專利名稱：一種二甲醚生產廢水處理與回用的方法及專用裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及二甲醚生產廢水處理與回用的方法，特別涉及一種采用水質調節池-水解酸化池-內循環流化床-接觸氧化池-斜板沉淀池-微氧生物反應器-多介質過濾器-二氧化氯殺菌集成工藝處理二甲醚生產廢水回用的方法。
背景技術：
二甲醚是一種重要的化工原料，可以用做氣霧劑的拋射劑、制冷劑、發泡劑；高濃度的二甲醚可用做麻醉劑；還可替代LPG及柴油，作為一種清潔新能源材料；二甲醚與甲醇按一定量比例混合成的混合物是一種理想的液體材料，可作為城市煤氣和液化氣的代用品。
二甲醚生產主要以甲醇為原料，一般采用甲醇氣相催化脫水合成工藝，產生的廢水來自化學反應生成的水和粗甲醇中的水分以及粗甲醇中的油、醛、酮、高級醇和脂肪酸等沸點較高的物質。產生的廢水中主要含有甲醇、乙醇、油、蠟、醛、酮、高級醇和脂肪酸及少量其它副產物。廢水特點是溫度高、有機物濃度高、可生化性好、礦化度低，廢水處理后，可作為循環冷卻水系統補充用水。目前，二甲醚生產廢水處理方法主要有物化法、化學法和生化法。物化法、化學法一般只用于廢水的預處理，考慮資源的回收利用，從處理廢水的角度講，廢水處理效果不佳，處理不徹底，達不到排放或回用的要求。而生化法處理該種廢水，不但處理效果好，耐沖擊負荷，運行費用還低。其處理方法分厭氧和好氧法，一般污水處理工藝采用厭氧和好氧組合工藝。I、厭氧生化法厭氧生化法一般適用于高、中、低濃度有機廢水，它適用范圍廣、能耗低、有機物負荷高、剩余污泥量少等優點。其缺點是厭氧生物增殖緩慢，設備啟動時間長、出水往往不達標，需要和好氧工藝串連、系統操作控制因素較為復雜。常用的厭氧工藝主要有厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床、厭氧濾池、厭氧流化床、厭氧折流反應器等，其各自具有優缺點。2、好氧生化法好氧生化法一般適用于中、低濃度有機廢水，處理效率高。好氧生化法主要分活性污泥法和生物膜法，活性污泥法主要包括氧化溝技術、間歇式活性污泥法、吸附生物降解法等，生物膜法主要包括生物濾池、生物轉盤、接觸氧化、生物流化床等。
發明內容
本發明的目的在于提供一種二甲醚生產廢水處理回用于工業循環冷卻水系統補充用水的方法，使二甲醚生產廢水達到循環冷卻水補充用水的要求。為了實現上述目的，本發明采用了調節池-水解酸化池-內循環流化床-接觸氧化池-斜板沉淀池-微氧生物反應器-多介質過濾器-二氧化氯殺菌集成工藝。發明基本原理
I.水質調節池內設污泥回流入口，池底安裝攪拌器，使回流污泥和進水充分混合，不但能達到均化水質的作用，還能達到活性污泥吸附降解有機物的作用。定期從污泥池回流活性污泥。2.水解酸化池內掛有組合填料，池底安裝攪拌器。在組合填料上附著厭氧菌，形成一層生物膜，在攪拌的作用下，當廢水與生物膜接觸時，厭氧菌吸附廢水中的有機物，進行消化分解，同時把大分子或難降解的有機物分解成易降解的有機中間產物，提高廢水的可生化性。3.內循環流化床內掛有組合填料，池底設曝氣裝置。在組合填料上生長著兼氧菌和好氧菌，在曝氣的條件下，為兼氧菌和好氧菌提供新陳代謝所需的氧，同時使廢水上下循環流動，有利于廢水與生物膜的接觸。在內循環流化床內，主要通過好氧菌，將有機物分解為二氧化碳和水，達到去除有機物的目的。4.