專利名稱：：一種聚丙烯酰胺生產廢水的處理方法
技術領域：
：本發明涉及一種工業廢水的處理方法，確切地說是一種聚丙烯酰胺生產廢水的處理方法。二
背景技術：
：聚丙烯酰胺(PAM)是常用的絮凝劑和增稠劑，在我國的使用量達到年10萬噸以上，聚丙烯酰胺是以丙烯酰胺為原料來進行聚合生產，同時聚丙烯酰胺在水環境體系中會水解產生丙烯酰胺單體，丙烯酰胺是AA類致癌物質，可以通過皮膚和呼吸道在人體內累積，對人體的神經系統、生殖和免疫系統產生危害。目前國內對聚丙烯酰胺生產廢水的治理技術尚未開展深入研究，國外與這相關處理技術也鮮有報道。目前有關PAM的生產廢水處理采用的還是傳統一般類似化工廢水的處理技術，整個系統主要由厭氧和好氧兩個步驟組成。但PAM生產廢水中存在大量的聚丙烯酰胺和鹽類物質，聚丙烯酰胺會阻礙微生物對氧氣的利用，而鹽類物質會抑制微生物的有氧呼吸，由于這兩方面的原因限制了生產廢水的生物降解效果。此外，這種傳統處理技術存在的主要問題是投資大、反應器啟動周期長、操作復雜、運行不穩定、運行費用高等。三
發明內容本發明針對上述現有技術的不足，旨在提供一種新的處理方法，以保證PAM生產廢水達標排放的穩定性，降低聚丙烯酰胺生產廢水產生的環境風險，所要解決的技術問題是綜合運用物理和生化的處理方法。本處理方法的思路是綜合運用物理吸附和生物降解，物理吸附是用改性凹凸棒土進行吸附；生物降解是借鑒粉末活性炭污泥法，即添加活性炭的活性污泥法(Powderedactivatedcarbontreatment,PACT),將其改進為二級生化處理，第一級使用馴化后的污泥直接生物降解，第二級使用PACT法，在生物降解的同時進行物理吸附。本處理方法包括預處理和生化處理，與現有技術的區別是所述的預處理是用酸改性的凹凸棒土對廢水進行吸附處理，酸改性凹凸棒土的濃度0.81.0g/L，pH值46，溫度1535'C、攪拌或振蕩處理12小時，沉降、分離，凹凸棒土用堿再生后回收循環使用；預處理后的廢水進行二級生化處理。一級生化處理使用馴化后的活性污泥直接進行生物降解，活性污泥的濃度30004000mg/L，調pH值在5.56.5，廢水在曝氣條件下滯留8~12小時。沉降、分離，活性污泥循環使用，當活性污泥的沉降指數SV30(污泥在靜置30分中后，污泥的體積與總體積的比值)大于35%時，活性污泥將不再回流使用。經過一級生化處理后，廢水將進入二級PACT生化池進行進一步的處理，馴化后的活性污泥濃度3000~4000mg/L，活性炭濃度200300mg/L，pH值67，在曝氣條件滯留68小時。所述的酸改性凹凸棒土是取過150-200目篩的凹凸棒土粉先用去離子水洗滌34次，離心分離后干燥脫水并研磨至原細度，然后投入濃度1.52.5mol/L的硫酸溶液中于6575'C下攪拌2小時，沉降抽濾去除上清液，并用去離子水洗滌濾渣直至濾液呈中性，干燥脫水，研磨至原細度。所述的活性污泥取自城市污水處理廠一級生化地，用階梯式馴化法進行馴化。將污泥投入馴化器中，用人工配制的馴化水在pH值6~8、溫度18~24°C、溶解氧4~8mg/L條件下曝氣48小時后沉降，水排出后再加入馴化水重復操作，直至污泥對CODcr的去除率達到穩定。所謂人工配制馴化水即是在水中添加葡萄糖(碳源)、尿素(氮源)、磷酸二氫鉀(磷源)和濃度1000mg/L的AM(丙烯酰胺)水溶液，在馴化水中碳、氮、磷三種元素的質量濃度比為100:4~5:1~2，所謂階梯式馴化即是每次進水中AM水溶液添加量不斷增加。葡萄糖等的添加量不斷減少。實驗表明，酸改性凹凸棒土吸附處理后水中CODcr去除率達75%，PAM去除率達80%。經一級生化處理后，水中所有易生物降解的物質80%以上都被降解，再經二級生化處理并同步吸附后(吸附水中的鹽類、堿類，并具有脫色除臭作用)廢水中的CODcr，NH4-N，色度等指標均達到GB8978-1996中規定的一級排放標準。本方法的特點是兩種不同的吸附材料應用于兩個不同的水處理單元。改性凹凸棒土的使用可以有效的實現粘土礦物在水處理
技術領域：
應用的規模化，而活性炭的使用可以有效的實現難降解物質的去除。整個處理過程條件簡單，容易控制，同時吸附劑再生技術簡單，運行成本大大降低。本方法低能耗、低成本，且能在較短的時間內降解聚丙烯酰胺生產廢水中含有的大部分的丙烯酰胺(AM)和PAM，并能去除部分鹽類和堿度，使廢水達到國家排放標準。四圖l是本方法水處理流程示意圖。含聚丙烯酰胺的化工廢水經過前處理后，進入凹凸棒土吸附反應器中，通過吸附去除掉80%以上的聚丙烯酰胺；經過簡單的沉淀后，廢水進入一級SBR(sequencingbatchreactor)生化池，曝氣812h后，沉淀lh，處理過后出水進入二級SBR生化池；在二級池中，曝氣2h后開始投加一定量的活性炭(Powderedactivatedcarbon，PAC)，并持續曝氣68h后，靜置沉淀lh，廢水可以達達到《污水綜合排放標準》中的一級標準。