CN106430866A - 一种合成橡胶加工废水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合成橡胶加工废水处理装置，包括集水井、沉砂池、反应池、气浮池、格栅井、调节池、水解池、A池、O池、二沉池、清水池、碳滤罐、排放井和污泥浓缩池，所述集水井连接生产废水排水出口，集水井的输出端连接到沉砂池，沉砂池上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，沉砂池的下部污泥输出端连接到污泥浓缩池，沉砂池的上部液体输出端连接到反应池，反应池与气浮池连接，气浮池的输出端连接到调节池；所述格栅井与生活废水输出端连接，格栅井的输出端连接到调节池，所述调节池还与工艺废水输出端连接。本发明采用多种工艺联合对合成橡胶加工废水进行处理，不仅能够保证出水达标排放，还能够变废为宝，实现资源综合利用。

Description

一种合成橡胶加工废水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及橡胶加工废水处理技术领域，具体是一种合成橡胶加工废水处理装置及方法。

背景技术

合成橡胶废水成分非常复杂，且难以生化降解，具有含盐量高、色度高等特点。合成橡胶废水主要来自合成橡胶生产中的凝聚、洗涤及挤压工序，排放量大，毒性强，水质成分复杂其中COD为300～2000mg/L，BOD为100～360mg/L，若直接排放会严重污染生态环境。随着环保法规的日益严格.对合成橡胶废水处理技术的研究将成为橡胶行业的重要课题。综述了几种合成橡胶废水处理技术，并提出了发展方向。

1物理化学法

物理化学法是废水中的污染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术。物理化学法主要包括反渗透法和吸附法。

1.1反渗透法

反渗透法是利用反渗透膜的选择透过性，对废水进行分离和提纯，主要用于分离水中溶解性物质。废水预处理后再以FSJ42－1.22型聚砜酰胺卷式反渗透膜处理，其运行压力0.55～0.98MPa，淡水通量0.6～0.7m³/h，出水TDS＜42mg/L，COD＜5mg/L，硬度＜80mg/L，电导率＜410μS/cm，SS、石油类、挥发酚、浊度和色度等指标均未检出，可作为锅炉补给水或工艺用水源水。

1.2吸附法

吸附法是通过吸附剂(如活性炭、磺化煤和树脂等)与被吸附物质之间产生化学作用，形成化学键引起吸附而除去污染物质。用活性炭吸附预处理后的顺丁橡胶废水，先将水处理专用活性炭以体积分数为5％～10％的稀硫酸浸泡，强化其表面的吸附能力，再用质量分数为2％～5％的高锰酸钾溶液浸泡，增强其表面的再氧化能力，强化活性炭吸附塔高4.5～5.5m，滤速10m/h，活性炭装卸采用水力输送装置和自动卸炭装置，处理后出水可达到冷却塔回用水水质的标准。

2化学法

化学法是利用污染物质的化学特性(如酸碱性、电离性、氧化还原性)来分离回收废水中的污染物，或改变污染物的性质，使其从有害变为无害的一种方法。

化学法主要包括混凝法、混凝气浮法、臭氧氧化法、O₃/H₂O₂高级氧化法及Fenton试剂法。

2.1混凝法

合成橡胶废水中含有很多胶体物质，它们因带有一定的电荷相互排斥，稳定地分散在废水中。当加入带有相反电荷的混凝剂后，废水中胶体物质上的电荷被中和发生凝聚，然后通过大分子助凝剂的架桥作用，将小胶粒聚集成大絮团，可通过外力去除。以硫酸铝为混凝剂、聚丙烯酰胺为助凝剂处理合成橡胶废水，在最佳混凝剂用量、pH、温度及搅拌条件下，COD去除率约为37％。

2.2混凝气浮法

目前，国内大部分合成橡胶企业采用混凝气浮法处理生产废水。此法是先往废水中投加混凝剂和助凝剂，进行混凝和助凝强化处理，再用泵将其打入气浮机，通过水射器将溶有压缩空气的回流水注入溶气释放器而形成微小气泡，废水中的悬浮颗粒附在气泡上浮出水面后用刮渣装置将其刮入排渣槽排出。以两级气浮法处理合成橡胶废水，其中一级采用大气泡集放器，将较大颗粒的絮凝体浮上水面，二级采用微小气泡集放器，将微小颗粒絮凝体浮上水面，出水COD及SS去除率分别为40％～45％、95％～98％。