接觸氧化池與內循環流化床原理相同，不同的是由于廢水中有機物濃度梯度的變化，接觸氧化池生物填料上的菌種發生變化，菌種數量減少。5.斜板沉淀池是在其前端管道混合器分別投加堿和絮凝劑，使生成的絮體在斜板·上快速沉淀，實現渣水分離。6.微氧生物反應器內以活性碳為載體，表面長有一層生物膜，并進行少量曝氣，當廢水和空氣經過炭床時，被切割成細流和小氣泡，充分與生物膜接觸，使有機物進入生物膜，通過生物膜上的細菌新陳代謝降解有機物，微生物反應器定期反沖洗。7.多介質過濾器內主要裝石英砂，當水通過的時候，砂層截留懸浮物，達到去除懸浮物、降濁的目的。8. 二氧化氯發生器采用濃鹽酸和亞氯酸鈉反應生成二氧化氯，二氧化氯溶于水，產生較高的余氯，在有效時間內滅菌。一種二甲醚生產廢水處理與回用的方法，二甲醚生產過程中產生的廢水進入調節池進行水質水量調節；調節池出水溢流至水解酸化池，進行厭氧水解酸化，降解部分有機物，同時提高廢水的可生化性；水解酸化池出水經提升泵提至流化床、流化床內的出水溢流至接觸氧化池，流化床和接觸氧化池通過羅茨鼓風機曝氣，進行生物降解有機物，通過底端曝氣流化床形成一內循環式的流化床結構；接觸氧化池出水經管道泵通過管道混合器提至斜板沉淀池，在管道混合器中投加堿和絮凝劑形成絮體，在斜板沉淀池內渣水分離；斜板沉淀池出水進入中間水池，經過濾泵提至微氧生物反應器，繼續進行生物氧化和活性炭吸附，去除有機物；微氧生物反應器出水進入多介質過濾器，去除懸浮物和少量有機物；多介質過濾器出水進入清水池，在清水池內投加二氧化氯殺菌，殺菌后，清水回用；斜板沉淀池從底部排泥，定期排入污泥濃縮池進行污泥濃縮，濃縮后的污泥經污泥泵打入廂式壓濾機脫水，泥餅外運。調節池停留時間HRT為12h ;水解酸化池HRT為17h ;內循環流化床溶解氧DO控制在5 7mg/L廢水，接觸氧化池DO控制在5 6mg/L廢水，內循環流化床HRT為5h，接觸氧花池HRT為12h ;管道混合器加入堿量為3 5mg/L廢水、無機絮凝劑量為5 10mg/L廢水和高分子絮凝劑量為3 5mg/L廢水；斜板沉淀池HRT為40min ;微氧生物反應器DO控制在0. 5 lmg/L廢水，HRT為20min,反洗周期15天，反洗強度9L/m2 s,反洗時間6min ；多介質過濾器濾速12m/h,反洗周期24h,反洗強度12L/m2 -s,反洗時間15min ;清水池二氧化氯投加量I. 5mg/L廢水。管道混合器加入的堿為氫氧化鈉；加入的無機絮凝劑為聚合氯化鋁；加入的高分子絮凝劑為陽離子聚丙烯酰胺。所述清水可作為二甲醚生產過程中冷卻水系統補充用水。實現上述方法的專用裝置，其主要包括—調節池，呈長方形，前端設有格柵，池底安裝兩臺潛水式攪拌機，其后端溢流口與水解酸化池入水口相連；—水解酸化池，分三個廊道，串聯，錯流進出水，每個廊道內裝有組合填料，每個廊道內安裝一臺潛水式攪拌機，末端設有提升井，其提升井與內循環流化床入水口管路相連；
—內循環流化床，呈正方形，內有一層隔墻，隔墻與外壁之間為循環水通道，內部為曝氣區域，裝有組合填料，池底裝有布水裝置、排泥裝置和管式微孔曝氣裝置，上部設出水堰，其后端溢流口與接觸氧化池入水口相連；——接觸氧化池，分三個廊道，串聯，錯流進出水，每個廊道內裝有組合填料，池底裝有管式微孔曝氣裝置，末端設溢流堰出口，出口經管道泵與管道混合器入口相連；—管道混合器，采用盤管式管道混合器，依次設有堿加藥口、無機絮凝劑加藥口和高分子絮凝劑加藥口，管道混合器出口與斜板沉淀池入口