CN101428944A

CN101428944A - 一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法

Info

Publication number: CN101428944A
Application number: CNA2008102437084A
Authority: CN
Inventors: 严生虎; 黄晓蕾; 张跃; 刘建武; 沈介发
Original assignee: Jiangsu Polytechnic University
Current assignee: Liyang Chang Technology Transfer Center Co., Ltd.
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: CN101428944B

Abstract

精对苯二甲酸(PTA)废水回用处理方法，属于环境工程及工业废水处理技术领域。具体方法为：采用质量浓度为1‰～2‰的聚丙烯酰胺溶液对PTA废水进行絮凝沉降预处理，投加量为废水体积的0.5％～1％。经过预处理的废水通入氧化池中进行高级氧化降解反应，反应过程中通过风机向反应池中鼓入空气，经过处理的废水可以直接用于车间生产。其中主氧化剂双氧水浓度在20％～30％；辅助氧化剂氯酸钠和过硫酸钾均为工业级，投加量分别为废水质量的0.1％～0.2％和0.1‰～0.2‰。本发明方法与现有的废水回用工艺相比具有投资少、操作简单易行，处理效率高等优点。采用本发明方法实现了PTA废水的回用，在一定程度上缓解了水资源紧张的压力，符合国家节能减排的大方针。

Description

一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法

技术领域

本发明属于环境工程及工业废水处理技术领域，涉及一种对精对苯二甲酸生产废水进行回用处理使之达到零排放的方法。

背景技术

随着经济的迅速发展与人口的急剧增加，水资源短缺和水环境恶化现象严重制约了我国经济和社会的发展。为了解决水资源日益紧张的问题，人们在寻找新水源的同时，已把废水回用作为实现水资源可持续发展的重要途径。

PTA(精对苯二甲酸)是生产合成树脂、涤纶纤维等产品的重要原料，近年来由于国内PET等行业对PTA需求的迅速增加，国内PTA的产量也在逐年增加。2006年底，国内的生产能力达到约565万吨/年，由于PTA生产装置均采用对二甲苯氧化工艺，生产过程中产生了大量高浓度有机废水，平均约为2.6吨/吨PTA产品，总计每年生产PTA所产生的废水就有约1500万吨，如果可以对此废水进行循环利用，不但可以减少废水排放引起的环境污染，而且可以在一定程度上缓解水资源紧缺的状况。

目前国内还没有对PTA废水进行回用的具体报道，对PTA废水的处理仅仅停留在国家二级排放标准上。据报道对工业废水进行深度处理及回用的方法主要有化学法、物理法、生物法三大类。其中化学法研究较多的主要是光化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化等，这几种方法运行成本都较高，而且适用于小股废水，实际生产中尚没有针对大水量的应用。物理法包括活性炭吸附、树脂吸附、膜分离等。活性炭吸附法存在饱和周期短、再生困难，且再生后其吸附能力亦有不同程度的下降的缺点；膜分离法有投资高、寿命短且对水质要求高，易于堵塞、难清洗等问题。生物法一般指与物理法联用的生物活性炭技术，其是将微生物膜挂在活性炭孔道表面，虽然可以解决活性炭再生的问题，但是成本高，水质要求稳定，操作要求苛刻，很难应用于大水量的处理。

专利CN101234814A采用生物法和膜法相结合的方式对印花废水进行回用处理，虽然出水能够达到回用水的要求，但是此种方法仅仅适用于小水量的废水，而且存在易受水质波动影响和占地面积大的缺点。专利CN101224357A和专利CN101224930A都是采用膜法处理印染废水，但是均存在膜容易堵塞，清洗困难的缺点。专利CN1982223A采用活性炭吸附催化对合成革废水进行回用处理，此方法存在，活性炭孔道易于堵塞，催化剂再生困难的问题，

高级氧化工艺是目前研究较为广泛的工业有机废水处理技术，其特点是通过反应产生具有强氧化性的羟基自由基，通过自由基反应有效的降解有机物，甚至把有机物氧化为二氧化碳和水。并且高级氧化工艺具有处理时间相对较短，反应过程易于控制，对有机物和色度的降解比较彻底，操作简单和成本较低的优点。

目前高级氧化工艺在废水处理中的优势越来越明显，其中专利CN1927745A利用二氧化氯高级氧化工艺处理PTA废水，利用较小的占地面积和运行费用把废水COD处理到420mg/L以下，达到生化处理要求。专利CN200710027102.2中的芬顿氧化法可以应用到多种有机废水的处理。专利CN200710010253.7采用臭氧氧化法处理含酚废水，处理后酚的去处率可以达到99％以上。

