CN101885558A - 可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，包括以下步骤：步骤1、采用中和混凝对可发性聚苯乙烯废水进行预处理；步骤2、利用生化工艺对预处理后的废水进行处理；步骤3、对步骤2处理后的废水进行过滤；步骤4、采用反渗透，对步骤3的出水进行深度处理；步骤5、采用反渗透或离子交换工艺对步骤4反渗透出水进一步处理，使其电导率≤10μS/cm。本发明将生化系统和膜分离系统分开，使生化系统和膜系统各司其职，实现了所采用的各种废水处理工艺的优化衔接，能使各个废水处理工艺设施达到最优的处理效果。本发明可实现绝大多数EPS废水的回用，剩余的少量废水可达标排放。本发明的工艺运行稳定、成本低、操作简便。
Description
技术领域
本发明属于废水回用处理工艺，特别是一种可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺。
背景技术
可发性聚苯乙烯(EPS)具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防震、防潮、成型工艺简单等优点，因而被广泛地用作建筑、交通运输等行业的保温绝热、隔音、抗震材料、用作电器、仪表、玻璃制品、电子产品等的缓冲包装材料和食品包装。可发性聚苯乙烯(EPS)生产工艺一般采用悬浮聚合，具体工艺又可分为一步法和两步法，目前以一步法为主，一步法在洗涤和离心分离两个工序产生废水，一步法的废水排放量为1.7吨/吨产品左右。无论是一步法还是二步法，由于在进行悬浮聚合时通常采用的分散剂为磷酸三钙(TCP，Ca3(PO4)2)，其主要作用是将无机物细颗粒吸附在油滴表面，起机械隔离作用，为了提高分散效果，通常加入表面活性剂LAS，作为TCP的助分散剂。生产过程中所用的引发剂主要是过氧化二苯甲酰。再加上酸性条件下洗涤时还加入部分LAS，因此，产生的废水是酸性含磷废水，主要污染物为苯环类有机化合物及LAS，此外还有少量脂肪族的有机小分子物质如戊烷、四嗅乙烷、石蜡、甘油酷、氨基苯磺酸钠等，成分比较复杂，是一种典型的有机化工废水。
目前，EPS生产废水处理工艺主要有：①化学除磷-酸化水解-接触氧化；②中和混凝-水解酸化-生物接触氧化-化学除磷；③中和混凝-活性炭生物池；④膜生物反应器-一级反渗透组合工艺。化学除磷-酸化水解-接触氧化工艺、中和混凝-水解酸化-生物接触氧化-化学除磷工艺和中和混凝-活性炭生物池工艺皆以达标排放为目的，采用膜生物反应器-一级反渗透组合工艺出水电导率远未达到工艺回用水要求，仅探讨了EPS废水回用的可能性，而且，采用膜生物反应器(MBR)存在能耗大、工艺条件难控制以及运行维护较复杂的问题。主要表现在：在MBR运行时，通常需要采用气水比为15～30∶1的压缩空气对膜组件进行吹扫，同时约每运行30min用水反洗5s～2min，每周在线化学清洗1次，每个月离线化学清洗1次，操作极为繁琐，此外，组件存在易断丝的问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种运行稳定、成本低、操作简便的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、采用中和混凝对可发性聚苯乙烯废水进行预处理，使其悬浮物的去除率可达到90％以上，总磷的去除率达到99％以上；
步骤2、利用生化工艺对预处理后的废水进行处理，使废水水质CODCr≤30mg/L，SS≤5mg/L；
步骤3、对步骤2处理后的废水进行过滤，使废水的出水浊度≤0.2，SDI≤2；
步骤4、采用反渗透，对步骤3的出水进行深度处理，使出水有机物含量CODMn≤3mg/L；
步骤5、采用反渗透或离子交换工艺对步骤4反渗透出水进一步处理，使其电导率≤10μS/cm。
本发明与现有技术相比，其显著优点：1)预处理过程中回收了废水中的有用物质，中和混凝时：车间产生的生产污水经格栅拦截大的漂浮物杂质后，进入反应池，在池中通过化学除磷使废水中的无机磷形成沉淀，在中和药剂(如：石灰乳)和混凝药剂(如：聚铝)的共同作用下，废水的pH值可以达到出水要求，同时废水中的悬浮物和总磷在沉淀调节池可得到有效去除，悬浮物的去除率可达到90％以上，总磷的去除率达到99％以上。在沉淀池中产生的大量悬浮物经板框压滤回收后外卖。2)生化系统采用接触氧化或序列间歇式活性污泥法(SBR)工艺，处理效果好且稳定，克服了活性污泥法剩余污泥量大，易发生污泥膨胀等缺点。生化出水进入二沉池和斜管沉淀池。二沉池和斜管沉淀池的设置其目的是为了对废水进行进一步处理，进而使废水水质COD≤30mg/L，SS≤5mg/L，达到公司循环冷却水补充用水、厂区内冲厕、冲洗地面的要求，并有效的减缓了后续以膜分离技术为核心的深度处理系统的膜污染问题。二沉池和斜管沉淀池产生的剩余污泥经污泥浓缩池重力浓缩后，板框压滤进一步脱水，外运处置。