CN103408181A - 一种有机硅单体生产废水的预处理方法 - Google Patents

Abstract

一种有机硅单体生产废水的预处理方法，通过将隔油除胶、蒸发结晶和脉冲电凝三种物理化学处理方法相结合对废水进行预处理，能够有效提高废水的可生化性，使得废水具备进入生化处理的条件，降低生化处理负荷，然后再通过常规生化处理使废水达标排放。本发明提供的是一种预处理方案，其可靠性强、稳定性好、处理效率高、运行成本也相对合理。

Description

一种有机硅单体生产废水的预处理方法

技术领域

本发明属化工领域，涉及一种有机硅单体生产废水的预处理方法。 

背景技术

有机硅有“工业味精”之称，广泛应用于各个领域。在其生产过程中会产生一定量的废水，其具有高COD_Cr、高盐分、油水分层不明显等特点，而且组分复杂，含多种有机物、无机金属化合物。是工业废水中最难治理的种类之一，另外其还含有一定量的可吸附有机卤化物（AOX）、硅胶、铜离子、锌离子等重金属化合物。 

目前，行业内对有机硅单体废水的处理技术主要还是采用物化法加生化法相结合的处理方式，其中物化法有：混凝沉淀、活性炭吸附、Feton氧化、铁碳微电解等，生化法基本上都是采取厌氧、缺氧（兼氧）及好氧的组合方式来对前期预处理后的废水进行治理。以上所述的物化法均可认为是对废水的预处理。 

发明内容

本发明的目的是提供一种有机硅单体生产废水的预处理方法，结合有机硅单体的废水组成，设计合理的出物化处理工艺，保证良好的预处理效果。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种有机硅单体生产废水的预处理方法，具体步骤为： 

1）隔油除胶将有机硅单体生产废水通过隔油系统和除胶系统进行隔油除胶处理，除去硅油和硅胶； 

2）蒸发结晶除胶之后的废水进入蒸发器进行蒸馏，收集蒸馏后的冷凝液，蒸发器中的浓缩液通过冷却结晶、过滤分离得到结晶体，离心液返回系统进行再蒸发； 

3）脉冲电凝步骤2）中蒸馏后的冷凝液进入脉冲电凝装置，通过脉冲电凝将废水中的大分子有机物之间的键打断，使其变为小分子有机物，从而提高废水的可生化性，同时无机物在高电压、低电流的作用下发生电化学反应，除去水中的重金属离子，得到预处理完毕的废水。 

所述步骤1）中，隔油过程即将废水通过隔油池，完成对废水中大部分固体悬浮物的去除；除胶过程即在过滤池中加入活性炭，并加以机械搅拌，使活性炭在废水中尽量均匀分布，从而充分吸附废水中的胶状物及油污，再经过滤系统充分过滤，即完成了除胶工序。 

步骤2）所述的蒸发过程中温度控制在65至110摄氏度。 

所述除胶系统与蒸发器之间设有缓冲池，从步骤1）出来的废水通过缓冲池进入蒸发器，步骤2）结晶后离心分离出来的离心液进入到缓冲池，然后进行再蒸发。所述蒸发器可以为单效、二效、三效及多效蒸发器中的一种。所述过滤过程可采用离心过滤、压滤及其它固液分离系统。 

步骤3）所述的脉冲电凝过程中，主要目的是改善废水的可生化性，降低后续生化处理的难度。处理过程是：在设定电压400V、电流50A、频率200-2000Hz的工况下，进行正、反向脉冲各60分钟，利用高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，即对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水体中分离。该过程可将对微生物有毒害作用的“有机卤化物”进行脱卤，同时去除废水中绝大部分的重金属和悬浮类固体以及部分CODcr。 

所述有机硅单体生产废水由单体合成废水、氯甲烷合成单元废水、二甲水解和裂解及环体蒸馏单元废水、灌区废水中的一种或几种组成。 

所述有机硅单体合成废水的COD_Cr为5000至35000mg/L，该废水中还含有氯离子、锌离子和铜离子、卤代烃及聚硅氧烷。其中锌离子和铜离子的主要来源为催化剂，锌离子浓度小于1mg/L，铜离子浓度小于0.3mg/L。 

