CN103058423B - 一种合成橡胶生产废水的深度处理方法 - Google Patents

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本发明提供了一种合成橡胶废水的深度处理方法，包括：1)将经二级生化处理后的合成橡胶废水用多介质过滤器处理，滤速为7～15m/h，所述经二级生化处理后的合成橡胶废水的pH为5～9，浊度小于20NTU，COD为80～120mg/L，TOC为15～30mg/L；2)将1)步中处理后的废水用固定床三维电极电解装置进行处理后排出，所述固定床三维电极电解装置中，所用粒子电极为填充在阴阳极板之间的颗粒活性炭，电流密度30～80A/m2，电解时间为40～90min。本发明对橡胶废水经二级生化出水进行深度处理，采用多介质过滤器和固定床三维电极电解装置的组合工艺，通过选择合适的工艺参数，COD的去除率可达45％以上；TOC的去除率可达20％以上。本发明具有操作条件温和、处理效果稳定可靠、占地小、易操作、无二次污染等优点。

Description

一种合成橡胶生产废水的深度处理方法
技术领域
本发明涉及一种有机化工废水的处理方法。进一步讲，本发明涉及一种合成橡胶生产废水的深度处理方法。
背景技术
合成橡胶是以石油化工的中间产物为原料聚合而成，其生产废水具有排放量大、水质复杂、有机物含量高、可生化性差、处理难度大等特点。
当前，合成橡胶生产废水的处理基本上都是采用预处理与生化处理相结合的方法，有关技术研发工作也是把重点放在如何提高预处理效率及生化处理效率上。当前，合成橡胶生产废水的预处理措施主要包括混凝沉降法、混凝气浮法、电解絮凝法、催化氧化法等，其后续的生化处理措施主要包括水解酸化法、接触氧化法、活性污泥法、使用高效优势菌等。从目前绝大多数合成橡胶生产废水处理的工程实践来看，尽管通过预处理与生化处理相结合的方法确实能够对废水中的污染物有比较明显的去除，但随着各地排放标准的提高，废水中存在一些不可生物降解的物质，无法通过生化方法更进一步去除而降低有机物的含量，且经过生化处理后的出水通常还含有悬浮物，导致生化处理出水的达标压力仍然较大，有时甚至不能达标。
当前，在合成橡胶废水经二级生化处理后的深度处理及回用方面，实用技术基本上是空白，尽管有人提出了混凝沉淀、活性炭吸附、芬顿试剂氧化、反渗透处理等方法，但这些方法还存在着诸如处理效率不够理想、处理费用偏高、产生二次污染、处理效果不够稳定等众多制约因素，从而难以实现工业应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种经二级生化处理后的合成橡胶生产废水的深度处理方法，可以进一步降低废水COD(化学需氧量)和TOC(总有机碳含量)，操作容易、无二次污染，为废水的稳定达标排放或者进一步处理回用创造有利条件。
本发明提供一种合成橡胶废水的深度处理方法，包括：
1)将经二级生化处理后的合成橡胶废水用多介质过滤器处理，滤速为7～15m/h，所述经二级生化处理后的合成橡胶废水的pH为5～9，浊度小于20NTU，COD为80～120mg/L，TOC为15～30mg/L；
2)将1)步中处理后的废水用固定床三维电极电解装置进行处理后排出，所述固定床三维电极电解装置中，所用粒子电极为填充在阴阳极板之间的颗粒活性炭，电流密度30～80A/m2，电解时间为40～90min。
上述方法中，所述滤速优选为7～10m/h，经多介质过滤器处理后的废水的浊度小于5NTU。由于采用固定床三维电极处理，为了保证电解装置高效、长期稳定地运行，在进入电解装置前，要求控制进水当中的悬浮物，采用多介质过滤作为去浊的处理工艺。所述多介质过滤器为工业中常用的过滤器，既采用两种以上的介质作为滤层的介质过滤器。在本发明的优选实施例中，选用以无烟煤和石英砂两种滤料的普通型多介质过滤器。为了保证出水浊度小于5NTU，同时保证多介质过滤器的清洗周期大于24h，滤速优选为7～10m/h。清洗周期影响出水的浊度，清洗周期过短会增大运行成本，随着运行时间的增长出水的浊度会越来越高，影响出水水质。
上述方法中，所述固定床三维电极电解装置包括壳体、极板、带微孔的支撑板、水流进口和水流出口等。其中极板阴极为不锈钢，极板阳极为高纯石墨，极板和填充粒子电极置于支撑板上方，支撑板下方为布气系统。所述固定床三维电解装置中颗粒活性炭的尺寸为1～5mm，填充量为70～80％；所述电流密度优选为40～60A/m2；所述电解时间优选为60～70min。所述布气系统中，通入压缩空气。通过气体的搅动，可以加速废水中的有机污染物向粒子电极和极板上扩散，强化了传质；而且气体反复冲击粒子电极，可以防止有机污染物在粒子电极表面的聚积。空气中的氧气的注入，可以提供充足的氧气。接通电源，向粒子电极和阴阳极施加电压，装置内产生具极强氧化性能的羟自由基(·OH)，作用在废水中的有机物上，有机物发生氧化分解。进入固定床三维电极电解装置中的废水，在粒子电极和主电极(阴阳极)的共同作用下，强化对有机物质的氧化破坏，能够进一步降低废水的COD和TOC值。进入固定床三维电极电解装置的水流，即可选择上向流也可选择下向流。经过固定床三维电极电解处理后的排出水中，COD为30～60mg/L，TOC为13～20mg/L，排出水可以直接排放或进行后续进一步处理后回用。
