CN105439372A

CN105439372A - 一种pva废水的新型处理方法

Info

Publication number: CN105439372A
Application number: CN201410409186.6A
Authority: CN
Inventors: 李昕阳; 栾金义; 邱松; 魏令勇; 齐红卫; 杨宇斐
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2034-08-19
Also published as: CN105439372B

Abstract

本发明涉及废水处理技术，具体说是一种PVA废水的新型处理方法，该方法利用“臭氧+污泥曝气吸附+水解酸化+好氧”工艺处理PVA废水，实现PVA废水的达标排放，具有处理效果好，出水COD低，抗冲击能力强，易于实现工业化的特点。本发明利用臭氧预处理PVA废水，废水中的PVA难以通过普通生化方法去除，臭氧能够明显改变PVA的分子结构，提高其可生化性，而后通过污泥曝气吸附去除PVA废水中的部分有机物，降低对后续工艺的冲击，通过水解酸化进一步增加PVA的可生化性，最后通过好氧处理使出水水质达标。本发明有效解决了此类化工废水的治理难题，成功实现PVA废水的达标排放，在实现环保的同时又节省了经济成本。

Description

一种PVA废水的新型处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术，具体说是一种PVA废水的新型处理方法。尤指一种利用“臭氧+污泥曝气吸附+水解酸化+好氧”工艺处理PVA废水，从而实现达标排放的技术。

背景技术

化工行业在我国国民经济中占有重要地位，是我国的传统支柱产业，化工行业的发展速度和规模对我国社会经济的各个部门有着直接影响。由于化工行业工艺复杂、产品多样，生产中排放的污染物种类多、数量大、毒性高；其所产生的废水常常含有高浓度的有机污染物，难以通过常规的废水处理方法处理，这些废水不仅会影响生态环境，而且会危及人类健康。

工业上在利用乙炔和醋酸根合成PVA(聚乙烯醇)的过程中，伴随产生了大量的PVA废水，该废水具有水量大、有机物浓度高、生物降解性差等特点，难以用常规生化工艺达标处理。以某化工企业的装置所产生的PVA废水为例，废水的pH为10左右，COD在1800～3200mg/L之间波动，废水中含有的主要污染物为PVA和醋酸根，其中PVA可生化性差，且含量高达600mg/L，难以通过普通生化方法降解。

臭氧氧化是一种高级氧化技术，通过其强氧化作用与水中的难降解有机物反应，改变其分子结构，提高分子活性，增加废水的可生化性，而且在臭氧处理过程中反应迅速，流程简单，没有二次污染问题，作为预处理技术应用具有极好的发展前景。

污泥曝气吸附是一种高浓度废水的预处理工艺，主要作用是通过污泥的作用分解废水中的部分有机物，降低废水的污染物含量，从而减少废水对后续工艺的冲击，在处理PVA废水时，废水中的部分PVA以与污泥结合的絮状形态析出，通过定期排泥降低了废水的PVA浓度。作为预处理技术，污泥曝气吸附具有工艺简单、易于维护、效果明显等优点。

“水解酸化+好氧”工艺是一项常用的生化组合工艺，被广泛的应用于处理印染、造纸、制药、化工等行业所产生的难降解废水中。水解酸化通过微生物的厌氧消化过程改善废水中有机物的可生化性，将大分子有机物转化为小分子；为后续的好氧处理提供良好的条件。好氧工艺则通过微生物的降解作用，进一步去除废水中的污染物，通过深度处理实现废水的达标排放。

专利“一种纤维乙醇生产废水的预处理方法”(申请号201210404192)介绍了一种纤维乙醇生产废水的处理工艺。该工艺首先向废水中投加石灰进行碱析作用，混凝澄清后的废水下与臭氧发生接触氧化，该工艺可以去除废水中的大部分硫酸根、悬浮物，同时提高废水的可生化性。

“高级预氧化提高模拟聚乙烯醇废水可生化性能研究”(赵春禄，楚晓俊，青岛科技大学学报，2010,31(6):588-592)研究了一种利用Fenton法预氧化+活性污泥的联合工艺处理PVA废水的工艺。与传统污泥法相比，经过Fenton法作预处理后，PVA废水中PVA的可生化性明显提高，B/C比明显提高，活性污泥处理PVA废水时其可生化性更好。然而该工艺中，Fenton法要求投加多种试剂，而且要多次调整PVA废水的pH，还会产生沉淀的铁盐，因此，限制了其在工业中的进一步应用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种PVA废水的新型处理方法，该方法利用“臭氧+污泥曝气吸附+水解酸化+好氧”工艺处理PVA废水，实现PVA废水的达标排放，具有处理效果好、出水COD低、抗冲击能力强、易于实现工业化的特点。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种PVA废水的新型处理方法，包括以下各步骤：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入酸，将其pH调节到6.5～7.5；

步骤2：臭氧氧化，经过预处理后的PVA废水进入臭氧反应器反应，采用微孔爆气法通入臭氧，通入的臭氧与PVA废水的COD的质量比为1:1～1:3，处理时间为0.5～2.5h，改善废水中PVA的可生化性；