相連；—斜板沉淀池，內裝聚丙烯斜板填料，下設污泥斗排泥，末端設溢流堰，斜板沉淀池出口與微氧生物反應器進水口相連—中間水池，中間水池出口經過濾泵與微氧生物反應器入口相連；——微氧生物反應器，呈罐狀，內填裝活性炭，底部設有布水、布氣裝置，上部設集水裝置，下部進水，上部出水，微氧生物反應器出水與多介質過濾器入口相連；—多介質過濾器，呈罐狀，內主要裝石英砂，底部設有集水、上部設布水裝置，上部進水，下部出水，出水進入清水池；多介質過濾器與清水池相連的管路上設有二氧化氯加料口 ；二氧化氯由二氧化氯發生器產生；—二氧化氯發生器，采用負壓式二氧化氯發生器，用濃鹽酸和亞氯酸反應生成
二氧化氯。清水池的清水出口與二甲醚生產裝置中的冷卻水系統相連。本發明的特點I.調節池具有調節水質和吸附降解的功能。斜板沉淀池回流的污泥進入調節池，污泥快速吸附廢水中的有機物，并進行降解，降低后續生化處理負荷。2.微氧生物反應器具有過濾、吸附和降解的作用。活性炭床可以過濾懸浮物，而且還能吸附廢水中的有機物，生物膜又有吸附降解有機物的作用。微氧生物反應器主要用于處理含較低濃度有機物的廢水。3.污泥濃縮池的設計采用二沉池的結構，濃縮后的污泥濃度高，上清液可直接進入微氧反應器。4.該組合工藝先進，運行可靠，耐沖擊負荷，處理效率高，易于操作等特點。
圖I為本發明的工藝流程圖。圖中1調節池、2水解酸化池、3提升泵、4內循環流化床、5羅茨鼓風機、6接觸氧化池、7提升泵、8管道混合器、9堿液罐、10無機絮凝劑配液罐、11高分子絮凝劑配液罐、12堿液加藥泵、13無機絮凝劑加藥泵、14高分子絮凝劑加藥泵、15高分子絮凝劑加藥泵、16斜板沉淀池、17中間水池、18過濾提升泵、19微氧生物反應器、20多介質過濾器、21清水池、22 二氧化氯發生器、23反洗泵、24污泥濃縮池、25污泥泵、26廂式壓濾機。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。如圖I所示，一種二甲醚生產廢水處理與回用的方法，包括廢水調節池I、水解酸化池2、內循環流化床4、接觸氧化池6、管道混合器8、斜板沉淀池16、中間水池17、、微氧生 物反應器19、多介質過濾器20、清水池21、二氧化氯發生器22，其主要包括—調節池，呈長方形，前端設有格柵，池底安裝兩臺潛水式攪拌機，其后端溢流口與水解酸化池入水口相連；—水解酸化池，分三個廊道，串聯，錯流進出水，每個廊道內裝有組合填料，每個廊道內安裝一臺潛水式攪拌機，末端設有提升井，其提升井與內循環流化床入水口管路相連；—內循環流化床，呈正方形，內有一層隔墻，隔墻與外壁之間為循環水通道，內部為曝氣區域，裝有組合填料，池底裝有布水裝置、排泥裝置和管式微孔曝氣裝置，上部設出水堰，其后端溢流口與接觸氧化池入水口相連；——接觸氧化池，分三個廊道，串聯，錯流進出水，每個廊道內裝有組合填料，池底裝有管式微孔曝氣裝置，末端設溢流堰出口，出口經管道泵與管道混合器入口相連；—管道混合器，采用盤管式管道混合器，依次設有堿加藥口、無機絮凝劑加藥口和高分子絮凝劑加藥口，管道混合器出口與斜板沉淀池入口相連；—斜板沉淀池，內裝聚丙烯斜板填料，下設污泥斗排泥，末端設溢流堰，斜板沉淀池出口與中間水池進水口相連—中間水池，中間水池出口經過濾泵與微氧生物反應器入口相連；——微氧生物反應器，呈罐狀，內填裝活性炭，底部設有布水、布氣裝置，上部設集水裝置，下部進水，上部出水，微氧生物反應器出水與多介質過濾器入口相連；—多介質過濾器，呈罐狀，內主要裝石英砂，底部設有集水、上部設布水裝置，上部進水，下部出水，出水進入清水池；多介質過濾器與清水池相連的管路上設有二氧化氯加料口 ；二氧化氯由二氧化氯發生器產生；—二氧化氯發生器，采用負壓式二氧化氯發生器，用濃鹽酸和亞氯酸反應生成
