CN104445606B - 减少碱消耗的硝化棉废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少碱消耗的硝化棉废水处理方法。该方法是将调节池中的硝化棉废水调节pH值3～6，然后将调节pH值后的硝化棉废水送入一级厌氧池进行处理，一级厌氧池出水全部送入二级厌氧池进行处理，二级厌氧池出水部分回流至调节池用于调节硝化棉废水pH值，其余二级厌氧池的出水送入缺氧池进行处理。本发明方法可有效的减少废水处理中烧碱的消耗，体统平稳运行，出水达标，值得推广应用。
Description
技术领域
本发明属于化工处理过程中的废水处理领域，具体涉及一种减少碱消耗的硝化棉废水处理方法。
背景技术
以棉短绒为原料的硝化棉的生产，首先是将棉短绒经开棉机梳解、除杂后，喷入一定浓度、温度、数量的碱液浸润，经挤压混合，由螺旋输送机送入蒸煮锅内进行蒸煮。在一定的温度及压力的蒸煮条件下，棉短绒中的脂肪、蜡质被皂化和乳化，含氮物质，低糖类及棉籽皮壳等被破坏后溶于碱液中；纤维素聚合度较大的分子“降解”为聚合度较小的分子，经“降解”作用后的棉纤维粘度相应降低。蒸煮后，将棉料用泵送至连续洗涤机进行洗涤，洗去棉料中的残碱和可溶性杂质，洗涤后的棉料进行酸化和漂白，然后脱水烘干制成精制棉。精制棉经在硝化工序与一定成份﹑温度﹑数量的硝硫混酸，发生硝化后反应生成硝化棉。硝化棉经驱酸和煮洗，去除其中的残酸。硝化棉经煮洗安定处理和降粘后，进行脱水和驱水包装。硝化工序产生大量的酸性废水，硝化棉酸性废水主要含有硝酸、硫酸，酸水经废水处理达标后排放。
硝化棉的生产过程中会产生大量的废液，特别是硝化工序会产生的大量酸性废水，脱脂过程也会产生的黑液，包括浓黑液和稀黑液，稀黑液排放至调节池，浓黑液进一步处理后产生的废液也送入调节池。调节池内收集的各种废液统称为硝化棉废水，硝化棉废水呈酸性，常规处理方式是先加入大量烧结调节pH至中性，然后送入生化系统进行处理。调节池内的硝化棉废水由于其他废液的连续进入，pH值时时变化、不易控制，调节时间长，烧碱的投入大大提高处理成本，给生产和经济效益带来较大的负面影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种减少碱消耗的硝化棉废水处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：减少碱消耗的硝化棉废水处理方法，调节池中的硝化棉废水调节pH值3.0～6.0，然后将调节pH值后的硝化棉废水送入一级厌氧池进行处理，一级厌氧池出水全部送入二级厌氧池进行处理，二级厌氧池出水部分回流至调节池用于调节硝化棉废水pH值，其余二级厌氧池的出水送入缺氧池进行处理。
其中，上述方法调节池中的硝化棉废水调节pH值4.0～5.0。
进一步的，可将调节池中的硝化棉废水调节pH值4.0～4.5。
本发明的有益效果是：发明人发现进入生化处理系统的废水并非一定需将pH调节至中性，因为生化系统中存在大量的缓冲物质，对酸、碱均有一定的缓冲能力，因此逐渐减少烧碱的加入量，进入生化系统的废水pH也逐渐减低，由此最终可以将硝化棉废水pH值控制在3～6仍然能够满足生化处理系统的要求，废水处理达标，实现硝化棉废水的处理基本不加烧碱(突发情况下加入少量烧碱，即当大量酸性废水进入到调节池时才需要加入少量烧碱进行调节)。同时，由于生化系统出水的回流，增加了pH的缓冲能力，有利于操作。按照本发明方法实施后，没有出现因pH调节影响废水处理和生产的情况。
具体实施方式
本发明减少碱消耗的硝化棉废水处理方法，是将调节池中的硝化棉废水调节pH值4.0～5.0，然后将调节pH值后的硝化棉废水送入一级厌氧池进行处理，一级厌氧池出水全部送入二级厌氧池进行处理，二级厌氧池出水部分回流至调节池用于调节硝化棉废水pH值，其余二级厌氧池的出水送入缺氧池进行处理。
本领域技术人员可以理解的是，一级厌氧池，二级厌氧池，缺氧池，一级，二级是相对于工艺的先后流程，厌氧池，缺氧池是指其中主要起作用的微生物为厌氧微生物和兼性(缺氧)微生物。二级厌氧池的出水回流量根据调节池的酸度进行控制；回流比通常控制在20-80％，回流比是指二级厌氧池的出水回流的部分与未回流的部分的体积比。
