一種干法腈綸廢水的深度處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工業廢水處理技術領域，具體的說是一種干法腈綸廢水的深度處理方法。
【背景技術】
[0002]干法腈綸廢水中污染物主要有硫酸鹽、AN、DMF、EDTA、有機胺、油劑和聚丙烯腈低聚物等，廢水外觀透明、呈淺黃色，低聚物含量高，成分復雜，可生物降解性差，且存在生物抑制性成分，水量水質波動大且難于處理，對環境形成的危害較大，是目前水處理領域的一大難題。
[0003]對于腈綸廢水的研宄，目前均是開發末端處理技術。采用的工藝主要有碳黑或活性炭的接觸氧化法進行生物預處理、混凝氣浮法預處理-厭氧-好氧進行生物工藝、活性污泥-微電解法，混凝沉淀-超濾-反滲透工藝、凝沉淀預處理-電催化氧化-好氧生化工藝等，可以看出，目前對腈綸廢水處理技術主要是將物理化學法和生化法相結合，并以生物處理作為主體技術，但大多處理都不易達標。總結其現有處理工藝存在具體問題如下:
[0004](I)出水COD較高:主要是因為干法腈綸生產中使用20多種原料，聚合反應中又同時生成各種不同分子量的高聚物和副產品，因此廢水的污染物較多，含有難以生物降解且難自然沉降的高分子聚合物和低聚物，其中難生化降解的有機物占50%以上。而現有工藝沒有針對這些難降解有機物設立有效地降解手段。
[0005](2)出水中含有較高的氨氮:腈綸廢水中含有的一些有機物，如DMF、腈類物質、烷烴類以及雜環化合物等，有研宄認為對硝化反應存在抑制作用，這些硝化抑制性物質的存在可能會影響傳統生物硝化過程的處理效果，使得出水的氨氮濃度較高，經厭氧處理后甚至高于進水。
[0006](3)出水仍還有較高的TN:腈綸廢水經過一段生化處理，剩余COD大部分為難降解有機物，使得進入反硝化脫氮階段后可利用的碳源不足；同時該廢水對硝化反應可能存在的抑制作用也是導致出水TN較高的原因。
[0007]雖然有學者進行了一些深度處理干法腈綸廢水方面的研宄，但都僅局限于針對有機污染物的去除，對在缺少反硝化有機碳源的情況下如何脫氮的問題研宄較少，而且也沒有明確提出完整的深度處理工藝流程。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是為解決干法腈綸生產企業廢水處理不達標的問題，提供一種干法腈綸廢水的深度處理方法。
[0009]為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0010]一種干法腈綸廢水的深度處理方法，將待處理干法腈綸廢水通過多介質過濾進行預處理去除懸浮有機物；然后進入納濾系統，對廢水中的難降解有機物和氨氮分離濃縮，使產水可以直接達標排放；納濾系統產生濃水繼續經由亞硝化-厭氧氨氧化系統進行脫氮處理，脫氮處理后出水再進入非均相電催化單元進行氧化反應，去除濃水中難降解有機物，使納濾濃水達標排放。
[0011]所述納濾系統產生濃水一半通過亞硝化工藝將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮，轉化后的濃水與其余的納濾濃水進入厭氧氨氧化系統，完成自養脫氮過程，實現濃水的脫氮。
[0012]所述待處理干法腈綸廢水為經過二級生化處理后的干法腈綸廢水，其COD為200-400mg/L，BOD5S 0_20mg/L，SS 為 0-100mg/L，氨氮為 70_150mg/L，pH 值為 6.7-7.5，溫度 30-35 °C。
[0013]所述多介質過濾單元中，運行參數為:濾速8.8m/h，水洗強度8-10L/S.πι2，氣洗強度10-15L/S.m2，壓力0.6MPa，采用無煙煤及石英砂雙層濾料，兩種濾料填充高度比為1-1.5o
[0014]所述納濾單元中采用抗污染的納濾膜芯。
[0015]所述運行參數為截留分子量500-1000，保安過濾器過濾精度為0.5 μ m，操作壓力
0.3-0.65MPa，產水率 75 %。
[0016]所述亞硝化單元中運行參數為:溶解氧0.5-1.0mg/L，pH值8.0±0.1，溫度30-35°C，污泥濃度4-6g/L，水力停留時間24h，污泥停留時間15天。
