本發(fā)明主要公開(kāi)了一種處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，包括將廢水調節pH值后分別通過(guò)折流板水解池、厭氧進(jìn)水池、厭氧反應器、好氧生化池、二沉池、催化氧化進(jìn)水池和催化氧化塔分別處理。同時(shí),本發(fā)明還公開(kāi)了適用于上述方法的專(zhuān)用裝置。本發(fā)明對均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水色度去除率達到97.0%，COD去除率達到99.0%，丙酮去除率達到99%。
權利要求書(shū)
1、一種處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟:
（1）廢水在綜合調節池收集后，用泵打入pH調節池內，加入堿性pH調節劑，調節廢水pH到8~8.5；
（2）將步驟（1）處理后的廢水用泵打入折流板水解池內，水流在池內進(jìn)行切向折流，池體底部放置池體積30%（體積占比）的固定床填料，進(jìn)行兼氧水解反應，反應時(shí)間為20~30小時(shí)，水解苯環(huán)類(lèi)的大分子有機物，降解小分子有機物；
（3）將步驟（2）處理后的廢水自流入厭氧進(jìn)水池，加入堿性pH調節劑，調節廢水pH到7.5~8；
（4）將步驟（3）處理后的廢水用泵打入厭氧反應器，降解有機物；
（5）將步驟（4）出水自流進(jìn)入好氧生化池，通過(guò)好氧菌的生物作用，降解有機物，控制好氧生化池的溶解氧濃度為2~4mg/L；
（6）將步驟（5）的好氧生化池的泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入后續處理，污泥另行處理；
（7）將步驟（6）的上清液自流入催化氧化進(jìn)水池，加入酸性pH調節劑，調節廢水pH到5.5~6.5；
（8）將步驟（7）的液體泵入催化氧化塔中，利用雙氧水加藥裝置，加入濃度為27.5%的雙氧水，通過(guò)與塔中固定的表面催化劑接觸混合，發(fā)生催化氧化反應，反應時(shí)間為2.5~4.0h，出水合格排放。
2、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（1）和步驟（3）中的堿性pH調節劑為液堿或純堿，所述步驟（7）中的酸性pH調節劑為鹽酸或者硫酸。
3、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（2）的折流板水解池包括以折流板為豎向分隔的隔墻，固定床的填料沿著(zhù)池底橫向裝填，水流在各個(gè)隔墻內依次通過(guò)填料的下部及上部，廢水在填料床與兼氧菌充分接觸反應，水解大分子有機物，降解有機物。
4、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的兼性細菌為腸桿菌屬、芽胞桿菌屬或克雷伯氏菌屬。
5、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（4）所述的厭氧反應器為UASB升流式厭氧反應器，容積負荷為6.3kgCOD/m3.d，厭氧反應器停留時(shí)間為48~72小時(shí)。
6、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（4）厭氧反應器內的厭氧菌為環(huán)狀芽孢桿菌、產(chǎn)甲烷球菌屬、產(chǎn)甲烷微菌屬、產(chǎn)甲烷八疊球菌屬、暈輪微球菌、致金假單胞菌中的一種或多種。
7、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（5）中好氧生化池中菌種為分歧桿菌屬、螺菌屬、貝格林克屬或德克氏屬中的一種或幾種。
8、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（8）中的廢水與雙氧水的重量比為1000:1~3。
9、根據權利要求1所述的處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，其特征在于，所述步驟（8）中的表面催化劑的制備步驟為：用含重量百分比為0.4~1.3%的硝酸鐵、0.6~2.4%的硝酸銅和0.1~0.4%的硝酸銀水溶液浸漬活性炭24小時(shí)后，105℃烘干，再以700~800℃焙燒成型。