脱水过程中产生的清液和污泥浓缩池的上清液一并回到调节池中。3)采用砂滤和外压式超滤进一步截留废水中的浊度、腐植酸、蛋白质大分子有机物以及细菌等，进一步减缓一级反渗透的膜污染问题，外压式超滤设备采用高强度抗污染超滤膜，超滤膜材料是聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚苯乙烯，截留分子量为5～15万道尔顿。外压式超滤的采用将生化系统和膜分离系统分开，使生化系统和膜系统各司其职，实现了所采用的各种废水处理工艺的优化衔接。4)采用反渗透使得出水有机物含量稳定达到工艺回用水要求(CODMn≤3mg/L)，反渗透设备采用抗污染的膜组件，脱盐率为95％～99％，废水回用率为50％～70％，由于反渗透进水COD≤30mg/L，SS≤5mg/L，反渗透浓水可达标排放。5)对反渗透的出水进行再次反渗透工艺或离子交换工艺进一步处理，使出水电导率稳定达到工艺回用水要求(电导率≤10μS/cm)，离子交换设备包括：阳床、阴床和混床。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
附图为本发明的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺流程图。
具体实施方式
结合附图，本发明的一种可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、采用中和混凝对可发性聚苯乙烯废水进行预处理，使其悬浮物的去除率可达到90％以上，总磷的去除率达到99％以上，pH＝8.0～8.5；进行中和混凝时加入中和药剂和混凝药剂，所述中和药剂为生石灰或熟石灰，混凝药剂为聚铝、聚铁、聚丙烯酰胺中的一种或几种的混合。
步骤2、利用生化工艺对预处理后的废水进行处理，使废水水质CODCr≤30mg/L，SS≤5mg/L；生化工艺包括接触氧化和沉淀澄清两个工艺，其中沉淀澄清工艺包括二沉池和斜管沉淀。生化工艺也可以采用序列间歇式活性污泥法(SBR)工艺和沉淀澄清两个工艺，其中沉淀澄清工艺包括二沉池和斜管沉淀。
步骤3、对步骤2处理后的废水进行过滤，使废水的出水浊度≤0.2，SDI≤2；过滤采用砂滤和外压式超滤过滤，外压式超滤设备采用高强度抗污染超滤膜，超滤膜材料是聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚苯乙烯，截留分子量为5～15万道尔顿。
步骤4、采用反渗透，对步骤3的出水进行深度处理，使出水有机物含量CODMn≤3mg/L；反渗透设备采用抗污染的膜组件。
步骤5、采用反渗透或离子交换工艺对步骤4反渗透出水进一步处理，使其电导率≤10μS/cm。离子交换工艺采用的离子交换设备包括：阳床、阴床和混床。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：
实施例1
采用中和混凝-接触氧化-斜管沉淀-砂滤-超滤-一级反渗透-二级反渗透组合工艺1处理可发性聚苯乙烯生产废水。
生产废水进水COD＝1200～1500mg/L，BOD＝250～320mg/L，pH＝5.5～6.0，SS＝3400～5750mg/L，TP＝120～150mg/L，经加熟石灰和聚铝沉淀后，出水COD＝1000～1200mg/L，pH＝8.0～8.5，SS＝400～500mg/L，TP＝0.5～1mg/L，在沉淀池中产生的大量悬浮物经板框压滤回收后外卖。沉淀池出水进入调节池经均衡水质后，经泵提升进入混凝沉淀池，加入混凝剂，在混凝剂的作用下，废水中的胶体以及悬浮物可得到有效的去除，COD的去除率可达到35％以上；混凝后废水进入一级接触氧化系统，在接触氧化池中利用兼氧菌的水解酸化作用，将不溶的、难降解的大分子有机物降解成小分子有机物，提高废水的可生化性；在生物接触氧化池中利用生长在填料上的生物膜来净化废水中的有机物，由于填料表面载有大量的微生物体浸在水中，在营养与溶解氧充足的条件下，结成生物膜，所以处理效果好且稳定，克服了活性污泥法剩余污泥量大，易发生污泥膨胀等缺点，一级生化系统COD的去除率可达到90％以上；二级接触氧化系统的设置其目的是为了对废水进行深度处理，进而使废水水质达到公司循环冷却水补充用水、厂区内冲厕、冲洗地面的要求。并有效的减缓了后续以膜分离技术为核心的深度处理系统的膜污染问题。具体处理水量可以根据实际用水情况进行统筹安排。二级接触氧化处理系统进水COD值较低，原理上属于延时曝气，通过填料表面载有的大量微生物，在溶解氧充足的条件下，可以进一步有效降解废水中的有机物，满足以膜分离技术为核心的回用系统进水要求。
二沉池和斜管沉淀池产生的剩余污泥经污泥浓缩池重力浓缩后，板框压滤进一步脱水，外运处置。脱水过程中产生的清液和污泥浓缩池的上清液一并回到调节池中。
生化预处理系统各单元处理效果如表1所示。
