一種利用ubf工藝預(yù)處理酸性羧甲基纖維素冷凝液的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性羧甲基纖維素（CMC）冷凝液的方法。酸性CMC冷凝液首先進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)，然后進(jìn)入中和池，在中和池內(nèi)投加Na2CO3溶液使廢水的pH值穩(wěn)定在6.5-7.5之間。中和池的廢水由耐腐蝕化工泵注入U(xiǎn)BF反應(yīng)器底部，廢水經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)填料上的生物膜厭氧凈化后至頂部流入污水深度處理單元，厭氧產(chǎn)生的沼氣收集至沼氣柜。本方法具有處理效率高、能耗小、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性羧甲基纖維素冷凝液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性羧甲基纖維素(CMC)冷凝液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]羧甲基纖維素(Carboxyl Methyl Cellulose,簡(jiǎn)稱CMC),又名羧甲基纖維素鈉，是一種由天然高分子材料纖維素通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改性生產(chǎn)的、具有醚結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，有“工業(yè)味精”之稱。廣泛用于食品、醫(yī)藥、牙膏、紡織等行業(yè)，市場(chǎng)銷量大，效益好。然而，目前國(guó)內(nèi)廣泛采用以精致棉短絨、氯乙酸、乙醇等為原料生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉的工藝普遍存在著原料消耗大且利用率低的問(wèn)題(特別是醚化劑氯乙酸的利用率很低，僅有50~60%得到利用)，未反應(yīng)完的原料也進(jìn)入生產(chǎn)廢水中；因此，產(chǎn)生的羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水既含有羥乙酸鈉、氯乙酸、乙醇、乙醇鈉等有機(jī)物，又含有纖維素、羧甲基纖維素鈉等高分子有機(jī)物，CODcr高達(dá)20000~25000mg/L，不含氮(N)、磷(P)等生物營(yíng)養(yǎng)元素。
[0003]由于作為生產(chǎn)食品級(jí)羧甲基纖維素的工藝廢液中仍含有15-20%的羧甲基纖維素沒(méi)有回收(工業(yè)級(jí)CMC廢液中含有未回收的羧甲基纖維素含量較低，小于5%，回收價(jià)值較小)，將其蒸餾后，所得剩余殘?jiān)闹饕煞轂轸燃谆w維素，可用作水泥添加劑。目前，這種羧甲基纖維素水泥添加劑市場(chǎng)價(jià)格約為12000元/噸左右，利潤(rùn)較高，需求量大，國(guó)內(nèi)一些CMC生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始利用蒸餾工藝，對(duì)食品級(jí)羧甲基纖維素廢液進(jìn)行多效蒸發(fā)處理，所得蒸餾殘?jiān)礊樗嗵砑觿┊a(chǎn)品一羧甲基纖維素，蒸汽余熱回收，冷凝液作為生產(chǎn)廢水外排。這種冷凝液主要含有羥基乙酸、氯乙酸、乙醇等揮發(fā)性有機(jī)物，水溫為30-40°C，COD約為2000-4000mg/L, pH=2.5-3.0。 [0004]目前，未見(jiàn)有關(guān)酸性CMC冷凝液處理的研究報(bào)道。國(guó)外對(duì)CMC生產(chǎn)廢水的處理方法有如下三種:(I)美國(guó)的紫外線氯化法；(2)日本的雙氧水化學(xué)氧化法；(3)德國(guó)的樹(shù)脂交換法。國(guó)內(nèi)對(duì)CMC生產(chǎn)廢液預(yù)處理研究報(bào)道主要有鐵炭微電解法、UASB法等。如《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》2008年9月第31卷第9期121-122頁(yè)報(bào)道了潘碌亭等采用鐵炭微電解法+生物法對(duì)CMC生產(chǎn)廢水的研究，結(jié)果表明鹽分對(duì)生化處理有明顯抑制作用，微電解法對(duì)COD的去除率約為35%。
[0005]本發(fā)明的酸性CMC冷凝液與CMC生產(chǎn)廢液的水質(zhì)差別較大，前者僅含有羥基乙酸、氯乙酸、乙醇等揮發(fā)性有機(jī)物，而后者既含有纖維素、羧甲基纖維素等大分子有機(jī)物，又含有羥乙酸鈉、氯乙酸、乙醇、乙醇鈉等小分子有機(jī)物和氯化鈉等無(wú)機(jī)鹽。因此，如何高效、低成本的處理酸性CMC冷凝液已成為業(yè)界急需解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]上流式厭氧濾池UBF (Upflow Blanket Filter)是一種結(jié)合上流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧生物濾池(AF)的優(yōu)勢(shì)復(fù)合而成的厭氧生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器適合處理含懸浮物少、COD濃度高、COD: N: P營(yíng)養(yǎng)比低的廢水，具有處理效率高、能耗小、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。