丙烯腈废水处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种丙烯腈废水处理系统。


背景技术：

2.目前，丙烯腈是国家发展新材料产业的重要原料，主要用于生产碳纤维、abs树脂/塑料、丁腈橡胶、腈纶等。
3.丙烯腈生产工艺主要采用丙烯氨氧化工艺，生产废水中含有大量有机氮化合物，并具有一定的生化毒性，处理难度很大。对该类废水的脱氮(氨化-硝化-反硝化)受到两个因素限制：
①
有机氮的氨化速率较低；
②
某些未知的氨化产物有硝化毒性。这两个因素极大影响脱氮效果，是该类废水难以生物处理的主要原因。
4.目前丙烯腈废水处理方法主要包括焚烧、氧化法、生化法等。焚烧法方法简单，但处理成本高，易产生二次污染。氧化法常用作丙烯腈废水的预处理，需引入化学试剂，能有效提高废水的可生化性，运行成本较高。生化法高效环保，具有很大的潜力。类似专利中有采取厌氧 a/o工艺的，还有采用mbr工艺的。其中厌氧 a/o工艺利用厌氧先对丙烯腈废水中高浓cod进行降解，同时部分有机氮氨化。此种工艺工艺路线较长，厌氧工艺投资成本高，同时部分可以作为反硝化碳源的易降解cod在厌氧段去除，后续可能需要投加碳源。另外对mbr工艺，也存在投资成本高的问题，膜系统日常维护和更换费用也较高，膜系统对废水硬度也有要求。本专利针对以上问题，采用改进型氧化沟型式的a/o工艺，具备氧化沟工艺便宜成熟的优点，又没有传统氧化沟工艺不能处理高总氮废水的缺点。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种丙烯腈废水处理系统，包括：
6.第一氧化沟，具有第一入口和第一出口，第一入口流体连通至进水池，以从进水池接收废水；
7.第二氧化沟，具有第二入口和第二出口，第二入口流体连通至第一氧化沟的第一出口，以接收经第一氧化沟处理的废水；
8.分配池，其流体连通至第二氧化沟的第二出口，以接收经第二氧化沟处理的废水，并使经第二氧化沟处理的废水的大部分经由第一氧化沟的回流口回流至第一氧化沟；
9.缺氧池，具有第三入口和第三出口，第三入口流体连通至分配池，以接收经第二氧化沟处理的废水的剩余部分；
10.好氧池，具有第四入口和第四出口，第四入口流体连通至缺氧池，以接收经缺氧池处理的废水；
11.脱气池，其流体连通至好氧池的第四出口，以接收经好氧池处理的废水；
12.二沉池，其流体连通至脱气池，并具有连通到第一氧化沟的污泥回流管。
13.有利地，所述第一氧化沟是缺氧池，所述第二氧化沟是好氧池。
14.有利地，所述第一氧化沟是缺氧池，所述第二氧化沟具有缺氧区和好氧区，缺氧区
和好氧区交替排列。
15.有利地，所述第一氧化沟是厌氧池，所述第二氧化沟具有好氧区和缺氧区，好氧区和缺氧区交替排列。
16.有利地，所述第一氧化沟和所述分配池共用一中间池壁。
17.有利地，穿墙泵设置在中间池壁上，以使分配池中的经第二氧化沟处理的废水的大部分回流至第一氧化沟。
18.有利地，第一氧化沟具有至少一个第一推流器，以使第一氧化沟内的废水沿预定方向流动。
19.有利地，第一氧化沟具有两个第一推流器，它们设置在第一氧化沟的中间导流墙两侧，并关于第一氧化沟的几何中心旋转对称。
20.有利地，两个第一推流器各自距离中间导流墙末端的距离大于第一氧化沟的渠道宽度。
21.有利地，第一氧化沟的第一入口和回流口彼此相邻，以稀释经由第一入口进入第一氧化沟的废水。
22.有利地，所述第二氧化沟具有至少一个第二推流器，以使第二氧化沟内的废水沿预定方向流动。
23.有利地，第二氧化沟具有两个第二推流器，它们设置在第二氧化沟的中间导流墙两侧，并关于第二氧化沟的几何中心旋转对称。
24.有利地，两个第二推流器距离中间导流墙各自末端的距离大于第二氧化沟的渠道宽度。
25.有利地，进水池中设置有酸碱投加管路和ph计，以实时测量进水池中的ph值，并经由酸碱投加管路将ph值保持在预定范围内。
26.有利地，ph值的预定范围为6.5至8。
27.有利地，进水池还流体连通至分配池，以将一部分废水引用分配池，并且碳源管连通到分配池，以将碳源添加至分配池，从而通过一部分废水和碳源降低了分配池内的氧化还原电位。
28.有利地，第一氧化沟、第二氧化沟和缺氧池内分别设置ph计。
29.有利地，第一氧化沟和缺氧池内分别设置氧化还原电位计。
附图说明
30.在下面结合附图详细描述的本实用新型的优选实施方式中，本实用新型的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。