2.3臭氧氧化法

臭氧氧化能力很强(氧化还原电位仅次于氟)，可将大分子有机物转化为小分子有机物并改变分子结构，从而降低废水中的COD，提高其可生化性。用O₃处理BOD/COD值0.19、pH6.5～8.5的丁苯橡胶废水，COD去除率70％。

2.4 O3/H2O2高级氧化法

为了提高臭氧利用率和氧化能力，近年来兴起了O₃/H₂O₂高级氧化技术。该技术可直接将污染物氧化为CO₂和H₂O，其反应为：H₂O₂+2O₃→2OH－+3O。以混凝+O₃/H₂O₂组合工艺处理丁苯橡胶废水，其最佳工艺条件：混凝实验，废水pH为7、PAC和PAM加入量分别为400mg/L和4mg/L；催化氧化实验，废水pH为7～8、H₂O₂加入量为200mg/L、H₂O₂与O₃的质量比为0.5。可使原水COD从860mg/L降至145mg/L，出水达到国家二级排放标准。

2.5 Fenton试剂法

Fenton试剂法是一种均相催化氧化法，在含有Fe₂+的酸性溶液中投加H₂O₂时会发生反应：Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^－+·OH；Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO₂·+H⁺。反应中生成的·OH自由基是活性很强的氧化剂(仅次于氟)。Fe²⁺最终可被氧化为Fe³⁺，在一定pH下，出现Fe(OH)₃胶体，可降低废水中的悬浮物，因此Fenton试剂兼有氧化和絮凝作用。用Fenton法处理400mL拉开粉废水，分别加入30％H₂O₂及10％FeSO₄(均为质量分数)溶液6.0mL、1.5mL，调节体系pH值为2.6～2.8，反应3h，COD去降率为85.0％左右。

3生物法

生物法是利用微生物，主要是细菌的代谢作用，氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使废水得到净。生物法主要包括水解酸化法、活性污泥法、氧化沟法及生物接触氧化法。

3.1水解酸化法

水解酸化法是一种介于好氧和厌氧之间的方法，主要用于处理含难降解有机物、可生化性不高的工业废水。它是利用有机物厌氧分解过程中酸性发酵阶段的特点，将某些难降解的大分子有机物转化为易被微生物降解的小分子有机物，从而改善废水的可生化性。如用水解酸化处理顺丁和丁苯橡胶混合废水，当进水COD负荷0.55kg/m3·d及停留时间6.7h时，出水BOD/COD值由处理前的0.44提高到0.56且未检出苯乙烯，保证了后续好氧工艺处理效果。

3.2活性污泥法

活性污泥法是利用活性污泥中的各种微生物具有很强吸附和氧化分解有机物的能力来处理有机废水的一种方法。用传统活性污泥法处理丁苯橡胶废水的中型试验表明，进水COD平均质量浓度为801mg/L，经鼓曝处理后，二沉池出水COD平均去除率为59.2％。

3.3氧化沟法

氧化沟又称为“环形曝气池”，“无终端的曝气系统”，其曝气池呈封闭的沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断的循环流动。作为一种革新的活性污泥法工艺，氧化沟法不需设置初沉池和污泥消化池，但在去除BOD方面比传统活性污泥法效果更好，运行也更加稳定可靠。将合成橡胶废水与生活废水按一定比例混合后用氧化沟工艺处理，BOD去除率达69％～93％。

