗透浓水部分通入二级ro反渗透装置，剩余部分回流至uf超滤系统。

59、优选的，所述一级反渗透淡水、二级反渗透淡水和蒸发凝水均通入回用水箱中进行回收。

60、优选的，所述步骤s103中，二沉池为周边出水辐流式沉淀池，所述二沉池中设有刮泥机，刮泥机采用中心传动刮泥机。

61、优选的，所述步骤s103泥水分离后的污泥和步骤s104混凝反应得到的沉淀物通入污泥浓缩池中进行浓缩后使用压滤机进行压滤脱水，得到泥饼和压滤液；所述泥饼委外处置，所述压滤液回流至废水处理系统。

62、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

63、本发明的目的在于提供一种季戊四醇废水处理及中水回用系统，本发明根据该类废水的特点，采用本发明提供的装置能够解决季戊四醇废水中有机物含量高、甲醛含量高、生化性差的难题，废水处理系统具有工艺现金、运行稳定可靠，占地面积小，去除效率高、操作维护简单等优点。

64、本发明提供的一种季戊四醇生产废水处理及中水回用系统，根据季戊四醇废水的特性，具有cod浓度高、甲醛含量高、氮、磷等营养物质缺乏、毒性大抑制微生物降解等特点，属于高浓度有毒有害废水，新建1套2400m3/d污水处理及中水回用设施，废水cod约7000mg/l、甲醛在1200-1500mg/l左右，通过微生物降解等并将处理后的污水全部进行回用。

65、本发明以“综合调节池+预处理池+ic厌氧反应器+好氧池+二沉池+三级混凝反应沉淀+离子交换+uf超滤+二级ro反渗透+mvr蒸发+真空圆盘刮板干燥”为主的工艺路线，并将季戊四醇废水彻底生化降解，实现企业生产废水零排放，且经过处理后的回用水质优于自来水，回到车间用于生产。过程中产生的生化污泥经新进行厌氧消化减量后再进行压滤，压滤后的泥饼可以送固废焚烧炉进行处理或委外处理，蒸发结晶过程中产生的浓缩液，先经真空圆盘刮板干燥减量后送固废焚烧炉进行处理或委外处理，最大限度减少企业污泥处理的费用。