二氧化氯。清水池的清水出口與二甲醚生產裝置中的冷卻水系統相連。其中
在調節池I內，二甲醚生產廢水、回流污泥、事故池廢水和少量生活廢水在潛水攪拌機攪拌下充分混合，自流入水解酸化池2，在水解酸化池2停留時間17h ;水解酸化池2出水經提升泵3提到內循環流化床4內，在羅茨鼓風機5曝氣的作用下，使溶解氧達到5 7mg/L，廢水在內循環流化床4內停留時間5h ;內循環流化床4出水自流入接觸氧化池6，也是在羅茨鼓風機5曝氣的作用下，使溶解氧達到5 6mg/L，廢水在接觸氧化池6內停留時間12h ;接觸氧化池6出水由管道提升泵7經管道混合器8提升至斜板沉淀池16，由加藥泵13、加藥泵14、加藥泵15向管道混合器加入3 5mg/L堿、5 10mg/L無機絮凝劑和3 5mg/L高分子絮凝劑，斜板沉淀池16停留時間40min，12h排泥一次；斜板沉淀池16出水自流入中間水池17，經過濾提升泵18打入微氧生物反應器19，微氧生物反應器19D0控制在
0.5 lmg/L,停留時間20min,反洗周期15天,反洗強度9L/m2 s,反洗時間6min ;微氧生物反應器19出水進入多介質過濾器20，多介質過濾器20濾速12m/h，反洗周期24h，反洗強度12L/m2 s,反洗時間15min ;多介質過濾器20出水自流入清水池21,同時由二氧化氯發生器22加入二氧化氯殺菌，二氧化氯投加量I. 5mg/L，清水池21停留時間Ih ;斜板沉淀池16從底部排泥，自流入污泥濃縮池24，濃縮污泥經污泥泵25打入廂式壓濾機26，濃漿泵25工作壓力控制在3. 2kgf/cm2。本發明以表I所示的水質為例，進行具體描述。表I 二甲醚生產廢水水質情況
權利要求
1.一種二甲醚生產廢水處理與回用的方法，其特征在于二甲醚生產過程中產生的廢水進入調節池(I)進行水質水量調節；調節池出水溢流至水解酸化池(2)，進行厭氧水解酸化，降解部分有機物，同時提高廢水的可生化性；水解酸化池出水經提升泵提至流化床(4)、流化床內的出水溢流至接觸氧化池￠)，流化床(4)和接觸氧化池(6)通過羅茨鼓風機曝氣，進行生物降解有機物，通過底端曝氣流化床形成一內循環式的流化床結構；接觸氧化池出水經管道泵通過管道混合器(8)提至斜板沉淀池(16)，在管道混合器中投加堿和絮凝劑形成絮體，在斜板沉淀池內渣水分離；斜板沉淀池出水進入中間水池(17)，經過濾泵提至微氧生物反應器(19)，繼續進行生物氧化和活性炭吸附，去除有機物；微氧生物反應器出水進入多介質過濾器(20)，去除懸浮物和少量有機物；多介質過濾器出水進入清水池(21)，在清水池內投加二氧化氯殺菌，殺菌后，清水回用；斜板沉淀池從底部排泥，定期排入污泥濃縮池(24)進行污泥濃縮，濃縮后的污泥經污泥泵打入廂式壓濾機脫水，泥餅外運。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于 調節池停留時間(HRT)為12h ;水解酸化池HRT為17h ;內循環流化床溶解氧(DO)控制在5 7mg/L廢水，接觸氧化池DO控制在5 6mg/L廢水，內循環流化床HRT為5h，接觸氧花池HRT為12h ;管道混合器加入堿量為3 5mg/L廢水、無機絮凝劑量為5 10mg/L廢水和高分子絮凝劑量為3 5mg/L廢水；斜板沉淀池HRT為40min ;微氧生物反應器DO控制在0. 