[发明专利]一种丙烯酸废水生化处理的预处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸废水生化处理的预处理装置及方法，属于废水处理技术领域。

背景技术

作为丙烯的重要衍生品，丙烯酸及丙烯酸酯在塑料、胶粘剂、涂料、纺织、造纸、皮革化工、建筑材料等领域的应用得到了迅猛的发展。在丙烯酸生产过程中产生的废水即为丙烯酸废水，丙烯酸废水分为酸性废水和碱性废水两种，本专利只针对酸性废水。丙烯酸废水有机物含量高(化学需氧量COD，简称COD，可高达几万mg/L)、成份复杂且有毒性(含有醋酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲醛、乙醛等)、多呈强酸性(pH在1.5-3之间)、缺乏营养成分(氮、磷及微量元素)，是一类难处理的工业废水。目前，丙烯酸废水处理的工艺有焚烧法、湿式催化氧化法和生物法。

焚烧法是将废水雾化后喷入高温燃烧炉中使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内完全氧化，分解成CO₂和H₂O及少许无机物灰分。湿式催化氧化法是在高温高压下，利用催化剂的催化作用，加速废水中有机物降解的一种方法。生物法是通过微生物自身的新陈代谢处理有机废水的一种方法。

焚烧法和湿式催化氧化法虽然工艺成熟，对废水水质波动抗冲击性强，但是也存在一些缺点，如：焚烧法由于废水COD以及燃烧值未达到直接燃烧的要求，需要额外的燃料油，增加处理费用；丙烯酸废水中含有高盐分、硫元素等，在燃烧过程中会形成熔融盐损坏燃烧设备，或产生SO₂、SO₃等气体，引起二次污染。应用湿式催化氧化法处理丙烯酸废水，由于需要在高温和高压下进行，反应器材质需达到耐高温、耐高压及耐腐蚀的要求，且所用催化剂需定期更换，价格昂贵。

由此可见，运行成本高、能耗大是焚烧法和湿式催化氧化法的特点。从经济方面考虑，限制了它们的应用范围。而生物法具有投资及运行成本低、能耗小等特点，是丙烯酸废水处理的一种较理想方法。目前，国内有一些针对丙烯酸废水利用生物法处理的研究，但是对于生物处理前的预处理都是简单的处理，没有形成一个完整的系统，而生物处理前的预处理对于最终处理效果的好坏有直接影响，所以本专利提出了一套完整的预处理设备及方法。

生物法要求废水有机物浓度适中(不能过高或过低)、BOD/COD值＞0.3、pH值保持在6.5～7.5之间、营养元素及微量元素充足、温度适宜。丙烯酸废水根据其自身的特点，需要从以下几方面进行调节：1、降低丙烯酸废水COD浓度，丙烯酸废水的COD有几万mg/L，需要调整到2000～5000mg/L之间；2、降低丙烯酸废水的毒性，丙烯酸废水中的甲醛、乙醛等醛类对微生物具有毒性，需要降低它们的浓度，以降低生物毒性；3、控制适宜的丙烯酸废水的pH值，丙烯酸废水的pH在1.5-3.0之间，需要调整到6.5-7.5之间；4、调整丙烯酸废水的COD∶N∶P的比例及增加微量元素，丙烯酸废水中氮磷元素缺乏，需要调整到COD∶N∶P＝200∶5∶1；5、控制适宜的水温，丙烯酸废水的水温在60℃左右，需要控制在32-37℃之间。在夏季，由于环境温度较高，丙烯酸废水的温度降低较小，所以需要一定的降温措施来降低温度；而在冬季，由于环境温度较低，丙烯酸废水温度降低较大，需要增温措施来提高温度。

发明内容

本发明的目的是为了解决丙烯酸废水COD浓度高、pH值低、有毒性等缺点不适合生化微生物直接处理的问题，提出了一种丙烯酸废水生化处理的预处理装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种丙烯酸废水生化处理的预处理装置，包括一级加碱装置、管道混合器、一级在线pH计、中和池、中和池搅拌器、二级加碱装置、二级在线pH计、调节池、调节池搅拌器、电动蒸汽开关阀、电动蒸汽调节阀、涡旋蒸汽消音加热器、第一在线温度计、第二在线温度计、氮盐投加装置、磷盐投加装置；

连接关系为：一级加碱装置与管道混合器连接，碱液在此处与丙烯酸废水混合，对丙烯酸废水的pH值进行粗调；管道混合器通过管路与中和池连接；管路上安装有一级在线pH计，用于监测混合后液体的pH值；中和池顶面中间部位装有中和池搅拌器，使液体均匀混合；生活污水进水管、二级加碱装置通过管道与中和池连接；二级在线pH计安装在中和池顶部；中和后的液体通过出水管流入调节池；调节池顶面中间部位装有调节池搅拌器，使液体均匀混合；第一在线温度计、第二在线温度计安装在调节池顶部；氮盐投加装置、磷盐投加装置通过管道与调节池连接；水蒸汽通过蒸汽管进入涡旋蒸汽消音加热器，把水蒸汽分布在调节池内，既保证了水蒸汽分布的均匀，又克服了蒸汽加热存在水锤效应的问题；