本发明针对现有工业废水回用存在的问题，采用物理-化学(絮凝沉降-高级氧化)联用的技术对达到二级排放标准的PTA废水进行深度处理，使其达到工业回用水的要求，真正做到了循环利用水资源，而且本发明的处理方法具有成本低，操作简单，占地面积小等优点。

发明内容

本发明在现有废水回用技术基础之上，采用絮凝沉降与高级氧化相结合的方法对达到二级排放标准的PTA废水进行深度处理，经过处理废水化学需氧量(COD)降到10mg/L左右，生化需氧量(BOD₅)8mg/L以下，色度10倍以下，pH在6.5～7.5之间。水质可以达到PTA生产车间的用水要求，对产品质量没有影响，实现了废水的循环利用。

具体步骤如下：

1、首先将废水泵入预处理池中并按照废水体积的0.5％～1％，加入质量浓度为1‰～1.5％‰聚丙烯酰胺絮凝剂，充分混合进行絮凝处理，絮凝时间为60～90min。由于本发明处理的废水直接来自生物处理池，含有大量得活性污泥等悬浮固体，此步骤主要目的就是除去这些固体物质，并且初步的降低废水的色度，使水质变的澄清和方便后续处理。

2、对经过絮凝处理的废水进入过滤处理，实现固液分离。

3、用计量泵把经过固液分离的废水打入化学反应池中，加入主氧化剂双氧水和辅助氧化剂混合均匀进行催化氧化处理，在反应过程中通过风机向反应池中鼓入空气，进行曝气处理。曝气时间为90～120min，优选时间为100～110min。曝气不但可以增加氧化深度而且可以起到搅拌、混合反应液的作用。对经过曝气处理的废水进行静置处理，时间为8～10h，优选时间为8.5～9.5h。其中主氧化剂双氧水浓度为15％～40％，优选浓度为20％～30％，双氧水投加量为废水质量的1％～1.5％，优选范围1.2％～1.3％。辅助氧化剂氯酸钠和过硫酸钾均采用工业级，投加量分别为废水质量的0.1％～0.2％和0.1‰～0.2‰。

其中反应的主要过程是：水中氧化剂与辅助氧化剂由于协同作用产生了大量具有强氧化性的羟基自由基，对水中的有机物进行降解，使之最终转化为二氧化碳和水，从而达到预期效果。

对废水进行静置处理可以使没有完全反应的双氧水分解，避免对测定及车间使用产生影响。对处理过的废水进行取样测定，结果表明经过处理的废水可以达到车间回用水的要求。

本发明具有以下优点：

1、本发明采用絮凝沉降与高级氧化法相结合的工艺对PTA废水进行深度处理，经过处理的废水符合车间回用水的要求，达到了预期的效果。

2、该工艺与现有的废水回用方法比较具有操作简单、反应条件温和，处理效果稳定，处理水量大、运行费用低等优点。

3、经过本发明深度处理的PTA废水化学需氧量(COD)降到10mg/L左右，生化需氧量(BOD₅)8mg/L以下，色度10倍以下，pH在6.5～7.5之间。可以直接用于车间用水，真正实现了水资源的循环利用，符合国家节能减排的大方针。

本发明针对我国水资源紧缺的状况以简单的设备、方便的操作方法、价格低廉的药剂对PTA废水进行深度处理，使其达到了车间用水的要求。最大限度的利用了水资源，在一定程度上缓解了水资源短缺的情况。

附图说明

图1PTA废水回用处理流程图

具体实施方式

下面的实施实例将对本发明予以进一步说明，但并不限制本发明。

实施例1

称量1000mL需要处理的废水投入容器中，加入配制好的浓度为1‰的聚丙烯酰胺溶液5mL絮凝沉降60min，然后进行过滤。向经过过滤除去固体物质的废水中加入浓度为15％的双氧水10g，工业级氯酸钠1g，工业级过硫酸钾0.1g搅拌混合均匀，反应过程中通过风机向废水中鼓入空气，曝气时间为90min。废水在反应池中的停留时间为8h。处理后的废水COD下降至10mg/L，BOD₅达到8mg/L，色度可以降到10倍左右，符合车间回用水的要求。

