公布日：2022.03.25

申请日：2021.12.17

分类号：C02F3/00(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)I;C07C213/06(2006.01)I;C07C213/08(2006.01)I;C07C219/08(2006.01)I

摘要

本发明涉及一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，包括如下步骤：填料挂膜：将填料投入反应器中，然后加入活性污泥和营养液的混合液至出水口所在位置，曝气直至填料完全流化；闷曝，再次投放活性污泥，之后继续闷曝，重复5‑7次，直至填料的孔隙被黄褐色生物膜覆盖，完成挂膜；污泥驯化：挂膜后，加入两性絮凝剂，之后调试，完成处理，两性絮凝剂的用量为填料重量的15‑20％，本发明先经过填料挂膜阶段之后再经过污泥驯化，最后根据实际条件进行参数调试，找到对目标废水的最大处理能力，完成工业废水处理，填料挂膜阶段可以快速稳定有效的完成MBBR的挂膜过程，污泥驯化过程，缩短了生化反应启动时间。

权利要求书

1.一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：填料挂膜：将填料投入反应器中，然后加入活性污泥和营养液的混合液至出水口所在位置，曝气直至填料完全流化；闷曝，再次投放活性污泥，之后继续闷曝，重复5~7次，直至填料的孔隙被黄褐色生物膜覆盖，完成挂膜；污泥驯化：挂膜后，将预处理后的工业废水和营养液按照50∶1的重量比混合后作为进水加入反应器中，投加NaHCO3，控制进水碱度为300~400mg/L，加入两性絮凝剂，之后调试，完成处理，两性絮凝剂的用量为填料重量的15~20％；所述两性絮凝剂包括如下步骤制成：将丙烯酰胺、两性单体和2~丙烯酸酰胺基戊二酸加入去离子水中，匀速搅拌30min，调节体系的pH＝5~6，之后通入氮气，依次加入质量分数0.2％过硫酸钾水溶液和质量分数15％亚硫酸氢钠水溶液，匀速搅拌15min后加入偶氮引发剂，匀速搅拌直至特性黏度指数为8.49dL/g时停止通入氮气，静置5h，制得粗产物，之后用丙酮的醇溶液洗涤至白色，烘干，制得两性絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：填料的投入量为空床的40~50％。

3.根据权利要求1所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：混合液中活性污泥的浓度为3000~5000mg/L，营养液采用葡萄糖为唯一碳源，尿素为唯一氮源，磷酸二氢钾为唯一磷源，营养液的碳氮磷之比为100：3~5：0.5~1。

4.根据权利要求1所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：曝气时控制整体的溶解氧在2~4mg/L。

5.根据权利要求1所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：闷曝的时间为20~24h。

6.根据权利要求1所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：预处理后的工业废水的COD为100~400mg/L，可生化性＞0.3，预处理后的工业废水的用量为进水体积的20~80％。

7.根据权利要求1所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：所述两性单体包括如下步骤制成：步骤S1、将N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯加入三口烧瓶中，匀速搅拌下依次加入吩噻嗪和催化剂，停止搅拌并缓慢升温至95~105℃，反应4h，之后降压至40kPa，馏出剩余甲基丙烯酸甲酯，之后降压至

1.5kPa，在80℃分馏出产物，即为中间体1；步骤S2、将制得的中间体1加入去离子水中，匀速搅拌5min后调节pH为7~8，之后加入吩噻嗪，匀速搅拌并通入氯甲烷气体，通入过程中控制体系的温度为50~75℃，压强控制在9.8~80kPa，之后用甲苯萃取，收集水相，旋蒸，制得两性单体，吩噻嗪的用量为中间体1重量的2~3％。

8.根据权利要求7所述的一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，其特征在于：步骤S1中控制N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯的重量比为1∶5，吩噻嗪的用量为甲基丙烯酸甲酯重量的1.5~3.5％，催化剂的用量为甲基丙烯酸甲酯重量的1~2％。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种利用MBBR工艺处理工业废水的方法，包括如下步骤：

填料挂膜：将填料投入反应器中，投入量为空床的40~50％，然后加入活性污泥和营养液的混合液至出水口所在位置，活性污泥和营养液的重量比为10∶1，曝气直至填料完全流化，控制整体的溶解氧在2~4mg/L；闷曝，再次投放活性污泥，之后继续闷曝，重复5~7次，闷曝的时间为20~24h，直至填料的孔隙被黄褐色生物膜覆盖，完成挂膜；

污泥驯化：挂膜后，将预处理后的工业废水和营养液按照50∶1的重量比混合后作为进水加入反应器中，投加NaHCO3，控制进水碱度为300~400mg/L，加入两性絮凝剂，之后调试，完成处理，两性絮凝剂的用量为填料重量的15~20％；