10、一種適用于權利要求1~9任一所述處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水方法的專(zhuān)用裝置，其特征在于，包括通過(guò)提升泵與管道依次連接的集水池、pH調節池、折流板水解池、厭氧進(jìn)水池、厭氧池、好氧池、二沉池、催化氧化進(jìn)水池、催化氧化塔和曝氣風(fēng)機；折流板水解池內設有與與池壁平行的豎向折流板，沿池長(cháng)方向將池體分隔為4格，每格池體底部設有1~6目的活性炭填料；所述厭氧池下部設有厭氧菌填料，厭氧菌填料下方通過(guò)提升泵將水泵至厭氧池中部，所述厭氧池上部設有布水器、頂部設有溢流口；所述好氧池頂部設有隔板，隔板下方設有好氧菌填料，所述好氧菌填料上方設有管道通入二沉池設置的過(guò)濾管；所述催化氧化塔內設有負載表面催化劑的催化劑填料；所述好氧池、催化氧化塔內底部通過(guò)管道連接曝氣風(fēng)機。
一種處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法及專(zhuān)用裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法。
背景技術(shù)
均苯四甲酸二酐(PMDA，簡(jiǎn)稱(chēng)均酐)，分子式C10H2O6，分子量218.12，
其外觀(guān)為白色粉末或針狀結晶，溶于丙酮、乙酸乙酯等，不溶于乙醚、氯仿、石油醚及冷蘇打溶液，遇水或置于濕空氣中會(huì )變成均苯四酸，熔點(diǎn)287℃，沸點(diǎn)397~400℃，比重(20/4℃)1.680。
均酐最大用途就是用作聚酰亞胺的原料。具有不溶的特點(diǎn)，同其它塑料相比，有著(zhù)非常優(yōu)良的耐熱性、電絕緣性、耐化學(xué)藥品性、耐磨性、耐放射性，在工業(yè)上主要用途是制成薄膜用作電機和電纜的耐熱絕緣襯墊或繞包材料，或用作柔性電路板基材等。
現有的均苯四甲酸二酐的生產(chǎn)工藝主要是均四甲苯與空氣在一定溫度下，在催化劑床層中催化氧化生成均酐及少量副產(chǎn)物，同時(shí)還有均四甲苯完全氧化為二氧化碳和水。
但生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生的廢水有機物濃度高，含有大量丙酮、均苯四甲酸、偏苯三酸、聯(lián)苯三酸、順丁烯二酸等副產(chǎn)，有機物濃度高到35000mg/L以上，丙酮濃度高達6000mg/L，毒性較大。含有苯環(huán)類(lèi)的有機較為穩定，可生化性差。因此對此類(lèi)廢水處理難度極大。
現有該類(lèi)廢水的處理主要處理方法是芬頓氧化加生化處理，由于芬頓氧化難以氧化廢水中的丙酮、順丁烯二酸，僅對苯環(huán)類(lèi)的均苯四甲酸、偏苯三酸、聯(lián)苯三酸有一定的氧化性。高濃度的丙酮進(jìn)入生化系統后，丙酮濃度6700mg/L對厭氧微生物就有殺滅作用，特別影響產(chǎn)甲烷菌的生長(cháng)。
因此，針對均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水，需要將厭氧和水解反應器分開(kāi)設置，防止高濃度的丙酮進(jìn)入厭氧體系，影響產(chǎn)甲烷菌的生長(cháng)。
水解反應池采用折流板水解池的形式，內部充填活性炭，折流板形式將水池分隔為4個(gè)獨立的反應室，每個(gè)反應室都是一個(gè)相對獨立的上流式填料床反應池，具有良好的水力流態(tài)，這些反應池通過(guò)構造上的改進(jìn)，使其中的水流大多呈推流與完全混合流相結合的復合型流態(tài)，因而具有高的反應器容積利用率，可獲得較強的處理能力；填充的活性炭具有良好的生物固體的截留能力，使一個(gè)反應器內微生物在不同的區域內生長(cháng)，同時(shí)也增強系統抗沖擊負荷，與不同階段的進(jìn)水相接觸，在一定程度上實(shí)現生物相的分離，從而可穩定和提高設施的處理效果；通過(guò)構造上改進(jìn)，延長(cháng)水流在反應器內的流徑，從而促進(jìn)廢水與污水的接觸。
經(jīng)過(guò)二沉池后的出水，其中仍有一部分污水有機物濃度不能完全達標，且生化性仍然不高，不能單純依靠生化法繼續降解有機物，因此后端接入催化氧化作為處理手段，深度氧化有機物。
發(fā)明內容
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現有技術(shù)的不足，提供一種處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，主要對其中的丙酮和均苯四甲酸、偏苯三酸、聯(lián)苯三酸、順丁烯二酸有機物進(jìn)行降解。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述處理方法的專(zhuān)用裝置.