实施例2

在与实施例1相同的装置中，称量1000mL需要处理的废水投入容器中，加入配制好的浓度为1.2‰的聚丙烯酰胺溶液6mL絮凝沉降65min，然后进行过滤。向经过过滤除去固体物质的废水中加入浓度为20％的双氧水11g，工业级氯酸钠1.2g，工业级过硫酸钾0.12g搅拌混合均匀，反应过程中通过风机向废水中鼓入空气，曝气时间为100min。废水在反应池中的停留时间为8.5h。处理后的废水COD下降至9mg/L，BOD₅下降至8mg/L以下色度10倍左右，符合车间回用水的要求。

实施例3

在与实施例1相同的装置中，称量1000mL需要处理的废水投入容器中，加入配制好的浓度为1.4‰的聚丙烯酰胺溶液7mL絮凝沉降70min，然后进行过滤。向经过过滤除去固体物质的废水中加入浓度为25％的双氧水12g，工业级氯酸钠1.4g，工业级过硫酸钾0.14g搅拌混合均匀，反应过程中通过风机向废水中鼓入空气，曝气时间为105min。废水在反应池中的停留时间为9h。处理后的废水COD下降至9mg/L以下，BOD₅可以达到7.5mg/L，色度可以达到10倍以下，符合车间回用水的要求。

实施例4

在与实施例1相同的装置中，称量1000mL需要处理的废水投入容器中，加入配制好的浓度为1.6‰的聚丙烯酰胺溶液8mL絮凝沉降75min，然后进行过滤。向经过过滤除去固体物质的废水中加入浓度为30％的双氧水13g，工业级氯酸钠1.6g，工业级过硫酸钾0.16g搅拌混合均匀，反应过程中通过风机向废水中鼓入空气，曝气时间为110min。废水在反应池中的停留时间为9.2h。处理后的废水COD下降至8mg/L，BOD₅下降至7mg/L以下，色度可以达到8倍左右，符合车间回用水的要求。

实施例5

称量1000mL需要处理的废水投入容器中，加入配制好的浓度为1.8‰的聚丙烯酰胺溶液9mL絮凝沉降80min，然后进行过滤。向经过过滤除去固体物质的废水中加入浓度为35％的双氧水14g，工业级氯酸钠1.8g，工业级过硫酸钾0.18g搅拌混合均匀，反应过程中通过风机向废水中鼓入空气，曝气时间为115min。废水在反应池中的停留时间为9.5h。处理后的废水COD为8mg/L以下，BOD₅达到7.5mg/L左右，色度8倍左右，符合车间回用水的要求。

实施例6

称量1000mL需要处理的废水投入容器中，加入配制好的浓度为2‰的聚丙烯酰胺溶液10mL絮凝沉降90min，然后进行过滤。向经过过滤除去固体物质的废水中加入浓度为40％的双氧水15g，工业级氯酸钠2g，工业级过硫酸钾0.2g搅拌混合均匀，反应过程中通过风机向废水中鼓入空气，曝气时间为120min。废水在反应池中的停留时间为104h。处理后的废水COD下降至8mg/L以下，BOD₅可以下降至8mg/L，色度可以降到8.5倍左右，符合车间回用水的要求。

本发明通过调节絮凝剂、氧化剂、引发剂的投加量和反应时间等对废水COD和色度的影响，优化了反应的条件。以低廉的价格、方便的操作把PTA废水处理到工业用水的标准，节约了水资源，填补了国内对PTA废水回用的空白。

Claims

1.一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法，其特征是首先将废水泵入预处理池中并按照废水体积的0.5％～1％，加入质量浓度为1‰～1.5‰聚丙烯酰胺絮凝剂，把经过絮凝沉降、过滤后的废水投入容器中，按一定的比例向其中投入主氧化剂双氧水和辅助氧化剂，然后搅拌混合均匀，并且在反应过程中向反应池中鼓入空气，进行曝气处理，曝气时间为90～120min，对经过曝气处理的废水进行静置处理，时间为8～10h；其中主氧化剂双氧水浓度为15％～40％，双氧水投加量为废水质量的1％～1.5％；辅助氧化剂氯酸钠和过硫酸钾均采用工业级，投加量分别为废水质量的0.1％～0.2％和0.1‰～0.2‰；得到达到工业回用水的要求的经过处理废水。

2.根据权利要求1所述的一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法，其特征是所述的主氧化剂双氧水浓度为20％～30％。

3.根据权利要求1所述的一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法，其特征是所述的双氧水投加量为废水质量的1.2％～1.3％。

4.根据权利要求1所述的一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法，其特征是所述的曝气时间为100～110min。

5.根据权利要求1所述的一种对精对苯二甲酸废水进行回用的方法，其特征是所述的对经过曝气处理的废水进行静置处理，时间为8.5～9.5h。