[發明專利]一種處理高濃度嗎啉廢水的方法

有效

• 申請號: 201110063390.3
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102674621A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 蒲文晶;楊曉明;耿長君;潘玲;苗磊;鐘大輝;饒輝凱;呂利民;莊立波;劉淑玲
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種高濃度有機工業廢水的處理方法，尤其涉及對含有高濃度(COD＞6000mg/L、氨氮＞500mg/L)氨氮和有機物的嗎啉廢水的處理方法。

背景技術

嗎啉(又稱嗎啡啉或1，4-氧氮雜環己烷，化學分子式為C₄H₉NO)是一種重要的有機化工原料，在化工生產中占有重要位置，廣泛用于生產醫藥、農藥、橡膠助劑、拋光劑、除垢劑、防腐劑、表面活性劑、緩蝕劑、染料、涂料等化工產品。啉還是一種重要的有機溶劑。在生產嗎啉的過程中產生高濃度有機廢水，含有高濃度的氨氮和有機物，主要有機污染物包括嗎啉、甲基嗎啉、乙基嗎啉、苯類、醇類等，要達到排放標準，需要去除其中的氨氮和有機物。

嗎啉、乙基嗎啉均為自然水體中生物降解能力較差的物質，嗎啉濃度達到一定水平時，還會對好氧降解微生物產生抑制作用。雖然嗎啉類物質并沒有出現全球性的污染狀況，但在某些主要生產地區已造成一定污染，在一些國家的食品、煙草及化妝品中有嗎啉、甲基嗎啉被檢出，由于嗎啉、甲基嗎啉具有轉化為致癌、致突變的硝銨和亞硝胺物質的極高潛在性危害，因此，隨著國內生產規模的不斷擴大，嗎啉類物質的污染已引起廣泛注意，對此類廢水的治理也迫在眉睫。

目前，國內嗎啉生產廠家已超過20家，大部分廠家對于嗎啉廢水沒有效的治理手段，多數只能通過物理過程脫氮或經過稀釋后排放至城市污水處理廠。部分廠家由于工藝落后或環保不達標，已紛紛停產。嗎啉類廢水的處理，需要解決的關鍵技術是高濃度氨氮的去除和難降解嗎啉類有機物的降解去除。

目前對于難以生物降解的高濃度有機廢水，多采用化學氧化的方法進行處理，如CN1876577B公布的一種催化氧化處理高濃度廢水的方法及系統，和CN100540481C公布的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，雖然能夠獲得理想的處理效果，但都存在處理成本高的缺點，難以應用于廢水量較大的生產系統中。

也有發明將生物處理與催化氧化相結合，如CN101519267A公布的一種高濃度有機廢水組合處理工藝，采用了“微好氧細菌處理法+化學氧化法+活性污泥法”的方法，在一些難降解廢水處理的實踐中取得了一定效果，但是這種組合的最大缺陷是，化學氧化處理過程中即去除了難降解有機物，也去除了可降解有機物，所以后續的活性污泥階段的運行情況難以控制，且缺乏一定的脫氮過程，不適宜用來處理含氮的有機廢水。

發明內容

本發明的目的是提供一種符合實際工業應用的合理的對含有高濃度氨氮和難降解嗎啉類有機物的廢水處理方法，即“生物降解+化學氧化”的組合處理工藝，它能夠在較大的環境因素的變化中適用，所需的控制性因素和控制條件較少，污染物的去除率極高，且易于穩定實現。

本發明的技術方案是：

該“生物降解+化學氧化”組合處理工藝包括一級厭氧預處理階段、硝化/反硝化脫氮除碳階段、二級厭氧預處理階段、二級好氧階段、化學氧化處理及沉淀，具體步驟如下：

1)一級厭氧預處理階段

通過物理過程脫氮或經過稀釋后的嗎啉廢水，首先進行厭氧水解酸化預處理，進水前將廢水的pH值調至8～9，這一過程的停留時間控制在30～60h，溶解氧控制在0.1～0.8mg/L，污泥濃度控制在4000～10000mg/L，溫度控制在15～35℃，同時需要攪拌裝置(如潛水攪拌器等)對水體進行攪動，以保持活性污泥在水體中的均勻分布。這一階段可使廢水中的固體物質水解為溶解性物質、大分子物質降解為小分子物質，碳水化合物降解為脂肪酸，令有機物在理化性質上發生了很大的變化，進而顯著提高廢水的可生化性。

2)硝化/反硝化脫氮除碳階段

經過水解酸化處理的廢水，即進入硝化/反硝化脫氮除碳階段，這一階段分為四個步驟進行。首先進行4～20h的厭氧處理，溶解氧控制在小于0.3mg/L，此時主要進行的是反硝化脫氮、除碳作用；然后通過曝氣對廢水進行4～30h的好氧處理，溶解氧控制在2～4mg/L，此時主要進行的是硝化作用，將NH₄⁺-N氧化為硝態氮，即NO₃-N，同時有機物的降解作用也較明顯；然后再對廢水進行4～20h的厭氧處理，溶解氧控制在小于0.3mg/L，此時依然進行反硝化作用，但相對于第一個厭氧步驟有所減弱；最后再通過曝氣對廢水進行4～30h的好氧處理，溶解氧控制在2～4mg/L，此時進一步進行硝化及有機物的降解作用，并且效果明顯。