此外，處理過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量可回收能源——沼氣。本發(fā)明依據(jù)酸性CMC冷凝液的水質(zhì)特點(diǎn)，提出一種采用UBF工藝預(yù)處理的方法，利用厭氧生物膜上異養(yǎng)菌的生物代謝作用來(lái)分解其中的有機(jī)物，達(dá)到降低廢水中COD的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要目的是:提出一種采用UBF工藝預(yù)處理酸性CMC冷凝液的方法。
[0008]本發(fā)明的主要原理是:首先利用Na2C03溶液中和酸性CMC冷凝液，使廢水的pH值穩(wěn)定在6.5-7.5之間，同時(shí)滴加質(zhì)量比10%的農(nóng)用復(fù)合肥溶液，以保證厭氧生物膜上異養(yǎng)微生物代謝所需的營(yíng)養(yǎng)比C0D:N:P= (100-200):5:1。然后以UBF反應(yīng)器內(nèi)充填的聚氨酯基多孔旋轉(zhuǎn)球形填料為生物載體，培養(yǎng)、馴化厭氧生物膜，通過(guò)生物膜上異養(yǎng)菌的生物代謝作用將廢水中的有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物及甲烷、二氧化碳、水等，從而具有處理效率高、能耗小、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。其中的主要反應(yīng)方程式如下:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性羧甲基纖維素(CMC)冷凝液的方法，其特征是采用如下步驟: 1)酸性CMC冷凝液進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池，進(jìn)行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)。 2)上述調(diào)節(jié)沉淀池內(nèi)的CMC冷凝液自流進(jìn)入中和池，投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的工業(yè)Na2CO3堿溶液來(lái)中和酸性CMC冷凝液，利用pH在線控制系統(tǒng)監(jiān)控廢水pH值和堿液投加量，使得中和池內(nèi)廢水PH值穩(wěn)定在6.5-7.5之間，同時(shí)滴加質(zhì)量比10%的農(nóng)用復(fù)合肥溶液。 3)上述中和池內(nèi)的廢水由耐腐蝕化工泵注入U(xiǎn)BF反應(yīng)器底部，廢水經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)載體上的生物膜厭氧凈化后至頂部流入污水深度處理單元，厭氧產(chǎn)生的沼氣收集至沼氣柜。 4)上述調(diào)節(jié)沉淀池的沉淀污泥和UBF反應(yīng)器的剩余污泥分別排放至污泥濃縮池，利用板框壓濾機(jī)對(duì)污泥濃縮池污泥進(jìn)行壓濾脫水，脫水后的泥餅外運(yùn)，濃縮池上清液和板框壓濾機(jī)的污泥壓濾液回調(diào)節(jié)沉淀池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性CMC冷凝液的方法，其特征是:采用生活污水進(jìn)行厭氧生物膜培養(yǎng)、馴化，水力負(fù)荷0.18-0.20m3/(m2 *h)，溫度30_40°C，時(shí)間15-20d。為促進(jìn)厭氧生物膜的形成，在進(jìn)水中加入含水率為99%的豬場(chǎng)沼渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性CMC冷凝液的方法，其特征是:所述步驟3)的UBF反應(yīng)器內(nèi)充填聚氨酯基多孔旋轉(zhuǎn)球形填料，其規(guī)格直徑為Φ80πιπι，比表面積600-800m2/m3，孔隙率大于99%，比重1.03。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用UBF工藝預(yù)處理酸性CMC冷凝液的方法，其特征是:所添加的氮(N)、磷(P)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為市購(gòu)農(nóng)用復(fù)合肥，其主要營(yíng)養(yǎng)元素含量為:N15%、P15%, K15%。按Im3的CMC冷凝液投加10_15g的農(nóng)用復(fù)合肥，以保證厭氧生物膜上異養(yǎng)微生物代謝所需的營(yíng)養(yǎng)比條件。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK103496826SQ201310475984
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】張文藝, 劉芳, 李文昱, 馮國(guó)勇, 吳凌云 申請(qǐng)人:常州大學(xué)