由于调节池废水中有大量酸性废水pH呈酸性，而生化处理中的厌氧处理需要将废水调节为中性，因此需要在调节池加入大量的烧碱进行调节。申请人经过分析、资料查阅和试验，发现如果废液pH为6，经生化处理后出水pH仍会达到9左右，如果调节适当，根本不会对生化系统产生冲击或破坏。测定和统计了大量黑液生化pH数据，发现实际情况跟理论基本相符，进入生化系统废水PH为6.0，生化出水pH均在8.5以上。
废水经过厌氧后PH明显上升，主要与厌氧的脱硫、脱氮和脱氨基作用有关。调节池废水中含有大量的硫酸盐和硝酸盐。硫酸盐在厌氧过程中，SRB以有机物为电子供体，以硫酸盐为电子受体，还原硫酸盐为硫化物，以乙酸和乳酸为例，反应见式1-1、式1-2。
CH3COO-+SO4 2-→2HCO3 -+HS- 式1-1
CH3CHOHCOO-+SO4 2-→2CH3COO-+2HCO3 -+HS-+H+ 式1-2
从上述两个反应式可以看到，每消耗1mol硫酸盐，便会产生2molHCO3 -，HCO3 -与进水的H+发生中和反应，快速提升废水PH。实际运行中取样发现，PH为5.0-6.0的废水进入到一级厌氧的第一段PH就已经升至8.0，与理论分析一致。
硝酸盐在厌氧过程中，异养脱氮微生物利用硝酸盐作为电子受体，氧化有机物。以甲醇为例，发生以下生化反应，见式1-3。
5CH3OH+4NO3 -→3N2↑+4HCO3 -+CO3 2-+8H2O 式1-3
自养脱氮微生物利用还原性的无机物(硫化物、H2)为电子供体，以硝酸盐为电子受体，进行反硝化，反应过程见式1-4，式1-5。
5S+6NO3 -+8H2O→5H2SO4+6OH-+3N2↑ 式1-4
5H2+2NO3 -→4H2O+2OH-+N2↑ 式1-5
同样，硝酸盐在反硝化过程中，也生成了HCO3 -或OH-，都能起到中和进水H+的作用，使得废水PH升高。
除此以外，废水中含有的少量有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下会产生碱性的氨，以甘氨酸和丙氨酸为例的反应过程见式1-6，1-7。
CH2NH2COOH+2[H]→CH3COOH+NH3↑ 式1-6
CH(CH3)NH2COOH+2[H]→CH2(CH3)COOH+NH3↑ 式1-7
反应产生的NH3除与进水中的H+进行中和反应外，还会改变PH，使PH升高。
碱度变化情况。从式1-1，1-2中可以看到，每消耗1mol硫酸盐，便会产生2molHCO3 -碱度。式1-3～1-7可说明硝酸盐反硝化过程和有机氮脱氨基过程都是增加碱度的过程。废水在厌氧过程中会产生大量的CO2，H2S，这些物质在反应器内形成H2CO3/HCO3 -、HCO3 -/CO3 2-、H2S/HS-、HS-/S2-、HAc/Ac-等共轭酸碱，组成了一个缓冲系统，避免了PH的剧烈变化。厌氧进出水碱度变化情况见表1。
表1 厌氧进出水碱度变化情况
从表1可以看出，调节池废水经过厌氧后，碱度升高。在厌氧反应器中，碱度的正常范围为1000—5000mg/L。保持碱度在2000mg/L以上，使其有足够的缓冲能力，可有效的防止PH值的剧烈变化。
下面通过实施例对本发明具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。
实施例
原先工艺为先将烧碱加入调节池调节至中性，然后将调节池内的废水依次送入一级厌氧池、二级厌氧池、缺氧池，处理后废水达标，只是pH调节终点在等当量点附近，调节时加碱量非常不好控制，并且烧碱的大量加入增加了成本。申请人逐渐将烧碱的加入量降低，调节池中的pH也逐渐降低，二级厌氧池出水返回一部分至调节池，起到调节pH的作用，当运行两个月后，系统稳定，通过二级厌氧池的出水控制调节池废水pH值4.0左右，二级厌氧池的出水回流量根据调节池的酸度进行控制，不需要另外向调节池中加入烧碱，系统稳定，废水达到污水综合排放标准GB8978—1996中一级标准的要求。
Claims (1)
1.减少碱消耗的硝化棉废水处理方法，其特征在于：调节池中的硝化棉废水调节pH值4.0～5.0，然后将调节pH值后的硝化棉废水送入一级厌氧池进行处理，一级厌氧池出水全部送入二级厌氧池进行处理，二级厌氧池出水部分回流至调节池用于调节硝化棉废水pH值，其余二级厌氧池的出水送入缺氧池进行处理。
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| C06 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170412 Termination date: 20181203 |