表1预处理系统各单元处理效果
经生化系统预处理的废水进一步经砂滤和超滤过滤后，出水浊度≤0.2，SDI≤3，满足反渗透进水条件，经一级反渗透处理后，废水水质如表2所示。
表2一级反渗透产水水质
经二级反渗透处理后产水水质如表3所示。
表3二级反渗透产水水质
采用组合工艺1的超滤和反渗透的总回用率为67.5％，由于超滤进水COD≤27mg/L，SS≤4.8mg/L，排放的浓水符合《污水综合排放标准》中的一级标准。
使用经组合工艺1得到的工艺水，采用一步法浸渍工艺进行产品合成中试试验，合成的产品质量如表4所示。从表4可以看出，制备的EPS粒子粒度稳定、分布较为集中。
表4使用经组合工艺1得到的工艺水合成的产品质量参数
实施例2
采用混凝沉淀-SBR-斜管沉淀-砂滤-超滤-一级反渗透-离子交换组合工艺2处理可发性聚苯乙烯废水。
生产废水进水COD＝1200～1500mg/L，BOD＝250～320mg/L，pH＝5.5～6.0，SS＝3400～5750mg/L，TP＝120～150mg/L，经加熟石灰和聚铝沉淀后，出水COD＝1000～1200mg/L，pH＝8.0～8.5，SS＝400～500mg/L，TP＝0.5～1mg/L，在沉淀池中产生的大量悬浮物经板框压滤回收后外卖。沉淀调节池出水经泵提升进入SBR生化反应池，废水中的COD在被SBR反应池中中微生物的生化反应所降解。该工艺具有运行灵活，构造简单，便于操作和维护管理，剩余污泥量少的特点。SBR生化系统出水进一步经斜管沉淀后，可直接进入回用深度处理系统。生化系统中产生的少量剩余污泥经污泥干化池处理后外运处置。
生化预处理系统各单元处理效果如表5所示。
表5预处理系统各单元处理效果
经生化系统预处理的废水进一步经砂滤和超滤过滤后，出水浊度≤0.2，SDI≤3，满足反渗透进水条件，经一级反渗透处理后，废水水质如表6所示。
表6一级反渗透产水水质
经离子交换处理后产水水质如表7所示。
表7离子交换产水水质
采用组合工艺2的超滤和反渗透的总回用率为67.5％，由于超滤进水COD≤30mg/L，SS≤3.5mg/L，排放的浓水符合《污水综合排放标准》中的一级标准。
使用经组合工艺2得到的工艺水，采用一步法浸渍工艺进行产品合成中试试验，合成的产品质量如表8所示。从表8可以看出，制备的EPS粒子粒度稳定、分布较为集中。
表8使用经组合工艺2得到的工艺水合成的产品质量参数
Claims (7)
1.一种可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、采用中和混凝对可发性聚苯乙烯废水进行预处理，使其悬浮物的去除率达到90％以上，总磷的去除率达到99％以上，pH＝8.0～8.5；
步骤2、利用生化工艺对预处理后的废水进行处理，使废水水质CODCr≤30mg/L，SS≤5mg/L；
步骤3、对步骤2处理后的废水进行过滤，使废水的出水浊度≤0.2，SDI≤2；
步骤4、采用反渗透，对步骤3的出水进行深度处理，使出水有机物含量CODMn≤3mg/L；
步骤5、采用反渗透或离子交换工艺对步骤4反渗透出水进一步处理，使其电导率≤10μS/cm。
2.根据权利要求1所述的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，步骤1进行中和混凝时加入中和药剂和混凝药剂，所述中和药剂为生石灰或熟石灰，混凝药剂为聚铝、聚铁、聚丙烯酰胺中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，步骤2中的生化工艺包括接触氧化和沉淀澄清两个工艺，其中沉淀澄清工艺包括二沉池和斜管沉淀。
4.根据权利要求1所述的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，步骤2中的生化工艺包括序列间歇式活性污泥法(SBR)工艺和沉淀澄清两个工艺，其中沉淀澄清工艺包括二沉池和斜管沉淀。
5.根据权利要求1所述的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，步骤3的过滤采用砂滤和外压式超滤过滤，外压式超滤设备采用高强度抗污染超滤膜，超滤膜材料是聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚苯乙烯，截留分子量为5～15万道尔顿。
6.根据权利要求1所述的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，步骤4中的反渗透设备采用抗污染的膜组件。
7.根据权利要求1所述的可发性聚苯乙烯废水回用综合处理工艺，其特征在于，步骤5中的离子交换工艺采用的离子交换设备包括：阳床、阴床和混床。
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