31.图1示出根据本技术的丙烯腈废水处理系统的结构示意图。
32.图2示出根据本技术的丙烯腈废水处理系统的缺氧氧化沟
–
好氧氧化沟工作示意图。
33.图3示出根据本技术的丙烯腈废水处理系统的缺氧氧化沟-好氧/缺氧氧化沟工作示意图。
34.图4示出根据本技术的丙烯腈废水处理系统的厌氧氧化沟-缺氧/好氧氧化沟工作示意图。
35.图5示出第一氧化沟的结构示意图。
36.图6示出第二氧化沟是好氧池的结构示意图。
37.图7示出第二氧化沟是好氧/缺氧池的结构示意图。
38.图8示出第二氧化沟是缺氧/好氧池的结构示意图。
具体实施方式
39.将参照附图详细描述根据本实用新型的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。术语“依次包括a、b、c等”仅指示所包括的部件a、b、c等的排列顺序，并不排除在a和b之间和/或b和c之间包括其它部件的可能性。在下面的描述中，为了方便起见，使用了方向性术语，其中“向上”和“向下”分别指代附图中的方向。但是要指出的是，上述方向仅仅是为例描述方便，本公开并不局限于此，在不同的取向下，各个特征可以具有不同的方向。
40.本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。
41.根据本技术的丙烯腈废水处理系统至少包括第一氧化沟、第二氧化沟和一级缺氧好氧池(a/o池)，两个氧化沟和一级ao池之间彼此独立运行，能够根据具体需要设置需要运行的组的数量。
42.第一氧化沟能够根据需要从缺氧池和厌氧池中选择，第二氧化沟能够根据需要在好氧池以及具有缺氧区和好氧区的缺氧/好氧池中选择。具体地，第一氧化沟和第二氧化沟可以实现三种运行模式，即：缺氧氧化沟
–
好氧氧化沟；缺氧氧化沟-好氧/缺氧氧化沟替运行；厌氧氧化沟-缺氧/好氧氧化沟。
43.当氨化作用比较完善，反硝化效果较好，利用缺氧池即可完成氨化和反硝化效果，此时可以采用缺氧-好氧池运行模式。
44.当硝化效果好，反硝化较差，可以采用缺氧池-好氧/缺氧交替运行模式。
45.当氨化效果差时，可以采用厌氧池-缺氧/好氧交替运行模式，利用厌氧池强化氨化效果。
46.如图1至4所示，丙烯腈废水处理系统1包括进水池11、第一氧化沟12、第二氧化沟13、分配池14、缺氧池15、好氧池16、脱气池17和二沉池18。
47.第一氧化沟12具有第一入口和第一出口，进水池流体连通到第一入口，使得废水经由第一入口进入第一氧化沟12。在第一氧化沟12内还设置有至少一个第一推流器121，例如在图5所示示例中，显示了两个第一推流器121，它们设置在中间导流墙122的两侧，例如上侧和下侧，并且关于第一氧化沟的几何中心旋转对称。通过第一推流器121，使第一氧化沟内的废水沿预定方向行进，而不会滞留在第一氧化沟内。另外，有利地，第一推流器121距离中间导流墙122末端的距离l1大于第一氧化沟的渠道宽度w1，如图3所示。对于第一氧化沟，其具有大致跑道形状，本领域技术人员熟知其具体构造，在此不再赘述。
48.在第一氧化沟内，废水能快速开始反硝化反应(如下描述的，分配池14会将一部分处理后的包含硝化液的废水回流至第一氧化沟内)，如此，废水中大部分cod可以作为反硝化碳源，减少后续碳源的投加(例如在缺氧池内添加的碳源)。另外，废水中包含的小部分有
机氮在第一氧化沟氨化。
49.第二氧化沟13具有第二入口和第二出口。第一氧化沟12的第一出口流体连通至第二氧化沟13的第二入口，使得废水中包含的大部分有机氮在第二氧化沟内通过微生物而氨化，进而转化为硝基氮。与第一氧化沟12类似，第二氧化沟13也具有跑道形状。
50.第二氧化沟13的第二出口流体连通至分配池14，通过分配池14，将经过第二氧化沟13处理的废水的大部分回流至第一氧化沟12，以使包含硝化液的废水在第一氧化沟12中进行反硝化反应。举例来说，回流至第一氧化沟12内的包含硝化液的废水与经由进水池11流入第一氧经沟缺氧池12的废水之间的比例为20：1，该比例由进水池11的废水的凯氏氮浓度决定。
51.在第二氧化沟13内还设置有至少一个第二推流器131，例如在图6-8所示示例中，显示了两个第二推流器131，它们设置在中间导流墙132的两侧，例如上侧和下侧，并且关于第二氧化沟的几何中心旋转对称。通过第二推流器131，使第二氧化沟内的废水沿预定方向行进，而不会滞留在第一氧化沟好氧区内。另外，有利地，第二推流器131距离中间导流墙132末端的距离l2大于第二氧化沟的渠道宽度w2，如图6所示。