技術(shù)方案：為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體是這樣來(lái)完成的：一種處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水的方法，包括以下步驟:
（1）廢水在綜合調節池收集后，用泵打入pH調節池內，加入堿性pH調節劑，調節廢水pH到8~8.5；
（2）將步驟（1）處理后的廢水用泵打入折流板水解池內，水流在池內進(jìn)行切向折流，池體底部放置池體積30%（體積占比）的固定床填料，進(jìn)行兼氧水解反應，反應時(shí)間為20-30小時(shí)，水解苯環(huán)類(lèi)的大分子有機物，降解小分子有機物；
（3）將步驟（2）處理后的廢水自流入厭氧進(jìn)水池，加入堿性pH調節劑，調節廢水pH到7.5-8；
（4）將步驟（3）處理后的廢水用泵打入厭氧反應器，降解有機物；
（5）將步驟（4）出水自流進(jìn)入好氧生化池，通過(guò)好氧菌的生物作用，降解有機物，控制好氧生化池的溶解氧濃度為2~4mg/L；
（6）將步驟（5）的好氧生化池的泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入后續處理，污泥另行處理；
（7）將步驟（6）的上清液自流入催化氧化進(jìn)水池，加入酸性pH調節劑，調節廢水pH到5.5~6.5；
（8）將步驟（7）的液體泵入催化氧化塔中，利用雙氧水加藥裝置，加入濃度為27.5%的雙氧水，通過(guò)與塔中固定的表面催化劑接觸混合，發(fā)生催化氧化反應，反應時(shí)間為2.5 ~4.0h，出水合格排放。
其中，所述步驟（1）和步驟（3）中的堿性pH調節劑為液堿或純堿，所述步驟（7）中的酸性pH調節劑為鹽酸或者硫酸。
其中，所述步驟（2）的折流板水解池包括以折流板為豎向分隔的隔墻，固定床的填料沿著(zhù)池底橫向裝填，水流在各個(gè)隔墻內依次通過(guò)填料的下部及上部，廢水在填料床與兼氧菌充分接觸反應，水解大分子有機物，降解有機物。
其中，所述折流板為與池壁平行的豎向折流板，沿池長(cháng)方向將池體分隔為4格；所述固定床填料為1~6目活性炭。
其中，所述步驟（2）中的兼性細菌為腸桿菌屬、芽胞桿菌屬或克雷伯氏菌屬。
其中，所述步驟（4）所述的厭氧反應器為UASB升流式厭氧反應器，容積負荷為6.3kgCOD/m3.d，厭氧反應器停留時(shí)間為48~72小時(shí)。
其中，所述步驟（4）厭氧反應器內的厭氧菌為環(huán)狀芽孢桿菌、產(chǎn)甲烷球菌屬、產(chǎn)甲烷微菌屬、產(chǎn)甲烷八疊球菌屬、暈輪微球菌、致金假單胞菌中的一種或多種。
其中，所述步驟（5）中好氧生化池中菌種為分歧桿菌屬、螺菌屬、貝格林克屬或德克氏屬中的一種或幾種。
其中，所述步驟（8）中的廢水與雙氧水的重量比為1000:1~3。
其中，所述步驟（8）中的表面催化劑的制備步驟為：用含重量百分比為0.4~1.3%的硝酸鐵、0.6~2.4%的硝酸銅和0.1~0.4%的硝酸銀水溶液浸漬活性炭24小時(shí)后，105℃烘干，再以700~800℃焙燒成型。
一種適用于處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水方法的專(zhuān)用裝置，包括通過(guò)提升泵與管道依次連接的集水池、pH調節池、折流板水解池、厭氧進(jìn)水池、厭氧池、好氧池、二沉池、催化氧化進(jìn)水池、催化氧化塔和曝氣風(fēng)機；折流板水解池內設有與與池壁平行的豎向折流板，沿池長(cháng)方向將池體分隔為4格，每格池體底部設有1~6目的活性炭填料；所述厭氧池下部設有厭氧菌填料，厭氧菌填料下方通過(guò)提升泵將水泵至厭氧池中部，所述厭氧池上部設有布水器、頂部設有溢流口；所述好氧池頂部設有隔板，隔板下方設有好氧菌填料，所述好氧菌填料上方設有管道通入二沉池設置的過(guò)濾管；所述催化氧化塔內設有負載表面催化劑的催化劑填料；所述好氧池、催化氧化塔內底部通過(guò)管道連接曝氣風(fēng)機。