合成橡胶生产废水经二级生化处理后，其TOC和COD值仍然较高，无法通过生化处理的方法进一步去除。发明人通过大量的试验研究，发现通过三维电极电解技术能够进一步去除废水中的有机物，降低TOC和COD值。但由于二级生化处理的出水中仍有悬浮物，若直接进入固定床三维电极装置时，水中悬浮物很快会将粒子电极堵塞，不仅影响出水效果，而且会导致电极装置无法产水。因此本发明中采用多介质过滤器加固定床三维电极电解的组合工艺，将经二级生化处理后的合成橡胶生产废水经多介质过滤器去浊，能够去除的废水中的悬浮物，降低浊度，通过选择合适的滤速，能够使多介质过滤器出水的浊度小于5NTU，然后进入固定床三维电极电解装置进行处理，这样可以保证电解装置高效、长期稳定地运行。在三维电极电解装置中，通过选择合适的工艺参数，如电流密度和电解时间，能够高效地去除废水中的有机物，降低废水的COD和TOC值，废水中COD可以由80～120mg/L下降至30～60mg/L，COD去除率可达45％以上；废水TOC可以由15～30mg/L下降至13～20mg/L，TOC去除率可达20％以上。本发明具有操作条件温和、处理效果稳定可靠、占地小、易操作、无二次污染等优点。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例的工艺流程示意图。图中向右的箭头表示废水的流动方向。附图标记1为多介质过滤器，从多介质过滤器1处理后的废水进入固定床三维电极电解装置2，通过阀门(图中未示出)控制进入固定床三维电极电解装置2中的废水的流向，既可采用上向流也可采用下向流；若采用上向流，则废水从左侧的底部进入，从右侧的顶部排出；若采用下向流，则废水从左侧的顶部进入，从右侧的底部排出。附图标记3为极板，附图标记4为粒子电极，附图标记6为带微孔的支撑板(微孔未示出)，极板3和粒子电极位于支撑板6的上方，支撑板6下方为布气系统，附图标记5表示压缩空气通入下方的布气系统。
实施例1
某合成橡胶厂生产废水经二级生化处理后的排放水的pH为6.2、浊度为18NTU，COD为112mg/L、TOC为30mg/L。
上述废水先经过多介质过滤器过滤，滤速为7m/h，产水进入固定床三维电极电解装置，采用上向流，条件如下：电流密度为50A/m2，电解时间为60min。
多介质过滤器出水的浊度为2.5-4.5NTU，清洗周期为48h，固定床三位电极电解装置出水的COD为53mg/L，COD去除率为53％；TOC为19mg/L，TOC去除率为37％。数据如表1所示。
对比例1
工艺条件如实施例1，不同之处在于将多介质过滤器的滤速调节至20m/h。
多介质过滤器出水的浊度为4.5-8.5NTU，清洗周期缩短为12h，固定床三位电极电解装置出水的COD为67mg/L，COD去除率为40％；TOC为21mg/L，TOC去除率为30％。数据如表1所示。
对比例2
工艺条件如实施例1，不同之处在于将电解时间缩短至30min。
多介质过滤器出水的浊度为2.5-4.5NTU，清洗周期为48h，固定床三位电极电解装置出水的COD为85mg/L，COD去除率为24％；TOC为25mg/L，TOC去除率为17％。数据如表1所示。
表1
  滤速   浊度   电流密度   电解时间   COD   COD去除率   TOC   TOC去除率
  实施例1   7   2.5～4.5   50   60   53   53％   19   37％
  对比例1   20   4.5～8.5   50   60   67   40％   21   30％
  对比例2   7   2.5～4.5   50   30   85   24％   25   17％
实施例2
某合成橡胶厂生产废水经二级生化处理后的排放水的pH为7.2、浊度为15NTU，COD为81mg/L、TOC为25mg/L。
上述废水先经过多介质过滤器过滤，滤速为15m/h，产水进入固定床三维电极电解装置，采用上向流，条件如下：电流密度为30A/m2，电解时间为90min。
多介质过滤器出水的浊度为2.0-4.3NTU，清洗周期为36h，固定床三位电极电解装置出水的COD为42mg/L，COD去除率为48％；TOC为18mg/L，TOC去除率为25％。数据如表2所示。
对比例3
工艺条件如实施例2，不同之处在于将电流密度减小至20A/m2。
多介质过滤器出水的浊度为2.0-4.3NTU，清洗周期为36h，固定床三位电极电解装置出水的COD为71mg/L，COD去除率为15％；TOC为22mg/L，TOC去除率为12％。数据如表2所示。
表2
  滤速   浊度   电流密度   电解时间   COD   COD去除率   TOC   TOC去除率
 实施例2   15   2.0～4.3   30   90   42   48％   18   25％
 对比例3   15   2.0～4.3   20   90   71   15％   22   12％

Claims (5)

1.一种合成橡胶废水的深度处理方法，包括：
1）将经二级生化处理后的合成橡胶废水用多介质过滤器处理，滤速为7～15m/h，所述经二级生化处理后的合成橡胶废水的pH为5～9，浊度小于20NTU，COD为80～120mg/L，TOC为15～30mg/L，处理后的废水的浊度小于5NTU；
2）将1）步中处理后的废水用固定床三维电极电解装置进行处理后排出，所述固定床三维电极电解装置中，所用粒子电极为填充在阴阳极板之间的颗粒活性炭，电流密度30～80A/m2，电解时间为40～90min；其中，所述固定床三维电极电解装置中，极板阴极为不锈钢，极板阳极为高纯石墨，极板和填充粒子电极置于支撑板上方，支撑板下方为布气系统；所述排出水中COD为30～60mg/L，TOC为13～20mg/L。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述固定床三维电解装置中颗粒活性炭的尺寸为1～5mm，填充量为70～80%。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述滤速为7～10m/h。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电流密度40～60A/m2。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电解时间为60～70min。
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