所述氯甲烷合成单元废水主要为4.5-5.5%氢氧化钠水溶液，以及少量卤代烃；其中卤代烃的主要成分为氯甲烷，浓度一般为10-1000mg/L。 

所述二甲水解和裂解及环体蒸馏单元废水的COD_Cr为1000至5000mg/L，还含有少量聚硅氧烷环体。 

所述灌区废水COD_Cr为5000至20000mg/L，该废水中含有氯离子、碳酸钠、甲醇以及少量聚硅氧烷，其中氯离子浓度小于1mg/L。 

从上述废水的组成情况分析可知，有机硅单体废水具有水质波动大、组分复杂、含盐量高、水量相对较小、间歇性排放等特点，而且还含有不溶性硅油和硅胶。另外，国内大部分有机硅单体装置均不能像一般化工产品常时间（300天/年以上）的连续生产，需定期对生产设备进行检修，这样也进一步使废水的产生情况变得复杂。而目前国内绝大部分应用于有机硅单体项目废水治理的工艺很难达到连续稳定达标排放。考虑到该废水的特性，为尽量降低污水治理运行成本并保证废水稳定达标排放，采取物化+生化的治理思路，本发明主要针对性的研究开发出物化阶段的处理工艺，即预处理阶段的处理工艺。 

该废水是否能得到有效治理，物化预处理尤为关键，本发明有针对性提出了以隔油除胶+蒸发结晶+脉冲电凝相结合的核心预处理工艺，该工艺的特点是通过隔油除胶将废水中的绝大部分硅油和硅胶等杂质进行分离回收，以期降低后续蒸发结晶设备的运行负荷；经 过隔油除胶后的废水进入蒸发器，废水中的绝大部分无机氯化物，金属离子等对生物具有抑制性的成分基本可以通过结晶的方式得以去除；同时从蒸发系统出来的冷凝废水主要成分为低沸点有机物及少量夹带物，如烷烃类、硅氧烷类等；后冷凝废水进入脉冲电凝装置，通过脉冲电凝将废水中的有机或无机物在电势能的作用下发生氧化还原反应，并对微生物有抑制作用的“有机卤化物”进行脱卤。 

本发明经过上述自主研发的隔油除胶+蒸发结晶+脉冲电凝组合预处理方法处理后，提高了废水的可生化性，使得废水具备进入生化处理的条件，然后再通过生化处理得到达标排放的废水。 

本发明提供了一种可靠性强、稳定性好、处理效率高、运行成本也合理的污水治理方案，并且具有很强的工业普及运用潜力。 

具体实施方式

下面结合实施例1和实施例2来进一步说明本发明，但实施例仅在于说明本发明，而不是对其进行限制。 

一种有机硅单体生产废水的预处理方法，具体步骤为： 

1）隔油除胶将上述混合废水通过隔油系统和除胶系统进行隔油除胶处理，除去硅油和硅胶；其中除去硅胶时需要向废水中加入活性炭，并加以机械搅拌。 

2）蒸发结晶除胶之后的废水进入蒸发器进行蒸馏，蒸发后产生的浓缩液通过冷却结晶、过滤分离得到结晶体，结晶体储存到一定量后委托具备资质单位处置；离心液返回系统重新进行蒸发再结晶；蒸发器为三效蒸发器，其进气温度为130摄氏度，一效最高温度为105摄氏度，三效最低温度为65摄氏度。 

3）脉冲电凝步骤2）中经冷凝收集的液体进入脉冲电凝装置，通过脉冲电凝使得废水中的绝大部分有机物及无机物在高电压、低电流的作用下发生电化学反应，以期提高废水的可生化性，得到预处理完毕的废水。预处理之后的废水再通过生化处理得到达标排放的废水。后续生化处理工艺流程为脉冲厌氧+M-UNITANK+缺氧池+MBR。 

实施例1： 

甲公司有机硅单体合成生产装置规模为年产12吨。首先对有机硅单体废水的组成进行分析，所述有机硅单体生产废水由下表一中四种废水混合组成，不进行单独处理。分析数据见，其中表一为甲公司有机硅单体合成废水各排污节点水质情况一览表；表二为甲公司有机硅单体合成废水进污处站混合水质情况一览表；表三为甲公司有机硅单体合成废水经上述预处理后水质情况一览表；表四为甲公司有机硅单体合成废水经上述预处理及生化处理后水质情况一览表： 