有益效果：本發(fā)明與傳統技術(shù)相比，存在以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）采用折流板水解池形式，內部充填的活性炭一方面具有良好的生物固體截留能力，另一方面針對高濃度的丙酮，也有極強的抗沖擊負荷的能力，防止高濃度的丙酮直接與菌種接觸；
（2）水解反應池采用折流板水解池的形式，內部充填活性炭，折流板形式將水池分隔為4個(gè)獨立的反應室，每個(gè)反應室都是一個(gè)相對獨立的上流式填料床反應池，具有良好的水力流態(tài)，這些反應池通過(guò)構造上的改進(jìn)，使其中的水流大多呈推流與完全混合流相結合的復合型流態(tài)，因而具有高的反應器容積利用率，可獲得較強的處理能力。與不同階段的進(jìn)水相接觸，在一定程度上實(shí)現生物相的分離，從而可穩定和提高設施的處理效果；通過(guò)構造上改進(jìn)，延長(cháng)水流在反應器內的流徑，從而促進(jìn)廢水與污水的接觸；
（3）好氧池末端增加深度氧化方式，具體采用催化氧化塔，催化氧化反應在常溫常壓下進(jìn)行，反應條件溫和，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，設備投資少；采用雙氧水作為氧化劑，氧化能力強，氧化分解后不產(chǎn)生二次污染；催化劑的使用，提高了氧化效率，克服了對有機物氧化的選擇性，對均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水色度去除率達到97.0%，COD去除率達到99.0%，丙酮去除率達到99%。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明專(zhuān)用裝置的結構示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水在綜合調節池收集后，用泵打入pH調節池內，加入液堿水溶液，調節廢水pH到8；
pH調節池內廢水用泵打入折流板水解池內，水流在池內進(jìn)行切向折流，池體底部放置池體積30%（體積占比）的固定床填料，進(jìn)行兼氧水解反應，反應時(shí)間為20小時(shí)，水解苯環(huán)類(lèi)的大分子有機物，降解小分子有機物；
折流板水解池的出水自流入厭氧進(jìn)水池，加入10%純堿水溶液，調節廢水pH到8，然后用泵打入UASB厭氧反應器，降解有機物，在UASB中停留56小時(shí)。
UASB厭氧反應器出水自流進(jìn)入好氧生化池，通過(guò)好氧菌的生物作用，降解有機物，控制好氧生化池的溶解氧濃度為2～4mg/L，好氧池停留時(shí)間為36小時(shí)。好氧生化池的泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入催化氧化進(jìn)水池，污泥另行處理。
在催化氧化進(jìn)水池，加入硫酸將廢水pH調節到到6，然后用泵打入催化氧化塔中，利用雙氧水加藥裝置，加入濃度為27.5%的雙氧水1000：1，通過(guò)與塔中固定的表面催化劑接觸混合，發(fā)生催化氧化反應，反應時(shí)間為4.0小時(shí)，出水合格排放。
實(shí)施例2：
均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水在綜合調節池收集后，用泵打入pH調節池內，加入液堿水溶液，調節廢水pH到8.2；