步骤3：污泥曝气吸附，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入污泥曝气吸附反应池，采用微孔爆气法，维持氧含量在3-5mg/L，污泥浓度为2～3g/L，停留时间为6～14h；

步骤4：水解酸化，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为3～5g/L，停留时间为6～16h；

步骤5：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为2～3g/L，停留时间为15～30h。

在上述方案的基础上，所述PVA废水的COD浓度为1800mg/L～3200mg/L，pH为9～10，污染物包括PVA和醋酸根。

在上述方案的基础上，经过预处理后的PVA废水在所述臭氧反应器中的处理时间为1～2h。

在上述方案的基础上，经过臭氧氧化处理后的PVA废水在所述污泥曝气吸附反应池中的停留时间为8～12h。

在上述方案的基础上，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水在所述水解酸化反应池中的停留时间为8～14h。

在上述方案的基础上，经过水解酸化处理后的PVA废水在所述好氧反应池中的停留时间为20～25h。

在上述方案的基础上，处理后的出水水质COD小于80mg/L，满足排放标准要求。

本发明所述的PVA废水的新型处理方法的有益效果：

1)通过臭氧氧化能够改变PVA废水中PVA的分子结构，提高其可生化性，同时臭氧对于醋酸根的氧化作用十分微弱，可进行有选择的氧化，从而减少臭氧的用量，降低工艺能耗；

2)通过污泥曝气吸附可以有效去除PVA废水中的部分有机物，降低PVA废水的COD浓度，减少对后续工艺的冲击；

3)水解酸化能够一方面能去除PVA废水中的部分COD，另一方面，通过微生物的厌氧消化作用，分解PVA分子，进一步提高污水的可生化性；

4)好氧通过微生物深度处理作用可以充分降解水中的醋酸根和PVA，保证出水水质达标。

附图说明

本发明有如下附图：

图1是本发明的PVA废水的新型处理方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所述的PVA废水的新型处理方法，采取的技术方案是：

一种PVA废水的新型处理方法，包括如下各步骤：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入酸，将其pH调节到6.5～7.5；

本发明通过预处理调节PVA废水的pH，然后通过臭氧氧化提高污水的可生化性，并且通过污泥曝气吸附进一步降低PVA废水中的有机物，再利用水解酸化进一步提高PVA的可生化性，同时去除部分COD，最后通过好氧处理，实现PVA废水的达标排放。

在上述技术方案的基础上，所述PVA废水的COD浓度为1800mg/L～3200mg/L，pH为9～10，主要污染物为PVA和醋酸根；废水的特点如下表所示：

废水来源	PVA废水
		pH	9-10
COD(mg/L)	1800-3200
		主要有机成分	PVA、醋酸根

在上述技术方案的基础上，经过预处理后的PVA废水在所述臭氧反应器中的处理时间为1～2h。

在上述技术方案的基础上，经过臭氧氧化处理后的PVA废水在所述污泥曝气吸附反应池中的停留时间为8～12h。

在上述技术方案的基础上，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水在所述水解酸化反应池中的停留时间为8～14h。

在上述技术方案的基础上，经过水解酸化处理后的PVA废水在所述好氧反应池中的停留时间为20～25h。

经过本发明的方法处理后的出水水质COD小于80mg/L，满足排放标准要求。

本发明方法的优点在于利用臭氧预处理PVA废水，废水中的PVA难以通过普通生化方法去除，臭氧能够明显改变PVA的分子结构，提高其可生化性，而后通过污泥曝气吸附去除PVA废水中的部分有机物，降低对后续工艺的冲击，通过水解酸化进一步增加PVA的可生化性，最后通过好氧处理，使出水水质达标。

本发明的经济效益在于有效解决了此类化工废水的治理难题，成功实现PVA废水的达标排放，在实现环保的同时又节省了经济成本。

以下是具体的实施例。

实施例1

某企业的PVA生水，COD为1800mg/L，pH为9，主要污染物为PVA和醋酸根。

通过本发明的方法处理步骤如下：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到6.5；

步骤2：臭氧氧化，经过预处理后的PVA废水进入臭氧反应器反应，采用微孔爆气法通入臭氧，通入的臭氧与PVA废水的COD的质量比为1:2，处理时间为1h，改善废水中PVA的可生化性；

步骤3：污泥曝气吸附，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入污泥曝气吸附反应池，采用微孔爆气法，维持氧含量在4mg/L，污泥浓度为2g/L，停留时间为6h；

步骤4：水解酸化，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为3g/L，停留时间为8h；

步骤5：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为2g/L，停留时间为15h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为65mg/L，满足排放标准要求。

实施例2

某企业的PVA废水，COD为3200mg/L，pH为10，主要污染物为PVA和醋酸根。

通过本发明的方法处理步骤如下：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到7.5；

步骤2：臭氧氧化，经过预处理后的PVA废水进入臭氧反应器反应，采用微孔爆气法通入臭氧，通入的臭氧与PVA废水的COD的质量比为1:3，处理时间为2.5h，改善废水中PVA的可生化性；