表一 

表一中各节点废水COD_Cr值均为连续取样检测均值，氯化物含量、氢氧化钠含量等也均为连续取样检测均值；另无氯甲烷合成单元的生产单位将不产生氯甲烷合成单元废水。 

表二 

对上述实施例中经该发明预处理后的废水进行检测，得到的数据见表三， 

表三 

经预处理后的废水再经生化处理，即脉冲厌氧+M-UNITANK+缺氧池+MBR，各项指标如表四所示： 

表四 

实施例2： 

乙公司有机硅单体合成生产装置为年产6万吨。首先对有机硅单体废水的组成进行分析，所述有机硅单体生产废水由下表五中的三种废水混合组成，不进行单独处理。分析数 据如下表五，表五为乙公司有机硅单体合成废水各排污节点水质情况一览表；表六为乙公司有机硅单体合成废水进污处站混合水质情况一览表 

表五 

表五中各节点废水CODCr值均为连续取样检测均值，氯化物含量、氢氧化钠含量等也均为连续取样检测均值；该装置未配套氯甲烷合成单元。 

表六 

对上述实施例中处理完毕后的废水进行检测，得到的数据见表七，如下： 

表七 

经预处理后的废水再经生化处理，即脉冲厌氧+M-UNITANK+缺氧池+MBR，各项指标如表八所示： 

表八 

表一至表八中的数据均为多次测量后所取的均值。 

通过上述实施例1和实施例2可知，通过本发明提供的预处理方案，能够使得废水经预处理后，大幅提高废水的可生化性，从而使得废水具备进入生化处理的条件，然后再通过生化处理，实现废水的稳定达标（GB8978-1996一级）排放。 

Claims (10)

1.一种有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于具体步骤为：

1）隔油除胶  将有机硅单体生产废水通过隔油系统和除胶系统进行隔油除胶处理，除去硅油和硅胶； 

2）蒸发结晶  除胶之后的废水进入蒸发器进行蒸馏，收集蒸馏后的冷凝液，蒸发器中的浓缩液通过冷却结晶、过滤分离得到结晶体，离心液返回系统进行再蒸发； 

3）脉冲电凝  步骤2）中蒸馏后的冷凝液进入脉冲电凝装置，通过脉冲电凝将废水中的大分子有机物之间的键打断，使其变为小分子有机物，从而提高废水的可生化性，同时无机物在高电压、低电流的作用下发生电化学反应，除去水中的重金属离子，得到预处理完毕的废水。

2.根据权利要求1所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述步骤1）中，除胶过程需要加入活性炭。

3.根据权利要求1所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：步骤2）所述的蒸发过程中的温度控制在65-110℃。

4.根据权利要求1所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述除胶系统与蒸发器之间设有缓冲池，从步骤1）出来的废水通过缓冲池进入蒸发器，步骤2）结晶后离心分离出来的离心夜进入缓冲池，然后进行再蒸发。

5.根据权利要求1所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：步骤3）所述的脉冲电凝过程中，在设定电压400V、电流50A、频率200-2000Hz的工况下，进行正、反向脉冲各60分钟。

6.根据权利要求1-5之一所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述有机硅单体生产废水由单体合成废水、氯甲烷合成单元废水、二甲水解和裂解及环体蒸馏单元废水、罐区废水中的一种或几种组成。

7.根据权利要求6所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述有机硅单体合成废水的COD_Cr为5000至35000mg/L，该废水中还含有氯离子、锌离子和铜离子、卤代烃及聚硅氧烷。

8.根据权利要求6所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述氯甲烷合成单元废水为4.5-5.5%氢氧化钠水溶液，该废水还含有卤代烃。

9.根据权利要求6所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述二甲水解和裂解及环体蒸馏单元废水的COD_Cr为1000至5000mg/L，还含有聚硅氧烷环体。

10.根据权利要求6所述的有机硅单体生产废水的预处理方法，其特征在于：所述灌区废水COD_Cr为 5000至20000 mg/L，该废水中含有氯离子、碳酸钠、甲醇以及聚硅氧烷。