pH調節池內廢水用泵打入折流板水解池內，水流在池內進(jìn)行切向折流，池體底部放置池體積30%（體積占比）的固定床填料，進(jìn)行兼氧水解反應，反應時(shí)間為24小時(shí)，水解苯環(huán)類(lèi)的大分子有機物，降解小分子有機物；
折流板水解池的出水自流入厭氧進(jìn)水池，加入10%純堿水溶液，調節廢水pH到8，然后用泵打入UASB厭氧反應器，降解有機物，在UASB中停留60小時(shí)。
UASB厭氧反應器出水自流進(jìn)入好氧生化池，通過(guò)好氧菌的生物作用，降解有機物，控制好氧生化池的溶解氧濃度為2～4mg/L，好氧池停留時(shí)間為42小時(shí)。好氧生化池的泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入催化氧化進(jìn)水池，污泥另行處理。
在催化氧化進(jìn)水池，加入硫酸將廢水pH調節到到6.5，然后用泵打入催化氧化塔中，利用雙氧水加藥裝置，加入濃度為27.5%的雙氧水1000：2，通過(guò)與塔中固定的表面催化劑接觸混合，發(fā)生催化氧化反應，反應時(shí)間為3.0小時(shí)，出水合格排放。
實(shí)施例3：
均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水在綜合調節池收集后，用泵打入pH調節池內，加入液堿水溶液，調節廢水pH到8.5；
pH調節池內廢水用泵打入折流板水解池內，水流在池內進(jìn)行切向折流，池體底部放置池體積30%（體積占比）的固定床填料，進(jìn)行兼氧水解反應，反應時(shí)間為30小時(shí)，水解苯環(huán)類(lèi)的大分子有機物，降解小分子有機物；
折流板水解池的出水自流入厭氧進(jìn)水池，加入10%純堿水溶液，調節廢水pH到7.8，然后用泵打入UASB厭氧反應器，降解有機物，在UASB中停留72小時(shí)。
UASB厭氧反應器出水自流進(jìn)入好氧生化池，通過(guò)好氧菌的生物作用，降解有機物，控制好氧生化池的溶解氧濃度為2～4mg/L，好氧池停留時(shí)間為32小時(shí)。好氧生化池的泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入催化氧化進(jìn)水池，污泥另行處理。
在催化氧化進(jìn)水池，加入硫酸將廢水pH調節到到5.5，然后用泵打入催化氧化塔中，利用雙氧水加藥裝置，加入濃度為27.5%的雙氧水1000：3，通過(guò)與塔中固定的表面催化劑接觸混合，發(fā)生催化氧化反應，反應時(shí)間為2.0小時(shí)，出水合格排放。
實(shí)施例4：
一種適用于處理均苯四甲酸二酐生產(chǎn)廢水方法的專(zhuān)用裝置，包括通過(guò)提升泵與管道依次連接的集水池1、pH調節池2、折流板水解池3、厭氧進(jìn)水池4、厭氧池5、好氧池6、二沉池7、催化氧化進(jìn)水池8、催化氧化塔9和曝氣風(fēng)機10；折流板水解池3內設有與與池壁平行的豎向折流板11，沿池長(cháng)方向將池體分隔為4格，每格池體底部設有1~6目的活性炭填料12；所述厭氧池5下部設有厭氧菌填料13，厭氧菌填料13下方通過(guò)提升泵將水泵至厭氧池中部，所述厭氧池上部設有布水器14、頂部設有溢流口15；所述好氧池6頂部設有隔板16，隔板16下方設有好氧菌填料17，所述好氧菌填料17上方設有管道通入二沉池設置的過(guò)濾管18；所述催化氧化塔9內設有負載表面催化劑的催化劑填料19；所述好氧池6、催化氧化塔9內底部通過(guò)管道連接曝氣風(fēng)機10。