所述两性絮凝剂包括如下步骤制成：

将丙烯酰胺、两性单体和2~丙烯酸酰胺基戊二酸加入去离子水中，匀速搅拌30min，调节体系的pH＝5~6，之后通入氮气，依次加入质量分数0.2％过硫酸钾水溶液和质量分数15％亚硫酸氢钠水溶液，匀速搅拌15min后加入偶氮引发剂，匀速搅拌直至特性黏度指数为8.49dL/g时停止通入氮气，静置5h，制得粗产物，之后用丙酮的醇溶液洗涤至白色，烘干，制得两性絮凝剂，控制两性单体和2~丙烯酸酰胺基戊二酸的摩尔比为10∶1，丙烯酰胺的用量为二甲酸酯和2~丙烯酸酰胺基戊二酸重量和的25％，偶氮引发剂的用量为丙烯酰胺重量的0.15％，过硫酸钾的用量为丙烯酰胺重量的1.2％，亚硫酸氢钠的用量为丙烯酰胺重量的1.5％。

将丙烯酰胺作为反应单体，两性单体和2~丙烯酸酰胺基戊二酸作为功能单体，在多元复合引发剂的作用下，聚合，二甲酸酯和2~丙烯酸酰胺基戊二酸接入丙烯酰胺的主链，形成三元共聚物，该三元共聚物的结构如下：

从结构上看该共聚物上既含有阳离子基团又含有阴离子基团，能够作为一种两性絮凝剂，投加后一方面能够将污泥混合液中存在小颗粒絮凝成大尺寸的絮凝物，进而减少小颗粒物质在膜孔内的吸附和堵塞，另一方面能够增强膜的过滤作用，稳定了出水水质，也减缓了膜污染。

进一步地：混合液中活性污泥的浓度为3000~5000mg/L，营养液采用葡萄糖为唯一碳源，尿素为唯一氮源，磷酸二氢钾为唯一磷源，营养液的碳氮磷之比为100：3~5：0.5~1。

进一步地：预处理后的工业废水的COD为100~400mg/L，可生化性＞0.3，预处理后的工业废水的用量为进水体积的20~80％。

进一步地：所述两性单体包括如下步骤制成：

步骤S1、将N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯加入三口烧瓶中，匀速搅拌下依次加入吩噻嗪和催化剂，停止搅拌并缓慢升温至95~105℃，馏出甲醇和过量甲基丙烯酸甲酯，反应4h，之后降压至40kPa，馏出剩余甲基丙烯酸甲酯，之后降压至1.5kPa，在80℃分馏出产物，即为中间体1，控制N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯的重量比为1∶5，吩噻嗪的用量为甲基丙烯酸甲酯重量的1.5~3.5％，催化剂的用量为甲基丙烯酸甲酯重量的1~2％；

步骤S1中在吩噻嗪作为阻聚剂，加入催化剂的作用下N,N~二甲基乙醇胺和甲基丙烯酸甲酯发生反应，生成中间体1，结构如下所示：

步骤S2、将制得的中间体1加入去离子水中，匀速搅拌5min后调节pH为7~8，之后加入吩噻嗪，匀速搅拌并通入氯甲烷气体，通入过程中控制体系的温度为50~75℃，压强控制在9.8~80kPa，之后用甲苯萃取，收集水相，旋蒸，制得两性单体，吩噻嗪的用量为中间体1重量的2~3％；

步骤S2中向中间体1溶液中通入氯甲烷气体，中间体1与氯甲烷发生季铵化反应，生成两性单体，其上具有季铵盐阳离子基团和羧基阴离子基团。

本发明的有益效果：

本发明利用MBBR工艺处理工业废水，先经过填料挂膜阶段之后再经过污泥驯化，最后根据实际条件进行参数调试，找到对目标废水的最大处理能力，完成工业废水处理，填料挂膜阶段可以快速稳定有效的完成MBBR的挂膜过程，污泥驯化过程，缩短了生化反应启动时间，并且能保证生化处理效果，对于中小型工业废水处理工程具有一定的应用价值。

而且本发明还制备出絮凝剂，从结构上看该共聚物上既含有阳离子基团又含有阴离子基团，能够作为一种两性絮凝剂，投加后一方面能够将污泥混合液中存在小颗粒絮凝成大尺寸的絮凝物，进而减少小颗粒物质在膜孔内的吸附和堵塞，另一方面能够增强膜的过滤作用，稳定了出水水质，也减缓了膜污染。

（发明人：吴文明;张治杰;马林;丁保强;李淑艳;赵焕然;张俊男）