3.4生物接触氧化法

生物接触氧化法是目前工业废水生物处理广泛采用的一种方法。因其负荷高、有机物去除效果好而成为水解酸化工艺的后续好氧处理工艺。以生物接触氧化法处理合成橡胶废水，在进水水温19～33℃、pH为6.6～7.3、气水比15∶1、池内DO≥2mg/L及停留时间6.7h时，出水COD及BOD的平均去除率分别为83.7％、89.6％。4各种处理方法比较合成橡胶废水的各种处理方法比较，见表1。5存在问题及发展方向合成橡胶废水是一种处理难度较大的废水，单独采用物理化学法、化学法或生物法处理，效果不太理想，废水难以达标排放。近年来研究人员尝试将三种方法组合使用并取得良好效果。用SBR－无烟煤－石英砂双层滤料过滤－活性炭吸附工艺处理氯丁橡胶废水，结果表明，进水COD为1020mg/L左右时，最佳进水期1h、反应期4h、沉淀期2h、排水期0.5h、闲置期0h、曝气采用非限量曝气，出水COD、浊度、色度分别降至40mg/L以下、0.75NTU及0，可回用于生产。用混凝沉降－水解酸化－接触氧化－砂滤工艺处理丁苯橡胶废水，COD、BOD和SS的去除率分别在95％、95％及70％以上，其水质参数均达到GB8978－1996综合污水一级排放标准，可在现有装置上实现中水回用。因此，采用生物+物理化学法或化学处理效率会更加提高。

根据上面的叙述，我们可以知道，尽管合成橡胶加工废水处理工艺发展到现在已经比较成熟，但是在合成加工废水处理这一领域上，仍存在很多问题，仅靠单一的处理工艺是很难使出水达标排放的，必须对现有的工艺进行集成，采用多种工艺联合处理的方法，才能达标排放，甚至是变废为宝，实现资源综合利用的目的。如果掌握了以上技术，合成橡胶加工废水就能找到一种真正工艺简单、操作简便、处理彻底、节省能源且成本低廉的处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成橡胶加工废水处理装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种合成橡胶加工废水处理装置，包括集水井、沉砂池、反应池、气浮池、格栅井、调节池、水解池、A池、O池、二沉池、清水池、碳滤罐、排放井和污泥浓缩池，所述集水井、沉砂池、隔油池、反应池、气浮池组成生产废水预处理系统，格栅井、调节池组成工艺废水及生活污水预处理系统，水解池、A池、O池、二沉池组成生化处理系统，清水池、碳滤罐、排水井组成物化把关处理系统；所述集水井连接生产废水排水出口，集水井的输出端连接到沉砂池，沉砂池上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，沉砂池的下部污泥输出端连接到污泥浓缩池，沉砂池的上部液体输出端连接到反应池，反应池与气浮池连接，气浮池的输出端连接到调节池；所述格栅井与生活废水输出端连接，格栅井的输出端连接到调节池，所述调节池还与工艺废水输出端连接，调节池的输出端连接水解池，水解池通过污水提升泵连接到A池，A池的输出端与O池连接，O池的输出端与二沉池连接，A池、O池、二沉池内部均伸入有风机的输出管道，二沉池上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，二沉池下部污泥输出端与污泥浓缩池连接，二沉池上部液体输出端连接到清水池或排放井，清水池的输出端连接碳滤罐，碳滤罐的输出端连接到排放井。

作为本发明进一步的方案：所述反应池的内部设有搅拌机。

作为本发明进一步的方案：所述反应池与加药系统连接，加药系统包括加药桶和加药泵，加药泵的输出端连接到反应池。

作为本发明进一步的方案：所述格栅井内设有粗格栅。

作为本发明进一步的方案：所述沉砂池的下部污泥输出端与污泥浓缩池之间、二沉池下部污泥输出端与污泥浓缩池之间均安装有污泥回流泵。

作为本发明进一步的方案：所述污泥浓缩池的下部输出端通过污泥泵和管道混合器连接到脱水机械，污泥浓缩池的上部输出端连接到集水井。

使用上述机械进行合成橡胶加工废水处理的方法，包括以下步骤：

第一步、合成橡胶生产废水由管道自流入集水井，收集一定水量并达到液位后由提升泵提升至沉砂池，通过沉砂池将生产废水中颗粒较大的无机物沉淀掉，含有苯环及杂环等大分子有机物的上层废水进入反应池反应，再进入气浮池气浮去除废水中苯环及杂环等大分子有机物的胶体物质；

第二步、厂区的生活污水进入格栅井，利用格栅井中的粗格栅将污水中直径大于2cm的垃圾过滤掉，然后与上述生产废水及工艺废水一起重力流入调节池；

第三步、调节池的综合废水通过提升泵泵入水解池，废水经过厌氧水解，厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，然后进入A池及O池，通过厌氧菌分解吸收及好氧菌充分氧化，将小分子有机物进一步氧化分解并吸收；

