去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统及方法

摘要

本发明涉及化工生产废水处理技术，具体涉及一种去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统及方法，包括依次连接的储水罐、高速剪切泵、压滤机、调节池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池和回流沉淀池，一级缺氧池和二级缺氧池连接碳源投加装置，一级好氧池和二级好氧池连接碱性物质投加装置，二级好氧池经回流泵与一级缺氧池连接，回流沉淀池的回流出口与二级好氧池连接。本发明通过高速剪切泵破乳析出树脂，然后进入压滤机压滤，滤料回收利用，预处理后的废水通过前置反硝化作用、一级好氧作用、后置反硝化作用、二级好氧作用，去除水中总氮，从而使分散废水总氮浓度可以小于10ppm，本发明操作便捷、运行稳定且费用低廉。

权利要求

1.一种去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）废水预处理，废水经储水罐（1）进入高速剪切泵（2），通过高速剪切泵（2）破乳析出树脂，然后进入压滤机（3）压滤，滤料回收利用，经过过滤的废水进入调节池（4）；

2）在一级缺氧池（5）和二级缺氧池（8）内投加反硝化碳源，在一级好氧池（7）和二级好氧池（10）内投加碱性物质调节pH值，调节池（4）内废水输送至一级缺氧池（5）进行反硝化反应，然后依次引入一级好氧池（7）、二级缺氧池（8）和二级好氧池（10），在一级好氧池（7）和二级好氧池（10）进行氨化反应和硝化反应，在二级缺氧池（8）进行反硝化反应；

3）二级好氧池（10）内的混合液输送至回流沉淀池（15）进行泥水分离；

去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统，包括依次连接的储水罐（1）、高速剪切泵（2）、压滤机（3）、调节池（4）、一级缺氧池（5）、一级好氧池（7）、二级缺氧池（8）、二级好氧池（10）和回流沉淀池（15），一级缺氧池（5）和二级缺氧池（8）连接碳源投加装置（6），一级好氧池（7）和二级好氧池（10）连接碱性物质投加装置（9），二级好氧池（10）经回流泵（14）与一级缺氧池（5）连接，回流沉淀池（15）的回流出口与二级好氧池（10）连接。

2.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：所述的回流沉淀池（15）依次与沉淀池（16）、污泥池（17）、污泥泵（18）和板框压滤机（19）连接。

3.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：所述的一级好氧池（7）、二级缺氧池（8）和二级好氧池（10）内均设有曝气装置（12），曝气装置（12）与罗茨鼓风机（13）连接。

4.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：所述的一级缺氧池（5）、一级好氧池（7）、二级缺氧池（8）和二级好氧池（10）内均设有多台潜水搅拌机（11）。

5.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：步骤1）中所述的高速剪切泵（2）转速为8000‑10000rpm。

6.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：步骤2）中一级缺氧池（5）和二级缺氧池（8）反硝化反应中控制溶解氧值为0.2‑0.5mg/L，控制污泥浓度为3000‑3500mg/L。

7.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：步骤2）中所述的一级好氧池（7）和二级好氧池（10）氨化反应和硝化反应中控制溶解氧值为

2.5‑4.5mg/L，控制污泥浓度为3000‑3500mg/L，控制pH值为8.0‑8.5。

8.根据权利要求1所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：步骤3）中回流沉淀池（15）泥水分离后，上清液外排，污泥部分回流至二级好氧池（10），二级好氧池（10）内与回流沉淀池（15）回流污泥的混合液回流至一级缺氧池（5）。

9.根据权利要求8所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，其特征在于：混合液回流量为待处理废水体积或质量的200‑300%。

说明书

去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及化工生产废水处理技术，具体涉及一种去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统及方法。

背景技术

[0002] 聚四氟乙烯分散树脂生产废水中含有未凝聚的聚四氟乙烯，因为表面活性剂的存在，聚四氟乙烯与水呈完全互溶状态，不仅影响废水的达标排放，而且分散树脂流失造成资源浪费。国家对化工企业外排水控制指标要求趋严，总氮指标包含在内，普通的生化处理方法处理总氮不稳定，末端需要通过投加次氯酸钠来去除总氮，保证达标排放，但是此种方法存在多个问题，一是运行成本高，二是增加了出水的含盐量，三是现场气味较大，运行工况较差。

[0003] 关于聚四氟乙烯分散树脂废水的处理记载较少，专利CN110563196A和专利CN200910098261分别采用加入PAC(聚合氯化铝)和钙盐对分散废水进行破乳，回收析出的树脂，但此种方法会影响回收料的加工性能和色泽，增加处理成本。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统及方法，不仅可使外排废水符合国家规定的工业废水排放标准，保护了环境，而且还能够有效的回收分散树脂，物尽其用。