[0017]所述亞硝化單元中，接種硝化污泥作為優勢菌種啟動，并投加KClO3專性抑制亞硝酸鹽氧化菌的活性，同時采用平板膜組件出水。
[0018]所述厭氧氨氧化單元中，運行參數為:溶解氧0-0.2mg/L，pH值7.5_8.0，溫度30-35°C，水力停留時間18h。
[0019]所述厭氧氨氧化單元中，采用高純度的厭氧氨氧化菌進行接種，反應器選用生物膜法，并用立體簾式結構無紡布填料進行掛膜，實現低接種菌量下的厭氧氨氧化反應器快速啟動。
[0020]所述非均相電催化單元中催化劑為活性炭負載催化劑，催化劑制備方法如下:將煤質柱狀活性炭載體用去離子水清洗，然后在體積比1:1的硝酸水溶液中浸漬8-10h，用去離子水水洗至濾液呈中性；將處理過的活性炭在10%氫氧化鈉水溶液中浸漬8-10h，用去離子水水洗至濾液呈中性，再用l-2mol/L的稀鹽酸浸泡lh，用去離子水反復漂洗至漂洗水為中性，最后放入90-100°C的真空烘箱中烘干12h ;將處理過的活性炭加入到5%的硫酸亞鐵溶液中密封，在20°C條件下，于氮氣氣氛中加入氨水，并將pH調至8.5，向溶液中通入空氣，控制流速為1.0L/min ;待溶液pH降至中性時，停止通空氣，繼續攪拌Ih后結束反應；過濾，用去離子水清洗棕褐色活性炭負載物至濾液呈無色和無雜質離子，于40-50°C烘干10-12小時，得到負載型FeOOH催化劑，催化劑中羥基氧化鐵晶型為γ型。
[0021]本發明所具有的優點為:
[0022]本發明利用納濾膜和離子平衡效應同時去除COD和氨氮使產水達標；首次將厭氧氨氧化技術應用于處理難降解石化廢水，通過多介質過濾保護、生物膜載體篩選以及純菌接種的方式，突破了菌種增殖慢、反應條件苛刻的應用瓶頸；首次提出厭氧氨氧化與非均相電催化工藝結合去除膜法濃水中COD和氨氮的技術思路，具體為:
[0023](I)多介質過濾預處理工藝可以有效的去除污水中的懸浮物，為后續的納濾工藝和厭氧氨氧化工藝提供良好的進水水質，維持系統處理的高效性和穩定性，同時可以去除水中一部分難降解的有機物，減輕后續工藝處理負荷；
[0024](2)納濾技術在有效的截留腈綸廢水中的難降解有機物及多價離子的同時，還可以通過電荷平衡作用同時去除氨氮，使納濾產水實現污水處理要求直接達標排放，或將產水經適當處理用于廠內生產回用；經過納濾膜的濃縮，可以有效減少四分之三后續厭氧氨氧化等工藝的處理水量；而且與其它反滲透技術相比，納濾過程操作壓力低，納濾通量大，降低了對系統動力的要求，從而降低了投資費用和運行成本。
[0025](3)利用亞硝化-厭氧氨氧化技術處理納濾濃水中的氨氮，可同時解決腈綸廢水難以硝化以及缺少有機碳源的問題，實現納濾濃水自養脫氮的目標。與傳統生物脫氮工藝相比，不需要外加有機碳源，同時節省60%供氧量，降低了能耗和運行費用。
[0026](4)采用非均相電催化技術處理納濾濃水，可有效的去除腈綸廢水中難降解有機物，使納濾濃水COD滿足排放要求。采用非均相電催化體系克服了傳統Fenton體系適應pH范圍窄、酸堿消耗量大、易產生鐵污泥以及催化活性較低等缺陷，降低了能耗。
[0027](5)亞硝化-厭氧氨氧化技術和非均相電催化技術的聯用可有效的去除膜法濃水中高濃度氨氮和COD的去除，開發出了一種實用可行的膜法濃水處理技術。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明實施例提供的干法腈綸廢水深度處理工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0029]首先經過二級生化處理后的干法腈綸廢水通過多介質過濾進行預處理去除懸浮有機物；然后進入納濾系統，對廢水中的難降解有機物和氨氮分離濃縮，使產水可以直接達標排放；濃水繼續經由亞硝化-厭氧氨氧化系統進行脫氮處理，50%左右的納濾濃水通過亞硝化工藝將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮，并與其余50 %的納濾濃水進入厭氧氨氧化系統，完成自養脫氮過程；厭氧氨氧化工藝的出水再進入非均相電催化單元進行