第四步、经过A池、O池处理过的水重力流入二沉池沉淀，下层污泥进入污泥浓缩池，上层清水如处理达标，则直接排入污水管网，如出水不能达标，则出水通过离心泵泵入碳滤罐进一步过滤后进入清水池；

第五步、清水池中的水流入排放井达标排放。

与现有技术相比，本发明采用多种工艺联合对合成橡胶加工废水进行处理，不仅能够保证出水达标排放，还能够变废为宝，实现资源综合利用，并且，整个处理过程工艺简单、操作简便、处理彻底、节省能源且成本低廉。

附图说明

图1为合成橡胶加工废水处理装置及方法的工艺流程图。

图中：1-集水井、2-沉砂池、3-反应池、4-气浮池、5-格栅井、6-调节池、7-水解池、8-A池、9-O池、10-二沉池、11-清水池、12-碳滤罐、13-排放井、14-污泥浓缩池。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种合成橡胶加工废水处理装置，包括集水井1、沉砂池2、反应池3、气浮池4、格栅井5、调节池6、水解池7、A池8、O池9、二沉池10、清水池11、碳滤罐12、排放井13和污泥浓缩池14，所述集水井1、沉砂池2、反应池3、气浮池4组成生产废水预处理系统，格栅井5、调节池6组成工艺废水及生活污水预处理系统，水解池7、A池8、O池9、二沉池10组成生化处理系统，清水池11、碳滤罐12、排水井13组成物化把关处理系统；所述集水井1连接生产废水排水出口，集水井1的输出端连接到沉砂池2，沉砂池2上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，沉砂池2的下部污泥输出端连接到污泥浓缩池14，沉砂池2的上部液体输出端连接到反应池3，反应池3与气浮池4连接，气浮池4的输出端连接到调节池6；所述格栅井5与生活废水输出端连接，格栅井5的输出端连接到调节池6，所述调节池6还与工艺废水输出端连接，调节池6的输出端连接水解池7，水解池7通过污水提升泵连接到A池8，A池8的输出端与O池9连接，O池9的输出端与二沉池10连接，A池8、O池9、二沉池10内部均伸入有风机的输出管道，二沉池10上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，二沉池10下部污泥输出端与污泥浓缩池14连接，二沉池10上部液体输出端连接到清水池11或排放井13，清水池11的输出端连接碳滤罐12，碳滤罐12的输出端连接到排放井13。

所述反应池3的内部设有搅拌机。

所述反应池3与加药系统连接，加药系统包括加药桶和加药泵，加药泵的输出端连接到反应池。

所述格栅井5内设有粗格栅。

所述沉砂池3的下部污泥输出端与污泥浓缩池14之间、二沉池10下部污泥输出端与污泥浓缩池14之间均安装有污泥回流泵。

所述污泥浓缩池14的下部输出端通过污泥泵和管道混合器连接到脱水机械，污泥浓缩池的上部输出端连接到集水井1。

使用上述机械进行合成橡胶加工废水处理的方法，包括以下步骤：

第一步、合成橡胶生产废水由管道自流入集水井1，收集一定水量并达到液位后由提升泵提升至沉砂池2，通过沉砂池2将生产废水中颗粒较大的无机物沉淀掉，含有苯环及杂环等大分子有机物的上层废水进入反应池3反应，再进入气浮池4气浮去除废水中苯环及杂环等大分子有机物的胶体物质；

第二步、厂区的生活污水进入格栅井5，利用格栅井5中的粗格栅将污水中直径大于2cm的垃圾过滤掉，然后与上述生产废水及工艺废水一起重力流入调节池6；

第三步、调节池6的综合废水通过提升泵泵入水解池7，废水经过厌氧水解，厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，然后进入A池8及O池9，通过厌氧菌分解吸收及好氧菌充分氧化，将小分子有机物进一步氧化分解并吸收；

第四步、经过A池8、O池9处理过的水重力流入二沉池10沉淀，下层污泥进入污泥浓缩池14，上层清水如处理达标，则直接排入污水管网，如出水不能达标，则出水通过离心泵泵入碳滤罐12进一步过滤后进入清水池11；