[0005] 本发明所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统，包括依次连接的储水罐、高速剪切泵、压滤机、调节池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池和回流沉淀池，一级缺氧池和二级缺氧池连接碳源投加装置，一级好氧池和二级好氧池连接碱性物质投加装置，二级好氧池经回流泵与一级缺氧池连接，回流沉淀池的回流出口与二级好氧池连接。

[0006] 所述的回流沉淀池依次与沉淀池、污泥池、污泥泵和板框压滤机连接。

[0007] 所述的一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池内均设有曝气装置，曝气装置与罗茨鼓风机连接，罗茨鼓风机变频控制，曝气装置用于向上述池中曝气以调节池中的溶解氧值。

[0008] 所述的一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池内均设有多台潜水搅拌机，优选两台。

[0009] 一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池内同时设置曝气装置和潜水搅拌机，以实现缺氧‑好氧状态的灵活控制。当低负荷运行时，开启好氧池潜水搅拌机，通过变频降低鼓风机曝气量，避免过度曝气。

[0010] 本发明所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法，采用所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统进行废水处理，包括以下步骤：

[0011] 1)废水预处理，废水含有未破乳的聚四氟乙烯分散树脂粒子，经储水罐进入高速剪切泵，通过高速剪切泵破乳析出树脂，然后进入压滤机压滤，滤料回收利用，作为低端产品使用，经过过滤的废水进入调节池；

[0012] 2)去除树脂的废水进入双级硝化和反硝化系统去除总氮，在一级缺氧池和二级缺氧池内投加反硝化碳源，在一级好氧池和二级好氧池内投加碱性物质调节pH值，调节池收集所述预处理后废水，通过水泵输送至一级缺氧池进行反硝化反应，然后依次引入一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池，在一级好氧池和二级好氧池进行氨化反应和硝化反应，在二级缺氧池进行反硝化反应；

[0013] 3)二级好氧池内的混合液输送至回流沉淀池进行泥水分离。

[0014] 步骤1)中所述的高速剪切泵转速为8000‑10000rpm，使废水中所含PTFE树脂充分破乳析出，避免加入絮凝剂破乳影响回收料的加工性能和色泽，降低了生产成本。

[0015] 破乳后的废水进入压滤机压滤，脱水后的树脂集中回收，然后烘干加工作为低端产品使用。

[0016] 步骤2)中一级缺氧池和二级缺氧池反硝化反应中控制溶解氧值为0.2‑0.5mg/L，控制污泥浓度为3000‑3500mg/L。

[0017] 步骤2)中一级好氧池和二级好氧池废水氨化反应和硝化反应中控制溶解氧值为2.5‑4.5mg/L，控制污泥浓度为3000‑3500mg/L，控制pH值为8.0‑8.5。

[0018] 步骤3)中回流沉淀池泥水分离后，上清液外排，污泥部分回流至二级好氧池，二级好氧池内与回流沉淀池回流污泥的混合液回流至一级缺氧池，保证系统中污泥浓度，而且回流污泥中的硝态氮进行反硝化，可以起到脱氮的作用，混合液回流量为待处理废水体积或质量的200‑300％。

[0019] 在二级好氧池末端增设回流泵，能够实现硝化液的大流量回流，通过强化“硝化‑反硝化”功能，利用生化过程实现废水总氮达标排放。

[0020] 回流沉淀池中剩余的污泥经沉淀池和污泥池处理后，再经污泥泵打入板框压滤机处理后将污泥外运。

[0021] 本发明涉及氨化反应、硝化反应、反硝化反应。氨化反应，将废水中有机氮转化为氨氮。硝化反应，将废水中氮氮转化为硝态氮，这个过程需要在氧存在的条件下进行，首先由亚硝酸菌作用将氨氮转化为亚硝酸盐氮，然后由硝酸菌作用将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，由于反应过程需要消耗大量的碱度，需要向废水中投加碱性物质予以补充。反硝化反应，将废水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮转化为氮气。本系统在一级好氧池和二级好氧池进行氨化反应和硝化反应，将有机氮转化为硝态氮，在一级缺氧池和二级缺氧池中进行反硝化反应，使化合态氮转化为分子态氮，获得去碳脱氮的效果，同时具有生物选择的作用，防止污泥膨胀。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0023] 1、本发明通过高速剪切泵破乳析出树脂，然后进入压滤机压滤，滤料回收利用，作为低端产品使用，预处理后的废水通过前置反硝化作用、一级好氧作用、后置反硝化作用、二级好氧作用，去除水中总氮，从而使分散废水总氮浓度可以小于10ppm，可达标排放，本发明操作便捷、运行稳定且费用低廉。