步骤3：污泥曝气吸附，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入污泥曝气吸附反应池，采用微孔爆气法，维持氧含量在4.5mg/L，污泥浓度为3g/L，停留时间为12h；

步骤4：水解酸化，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为5g/L，停留时间为14h；

步骤5：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为3g/L，停留时间为20h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为45mg/L，满足排放标准要求。

实施例3

某企业的PVA废水，COD为2600mg/L，pH为9.5，主要污染物为PVA和醋酸根。

通过本发明的方法处理步骤如下：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到7.0；

步骤2：臭氧氧化，经过预处理后的PVA废水进入臭氧反应器反应，采用微孔爆气法通入臭氧，通入的臭氧与PVA废水的COD的质量比为1:2.5，处理时间为1.5h，改善废水中PVA的可生化性；

步骤3：污泥曝气吸附，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入污泥曝气吸附反应池，采用微孔爆气法，维持氧含量在3.5mg/L，污泥浓度为2.5g/L，停留时间为10h；

步骤4：水解酸化，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为4g/L，停留时间为11h；

步骤5：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为2.5g/L，停留时间为22h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为55mg/L，满足排放标准要求。

实施例4

某企业的PVA废水，COD为2800mg/L，pH为9.7，主要污染物为PVA和醋酸根。

通过本发明的方法处理步骤如下：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到7.3；

步骤2：臭氧氧化，经过预处理后的PVA废水进入臭氧反应器反应，采用微孔爆气法通入臭氧，通入的臭氧与PVA废水的COD的质量比为1:1，处理时间为0.5h，改善废水中PVA的可生化性；

步骤3：污泥曝气吸附，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入污泥曝气吸附反应池，采用微孔爆气法，维持氧含量在3mg/L，污泥浓度为2.8g/L，停留时间为14h；

步骤4：水解酸化，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为4.5g/L，停留时间为16h；

步骤5：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为2.8g/L，停留时间为25h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为70mg/L，满足排放标准要求。

实施例5

某企业的PVA废水，COD为2200mg/L，pH为9.3，主要污染物为PVA和醋酸根。

通过本发明的方法处理步骤如下：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到6.8；

步骤2：臭氧氧化，经过预处理后的PVA废水进入臭氧反应器反应，采用微孔爆气法通入臭氧，通入的臭氧与PVA废水的COD的质量比为1:1.5，处理时间为2h，改善废水中PVA的可生化性；

步骤3：污泥曝气吸附，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入污泥曝气吸附反应池，采用微孔爆气法，维持氧含量在5mg/L，污泥浓度为2.2g/L，停留时间为8h；

步骤4：水解酸化，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为3.5g/L，停留时间为6h；

步骤5：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为2.2g/L，停留时间为30h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为63mg/L，满足排放标准要求。

对比例1

某企业的PVA废水，COD为1800mg/L，pH为9，主要污染物为PVA和醋酸根，处理步骤如下：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到6.5；

步骤3：水解酸化，经过臭氧氧化处理后的PVA废水进入水解酸化反应池，污泥浓度为3g/L，停留时间为8h；

步骤4：好氧，经过水解酸化处理后的PVA废水，进入好氧反应池，污泥浓度为2g/L，停留时间为15h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为180mg/L。与实施例1相比，未经过污泥曝气吸附处理的PVA废水，仅靠臭氧氧化+水解酸化+好氧，出水COD无法实现达标排放。

对比例2

步骤1：预处理，向PVA废水中加入盐酸，将其pH调节到6.5；

步骤4：好氧，经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水进入好氧反应池，污泥浓度为2g/L，停留时间为15h，经过沉降后出水。经检测，出水COD为220mg/L。与实施例1相比，未经过水解酸化处理，臭氧氧化+污泥曝气吸附+好氧工艺处理后的PVA废水COD明显高于80mg/L的标准，出水COD无法实现达标排放。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种PVA废水的新型处理方法，其特征在于，包括以下各步骤：

步骤1：预处理，向PVA废水中加入酸，将其pH调节到6.5～7.5；

2.如权利要求1所述的PVA废水的新型处理方法，其特征在于：所述PVA废水的COD浓度为1800mg/L～3200mg/L，pH为9～10，污染物包括PVA和醋酸根。

3.如权利要求1或2所述的PVA废水的新型处理方法，其特征在于：经过预处理后的PVA废水在所述臭氧反应器中的处理时间为1～2h。

4.如权利要求1或2所述的PVA废水的新型处理方法，其特征在于：经过臭氧氧化处理后的PVA废水在所述污泥曝气吸附反应池中的停留时间为8～12h。

5.如权利要求1或2所述的PVA废水的新型处理方法，其特征在于：经过污泥曝气吸附处理后的PVA废水在所述水解酸化反应池中的停留时间为8～14h。

6.如权利要求1或2所述的PVA废水的新型处理方法，其特征在于：经过水解酸化处理后的PVA废水在所述好氧反应池中的停留时间为20～25h。

7.如权利要求1或2所述的PVA废水的新型处理方法，其特征在于：处理后的出水水质COD小于80mg/L，满足排放标准要求。