第五步、清水池11中的水流入排放井达标排放。

生产废水首先进入集水井，然后由提升泵先后提升至沉砂池，再由沉砂池沉淀后重力流入反应池及气浮池，气浮池流出后会同工艺废水及生活污水一起进入格栅井及调节池，在调节池通过提升泵将混合废水依次提升至水解池、A池、O池及二沉池，再重力流入清水池，并通过离心泵泵入碳滤罐过滤后，最后通过排放井排放，保证了合成橡胶加工废水在处理系统得到充分有效的反应和处理。

本发明采用多种工艺联合对合成橡胶加工废水进行处理，不仅能够保证出水达标排放，还能够变废为宝，实现资源综合利用，并且，整个处理过程工艺简单、操作简便、处理彻底、节省能源且成本低廉。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种合成橡胶加工废水处理装置，其特征在于，包括集水井、沉砂池、反应池、气浮池、格栅井、调节池、水解池、A池、O池、二沉池、清水池、碳滤罐、排放井和污泥浓缩池，所述集水井、沉砂池、隔油池、反应池、气浮池组成生产废水预处理系统，格栅井、调节池组成工艺废水及生活污水预处理系统，水解池、A池、O池、二沉池组成生化处理系统，清水池、碳滤罐、排水井组成物化把关处理系统；所述集水井连接生产废水排水出口，集水井的输出端连接到沉砂池，沉砂池上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，沉砂池的下部污泥输出端连接到污泥浓缩池，沉砂池的上部液体输出端连接到反应池，反应池与气浮池连接，气浮池的输出端连接到调节池；所述格栅井与生活废水输出端连接，格栅井的输出端连接到调节池，所述调节池还与工艺废水输出端连接，调节池的输出端连接水解池，水解池通过污水提升泵连接到A池，A池的输出端与O池连接，O池的输出端与二沉池连接，A池、O池、二沉池内部均伸入有风机的输出管道，二沉池上设有上部液体输出端和下部污泥输出端，二沉池下部污泥输出端与污泥浓缩池连接，二沉池上部液体输出端连接到清水池或排放井，清水池的输出端连接碳滤罐，碳滤罐的输出端连接到排放井。

2.根据权利要求1所述的合成橡胶加工废水处理装置，其特征在于，所述反应池的内部设有搅拌机。

3.根据权利要求1所述的合成橡胶加工废水处理装置，其特征在于，所述反应池与加药系统连接，加药系统包括加药桶和加药泵，加药泵的输出端连接到反应池。

4.根据权利要求1所述的合成橡胶加工废水处理装置，其特征在于，所述格栅井内设有粗格栅。

5.根据权利要求1所述的合成橡胶加工废水处理装置，其特征在于，所述沉砂池的下部污泥输出端与污泥浓缩池之间、二沉池下部污泥输出端与污泥浓缩池之间均安装有污泥回流泵。

6.根据权利要求1所述的合成橡胶加工废水处理装置，其特征在于，所述污泥浓缩池的下部输出端通过污泥泵和管道混合器连接到脱水机械，污泥浓缩池的上部输出端连接到集水井。

7.一种如权利要求1-6任一所述的合成橡胶加工废水处理装置进行合成橡胶加工废水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、合成橡胶生产废水由管道自流入集水井，收集一定水量并达到液位后由提升泵提升至沉砂池，通过沉砂池将生产废水中颗粒较大的无机物沉淀掉，含有苯环及杂环等大分子有机物的上层废水进入反应池反应，再进入气浮池气浮去除废水中苯环及杂环等大分子有机物的胶体物质；

第二步、厂区的生活污水进入格栅井，利用格栅井中的粗格栅将污水中直径大于2cm的垃圾过滤掉，然后与上述生产废水及工艺废水一起重力流入调节池；

第三步、调节池的综合废水通过提升泵泵入水解池，废水经过厌氧水解，厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，然后进入A池及O池，通过厌氧菌分解吸收及好氧菌充分氧化，将小分子有机物进一步氧化分解并吸收；

第四步、经过A池、O池处理过的水重力流入二沉池沉淀，下层污泥进入污泥浓缩池，上层清水如处理达标，则直接排入污水管网，如出水不能达标，则出水通过离心泵泵入碳滤罐进一步过滤后进入清水池；

第五步、清水池中的水流入排放井达标排放。