其中活性炭的投加量，在初次投加時保證濃度在200-300mg/L之間，正常運行后，將不再投加活性炭，只有當出水的水質出現惡化時，再適當地補加一定量的活性炭，補加量要根據出水水質確定。圖2是實驗室應用PACT工藝的小試反應器結構示意圖。配備有溶解氧監測器、溫度控制器、曝氣裝置、攪拌器和保溫夾套等。通過這些裝置可以調節PACT生物降解丙烯酰胺過程中的各個影響因素，使實驗效果達到最佳。圖2中編號為1.入流流量計；2.溫度控制器；3.溫度感應器；4.攪拌器；5.PAC投加器；6.DO感應器；7.取樣口；8.DO儀；9.曝氣裝置；IO.空氣壓縮機；11.排泥管，12.保溫夾套。五具體實施例方式1、凹凸棒土的改性將過150~200目篩的凹凸棒土原粉30g置于500ml三口燒瓶中，加入200ml的去離子水，攪拌60分鐘，再超聲10分鐘，然后靜置12h。傾析上層懸浮液，經離心后，將所得固體以去離子水洗滌4次，最后將洗凈的凹凸棒土于95'C烘干，研磨至原粒度。經測試和計算，提純后的凹凸棒土粒徑在70—74ym，比表面積可達110m"g。再準確稱量25g提純后的凹凸棒土，放入500ml2mol/L硫酸溶液中，在70'C水浴加熱下磁力攪拌2h，抽濾去除上清液，并用蒸餾水洗滌濾渣直至濾液呈中性，在95'C下烘干，研磨至原粒度。2、活性污泥馴化實驗所用污泥取自南京市某污水處理廠一級生化池，采用階梯式馴化法，馴化器有效容積6L，進、出水各3L，溫度控制在1824'C，pH控制在68,溶解氧在48mg/L，水停留時間為48h。進水中添加360g葡萄糖、15.2g尿素和6.3g磷酸二氫鉀補充碳源，氮源和磷源，具體質量見表l，在馴化水中碳、氮、磷三種元素的質量濃度比為100:45:12，同時向水中添加一定體積的IOOOmg七—'AM水溶液，具體加的量按照表l所列的體積進行，從而使水中AM的濃度上升，同時不斷減少葡萄糖等的添加量，直到污泥對COD的去除率達到穩定。表1污泥馴化所加的物料階梯式次序等級<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>3、PAM生產廢水處理:實驗用的PAM生產廢水來自安徽巨成精細化工有限公司，進水水質見下表2。表2安徽巨成PAM生產廢水水質(單位除pH、色度外其余均為mg/L)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(1)預處理預處理實驗條件是酸改性凹凸棒土投加量控制在0.8—1.0mg/mL，pH值4一6，溫度在18—2(TC之間，振蕩吸附處理12小時,沉降、分離，凹凸棒土用2moI/LnaOH再生后回收，廢水進入二級生化處理。實驗結果表明酸改性的凹凸棒土吸附處理后廢水的CODcr去除率能達到75%，PAM去除率達到80%。(2)二級生化處理結合圖2，實驗室二級生化處理如下將馴化好的活性污泥投入反應器中，再投入經酸改性凹凸棒土吸附后的廢水，污泥濃度3500mg/L，在pH值為6時曝氣、滯留12小時，然后向反應器加入粒徑0.075mm0.15mm的活性炭粉，質量濃度200300mg/L，調pH值67，曝氣、滯留8小時，沉降分離，廢水中的CODcr、NH4-N、鹽度、色度均能達到GB8978-1996中規定的一級排放標準，其中出水CODcr的值為89.5mg/L小于一級標準中的100mg/L，NH4-N的值為13.8mg/L小于一級標準中15mg/L。權利要求1、一種聚丙烯酰胺生產廢水的處理方法，包括預處理和生化處理，其特征在于所述的預處理是用酸改性的凹凸棒土對廢水進行吸附處理，酸改性凹凸棒土濃度0.8～1.0g/L，在pH4～6、15～35℃條件下攪拌或振蕩吸附1～2小時；所述的生化處理是對預處理后的廢水進行二級生化處理，第一級用馴化后的活性污泥對廢水進行生化降解，污泥濃度3000～4000mgL-1，pH5.5～6.5、廢水在曝氣條件下滯留8～12小時；第二級用馴化后的活性污泥和活性炭共處理，污泥濃度3000～4000mgL-1，活性炭濃度200～300mg/L，pH6～7，廢水在曝氣條件下滯留6～8小時。全文摘要一種聚丙烯酰胺生產廢水的處理方法，包括預處理和二級活性污泥法處理。預處理采用酸改性的凹凸棒土吸附去除80％以上的聚丙烯酰胺，凹凸棒土通過2mol/L的NaOH溶液浸泡后可以得到再生。二級活性污泥法由不加PAC(Powderedactivatedcarbon)的一級生化處理和投加PAC的二級生化處理組成，一級生化主要去除易降解物質，二級生化利用PAC(粉末活性炭)對氧氣和難降解物質的吸附使廢水處理后能達到《污水綜合排放標準》中的一級標準。文檔編號C02F3/12GK101439918SQ20081024435公開日2009年5月27日申請日期2008年11月28日優先權日2008年11月28日發明者付玉玲,馮景偉,周曉霞,孫亞兵,徐躍武,朱洪標,署李,楊海鋒,蔣欣源,婷鄒申請人:南京大學