52.如图1所示，第一氧化沟12和分配池14共用一个中间池壁123，在该中间池壁123上设置有穿墙泵141，作为包含硝化流的废水的回流泵，同时起到搅拌均质的作用。穿墙泵提升扬程仅需1m即可，大大节省占地和电耗。除了包含硝化液的废水回流至第一氧化沟，分配池的其余泥水混合物经由缺氧池15的第三入口流入缺氧池15。在缺氧池15内，添加碳源，进一步降解一级a/o池未降解的硝态氮，即进行反硝化反应。好氧池16具有第四入口和第四出口，经由第四入口与缺氧池流体连通，经由第四出口与脱气池流体连通。在好氧池16内，与第二氧化沟类似，同样设置有曝气区域，以实现缺氧和好氧的切换。
53.如图2所示，进水池还流体连通至分配池，以将一部分废水引导至分配池，并且碳源管连通到分配池，以将碳源添加至分配池，从而通过一部分废水和碳源降低了分配池内的氧化还原电位，使从分配池到第一氧化沟和缺氧池的硝化液中的溶氧含量尽可能少，以便硝化液一到达缺氧池就能马上开始反应，提高脱氮效率。
54.进水池设置酸碱投加管路和ph计，以监测ph值，并通过酸碱投加管道控制进水池内的废水的ph在预定范围内，例如在6.5至8之间。
55.对于第一氧化沟12内的反硝化负荷，一般使其小于0.05kgn-no3/kgmlvss.d。对于第二氧化沟13内的硝化负荷，一般使其小于0.025kgntk/kgmlvss.d。废水在整个生化池内的停留时间宜大于40小时。
56.另外，第一氧化沟12、第二氧化沟13和缺氧池15内均设置有ph计，且第一氧化沟12和缺氧池15内分别设置orp计以测量氧化还原电位，第二氧化沟13和好氧池16内分别设置do仪。缺氧池15内池设置硝态氮分析仪，以测量硝态氮含量，并基于测量结果调整包含硝化液的废水的回流量。
57.脱气池17流体连通至好氧池16，采用空气旋流搅拌形式。
58.二沉池18流体连通至脱气池17，采用幅流式沉淀池。二沉池污泥回流至第一氧化沟12，回流倍数为1倍。
59.二沉池负荷宜在0.5m3/m2.h以内，并且固体通量有利地小于200kg/m2.d。
60.下面依次描述丙烯腈废水处理系统的三种运行模式。
61.在缺氧氧化沟-好氧氧化沟运行模式中，第一氧化沟是缺氧池，第二氧化沟是好氧池，如图2所示。对于第二氧化沟13，如图6所示，第二氧化沟13内还设置有曝气区域133，在图6的示例中，显示出两个曝气区域133，但是应明白，还可以设置任意数量的曝气区域。在图6中，两个曝气区域133设置在中间导流墙132的两侧，例如上侧和下侧，并关于第二氧化沟13的几何中心旋转对称。通过曝气区域，第二氧化沟13可以实现缺氧和好氧的切换。曝气区域设置有空气旋流曝气器，对于空气旋流曝气器，对于本领域技术人员来说是熟知的，因此本文不再赘述。
62.在缺氧氧化沟-缺氧/好氧氧化沟运行模式中，其与缺氧氧化沟-好氧氧化沟运行模式的主要区别在于第二氧化沟具有缺氧区133和好氧区134，缺氧区和好氧区交替排列，如图3所示。具体地，对于第二氧化沟，如图7所示，第二氧化沟仅具有设置在中间导流墙132下侧的曝气区域133，这可以通过完全或部分关闭中间导流墙132上侧的曝气区域的曝气装置同时在关闭曝气装置的起点投加部分原水，使得好氧氧化沟内部形成缺氧-好氧循环交替的状态，强化反硝化过程。
63.在厌氧氧化沟-缺氧/好氧氧化沟运行模式中，第一氧化沟是厌氧池，第二氧化沟具有缺氧区和好氧区，缺氧区和好氧区交替排列，如图4所示。这通过关闭分配池到第一氧化沟的硝化流回流(例如关闭第一阀门aa，其设置在硝化液回流管线中)同时将二沉池的污泥的一部分回流至第二氧化沟的第二入口(例如关闭设置在污泥回流管线上的第二阀门cc，并打开第三阀门)而实现。通过控制第二阀门cc和第三阀门bb的打开和关闭时间，可以长时间向第二氧化沟的入口补充污泥，短时间向第一氧化沟补充污泥，使第一氧化沟成为厌氧池，进一步强化氨化效果。对于第二氧化沟，如图8所示，第二氧化沟仅具有设置在中间导流墙132上侧的曝气区域133，这可以通过完全或部分关闭中间导流墙132下侧的曝气区域的曝气装置来实现。
64.本技术的丙烯腈废水处理系统具有特殊的池体结构形式，使系统抗冲击性大大增强，同时可以针对进水水质变化调整运行方式，大大节约运行能耗；利用氧化沟形式的a/o池，好氧池可以切换缺氧和好氧方式运行，高浓废水进入系统后可以得到很好稀释，适合于处理高有机氮和高氨氮废水。
65.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
66.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。