5 lmg/L廢水，HRT為20min,反洗周期15天,反洗強度9L/m2 s,反洗時間6min ；多介質過濾器濾速12m/h,反洗周期24h,反洗強度12L/m2 -s,反洗時間15min ;清水池二氧化氯投加量I. 5mg/L廢水。
3.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于管道混合器加入的堿為氫氧化鈉；加入的無機絮凝劑為聚合氯化鋁；加入的高分子絮凝劑為陽離子聚丙烯酰胺。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于所述清水可作為二甲醚生產過程中循環冷卻水系統補充用水。
5.一種實現權利要求I所述方法的專用裝置，其主要包括 —調節池，呈長方形，前端設有格柵，池底安裝兩臺潛水式攪拌機，其后端溢流口與水解酸化池入水口相連； ——水解酸化池，分三個廊道，串聯，錯流進出水，每個廊道內裝有組合填料，每個廊道內安裝一臺潛水式攪拌機，末端設有提升井，其提升井與內循環流化床入水口管路相連；—內循環流化床，呈正方形，內有一層隔墻，隔墻與外壁之間為循環水通道，內部為曝氣區域，裝有組合填料，池底裝有布水裝置、排泥裝置和管式微孔曝氣裝置，上部設出水堰，其后端溢流口與接觸氧化池入水口相連； ——接觸氧化池，分三個廊道，串聯，錯流進出水，每個廊道內裝有組合填料，池底裝有管式微孔曝氣裝置，末端設溢流堰出口，出口經管道泵與管道混合器入口相連； —管道混合器，采用盤管式管道混合器，依次設有堿加藥口、無機絮凝劑加藥口和高分子絮凝劑加藥口，管道混合器出口與斜板沉淀池入口相連； ——斜板沉淀池，內裝聚丙烯斜板填料，下設污泥斗排泥，末端設溢流堰，斜板沉淀池出口與中間水池進水口相連 —中間水池，中間水池出口經過濾泵與微氧生物反應器入口相連； ——微氧生物反應器，呈罐狀，內填裝活性炭，底部設有布水、布氣裝置，上部設集水裝置，下部進水，上部出水，微氧生物反應器出水與多介質過濾器入口相連； —多介質過濾器，呈罐狀，內主要裝石英砂，底部設有集水、上部設布水裝置，上部進水，下部出水，出水進入清水池； 多介質過濾器與清水池相連的管路上設有二氧化氯加料口 ；二氧化氯由二氧化氯發生器產生； —二氧化氯發生器，采用負壓式二氧化氯發生器，用濃鹽酸和亞氯酸反應生成二氧化氯。
6.如權利要求5所述方法的專用裝置，其特征在于清水池的清水出口與二甲醚生產裝置中的冷卻水系統相連。
全文摘要
一種二甲醚生產廢水處理回用于冷卻系統作為補充用水的方法，采用調節池-水解酸化池-內循環流化床-接觸氧化池-斜板沉淀池-微氧生物反應器-多介質過濾器-二氧化氯殺菌集成處理工藝。采用上述集成工藝處理二甲醚生產廢水，COD去除率達到97％，出水達到循環冷卻水系統補充用水要求。該工藝處理二甲醚生產廢水，具有處理效率高、運行可靠、耐沖擊負荷、操作簡單、運行費用低等特點。
文檔編號C02F103/36GK102807299SQ20111014416
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者孫承林, 于永輝, 于波, 楊旭 申請人:中國科學院大連化學物理研究所