[0024] 2、本发明通过一、二级缺氧池和一、二级好氧池，强化“硝化‑反硝化”功能，利用生化过程实现废水总氮达标排放，不仅可使外排废水符合国家规定的工业废水排放标准，保护了环境，而且还能够有效的回收分散树脂，物尽其用。

[0025] 3、本发明将缺氧池前置，利用反硝化过程去除水中的部分有机物，减轻了好氧段的有机负荷，反硝化过程产生的碱度可以部分补偿硝化过程消耗的碱度，而且可以改善活性污泥的沉降性能，有利于控制污泥膨胀。

附图说明

[0026] 图1为本发明去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统的流程示意图；

[0027] 图中：1、储水罐；2、高速剪切泵；3、压滤机；4、调节池；5、一级缺氧池；6、碳源投加装置；7、一级好氧池；8、二级缺氧池；9、碱性物质投加装置；10、二级好氧池；11、潜水搅拌机；12、曝气装置；13、罗茨鼓风机；14、回流泵；15、回流沉淀池；16、沉淀池；17、污泥池；18、污泥泵；19、板框压滤机。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

[0029] 实施例1

[0030] 如图1所示，所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统，包括依次连接的储水罐1、高速剪切泵2、压滤机3、调节池4、一级缺氧池5、一级好氧池7、二级缺氧池8、二级好氧池10和回流沉淀池15，一级缺氧池5和二级缺氧池8连接碳源投加装置6，一级好氧池7和二级好氧池10连接碱性物质投加装置9，二级好氧池10经回流泵14与一级缺氧池5连接，回流沉淀池15的回流出口与二级好氧池10连接。

[0031] 所述的回流沉淀池15依次与沉淀池16、污泥池17、污泥泵18和板框压滤机19连接。

[0032] 所述的一级好氧池7、二级缺氧池8和二级好氧池10内均设有曝气装置12，曝气装置12与罗茨鼓风机13连接。

[0033] 所述的一级缺氧池5、一级好氧池7、二级缺氧池8和二级好氧池10内均设有两台潜水搅拌机11。

[0034] 实施例2

[0035] 所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法为：采用实施例1中所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统进行废水处理，包括以下步骤：

[0036] 1)废水预处理，将聚四氟乙烯分散树脂废水经储水罐1进入高速剪切泵2，通过高速剪切泵2破乳析出树脂，然后进入压滤机3压滤，滤料回收利用，经过过滤的废水进入调节池4；

[0037] 2)在一级缺氧池5和二级缺氧池8内投加反硝化碳源，在一级好氧池7和二级好氧池10内投加碱性物质调节pH值，调节池4内废水输送至一级缺氧池5进行反硝化反应，然后依次引入一级好氧池7、二级缺氧池8和二级好氧池10，在一级好氧池7和二级好氧池10进行氨化反应和硝化反应，在二级缺氧池8进行反硝化反应；

[0038] 3)二级好氧池10内的混合液输送至回流沉淀池15进行泥水分离，上清液外排，污泥部分回流至二级好氧池10，二级好氧池10内与回流沉淀池15回流污泥的混合液回流至一级缺氧池5，混合液回流量为待处理废水体积的200％，回流沉淀池15中剩余的污泥经沉淀池16和污泥池17处理后，再经污泥泵18打入板框压滤机19处理后将污泥外运。

[0039] 步骤1)中所述的高速剪切泵2转速为8000rpm。

[0040] 步骤2)中一级缺氧池5和二级缺氧池8反硝化反应中控制溶解氧值为0.4‑0.5mg/L，控制污泥浓度为3000‑3200mg/L。

[0041] 步骤2)中所述的一级好氧池7和二级好氧池10氨化反应和硝化反应中控制溶解氧值为3.5‑4.5mg/L，控制污泥浓度为3000‑3200mg/L，控制pH值为8.0‑8.2。

[0042] 经过上述处理后，聚四氟乙烯分散树脂废水的总氮浓度小于10ppm，符合国家规定的工业废水排放标准。

[0043] 实施例3

[0044] 所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法为：采用实施例1中所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统进行废水处理，包括以下步骤：

[0045] 1)废水预处理，将聚四氟乙烯分散树脂废水经储水罐1进入高速剪切泵2，通过高速剪切泵2破乳析出树脂，然后进入压滤机3压滤，滤料回收利用，经过过滤的废水进入调节池4；

[0046] 2)在一级缺氧池5和二级缺氧池8内投加反硝化碳源，在一级好氧池7和二级好氧池10内投加碱性物质调节pH值，调节池4内废水输送至一级缺氧池5进行反硝化反应，然后依次引入一级好氧池7、二级缺氧池8和二级好氧池10，在一级好氧池7和二级好氧池10进行氨化反应和硝化反应，在二级缺氧池8进行反硝化反应；

[0047] 3)二级好氧池10内的混合液输送至回流沉淀池15进行泥水分离，上清液外排，污泥部分回流至二级好氧池10，二级好氧池10内与回流沉淀池15回流污泥的混合液回流至一级缺氧池5，混合液回流量为待处理废水体积的250％，回流沉淀池15中剩余的污泥经沉淀池16和污泥池17处理后，再经污泥泵18打入板框压滤机19处理后将污泥外运。

[0048] 步骤1)中所述的高速剪切泵2转速为9000rpm。

[0049] 步骤2)中一级缺氧池5和二级缺氧池8反硝化反应中控制溶解氧值为0.3‑0.4mg/L，控制污泥浓度为3100‑3300mg/L。

[0050] 步骤2)中所述的一级好氧池7和二级好氧池10氨化反应和硝化反应中控制溶解氧值为3.0‑4.0mg/L，控制污泥浓度为3100‑3300mg/L，控制pH值为8.1‑8.3。

[0051] 经过上述处理后，聚四氟乙烯分散树脂废水的总氮浓度小于10ppm，符合国家规定的工业废水排放标准。

[0052] 实施例4

[0053] 所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理方法为：采用实施例1中所述的去除聚四氟乙烯分散树脂废水总氮的处理系统进行废水处理，包括以下步骤：

[0054] 1)废水预处理，将聚四氟乙烯分散树脂废水经储水罐1进入高速剪切泵2，通过高速剪切泵2破乳析出树脂，然后进入压滤机3压滤，滤料回收利用，经过过滤的废水进入调节池4；

[0055] 2)在一级缺氧池5和二级缺氧池8内投加反硝化碳源，在一级好氧池7和二级好氧池10内投加碱性物质调节pH值，调节池4内废水输送至一级缺氧池5进行反硝化反应，然后依次引入一级好氧池7、二级缺氧池8和二级好氧池10，在一级好氧池7和二级好氧池10进行氨化反应和硝化反应，在二级缺氧池8进行反硝化反应；

[0056] 3)二级好氧池10内的混合液输送至回流沉淀池15进行泥水分离，上清液外排，污泥部分回流至二级好氧池10，二级好氧池10内与回流沉淀池15回流污泥的混合液回流至一级缺氧池5，混合液回流量为待处理废水的300％，回流沉淀池15中剩余的污泥经沉淀池16和污泥池17处理后，再经污泥泵18打入板框压滤机19处理后将污泥外运。

[0057] 步骤1)中所述的高速剪切泵2转速为10000rpm。

[0058] 步骤2)中一级缺氧池5和二级缺氧池8反硝化反应中控制溶解氧值为0.2‑0.3mg/L，控制污泥浓度为3300‑3500mg/L。

[0059] 步骤2)中所述的一级好氧池7和二级好氧池10氨化反应和硝化反应中控制溶解氧值为2.5‑3.5mg/L，控制污泥浓度为3300‑3500mg/L，控制pH值为8.3‑8.5。

[0060] 经过上述处理后，聚四氟乙烯分散树脂废水的总氮浓度小于10ppm，符合国家规定的工业废水排放标准。

[0061] 对比例1

[0062] 1)废水预处理：在聚四氟乙烯分散树脂废水储水罐中加入絮凝剂，开启搅拌使得废水破乳析出树脂，废水中树脂在絮凝剂的作用下形成絮状固体，静置20分钟左右后通过输送泵将处理后的废水输送到压滤机压滤，滤饼回收使用。

[0063] 2)在一级缺氧池内投加反硝化碳源，在一级好氧池和二级好氧池、二级缺氧池内投加碱性物质调节pH值，调节池内废水输送至一级缺氧池进行反硝化反应，然后依次引入一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池，在一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池进行氨化反应和硝化反应，在一级缺氧池进行反硝化反应；

[0064] 本对比例中开启二级缺氧池内曝气装置将其改为好氧池使用，预处理后的废水通过前置一级反硝化作用、一级好氧作用，去除水中总氮。

[0065] 3)二级好氧池内的混合液输送至回流沉淀池进行泥水分离，上清液外排，污泥部分回流至二级好氧池，二级好氧池内与回流沉淀池回流污泥的混合液回流至一级缺氧池，混合液回流量为待处理废水体积的230％，回流沉淀池中剩余的污泥经沉淀池和污泥池处理后，再经污泥泵打入板框压滤机处理后将污泥外运。

[0066] 经过上述处理后，聚四氟乙烯分散树脂废水的总氮浓度为20ppm以上，不符合国家规定的工业废水排放标准。同时预处理没有使用高速剪切泵，通过添加絮凝剂破乳，增加了运行成本。

[0067] 当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。