CN109111031A - 一种乳液聚合树脂生产废水净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种乳液聚合树脂生产废水净化方法,包括废水存储、预处理絮凝沉淀、预处理气浮、移动床生物膜反应、终端絮凝沉淀、终端气浮、芬顿氧化反应等步骤。本方法对于乳液聚合树脂生产产生的废水具有良好的处理效果、废水净化程度高。同时也兼顾了成本,废水处理运行成本低,处理稳定性高。采用阳离子瓜尔胶絮凝剂作为絮凝剂。提高了絮凝效果,减少了絮凝剂用量,节省了成本,并且绿色环保,对环境无污染。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域,尤其涉及一种乳液聚合树脂生产废水的净化方法。
背景技术
乳液聚合是重要的合成树脂生产方法,也是ABS树脂、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯等合成树脂的主流生产工艺。由于乳液聚合树脂生产过程中以水为介质形成乳液,然后聚合物与水分离以进一步加工产品。因此废水产生量大,且含有高浓度的难降解聚合物、毒性较强的聚合物单体以及分散度很高、稳定性很好的乳液和不少油性物质,处理难度很大。目前的治理方式大多是絮凝沉淀法,处理的效果有待提高。因此提供一种运行稳定、处理效果好、成本较低的乳液聚合树脂生产废水净化方法是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供一种运行稳定、处理效果好、成本较低的乳液聚合树脂生产废水净化方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:提供了一种乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)储存:
乳液聚合树脂产生的废水储存于废水储罐;
(2)预处理絮凝沉淀:
检测并调节pH值,控制废水pH值在6.5-8;
在加热并搅拌的状态下加入聚合氯化铝进行混凝处理;
在加热并搅拌的状态下加入阳离子瓜尔胶絮凝剂进行絮凝处理;
废水固液分离;沉淀物进入污泥脱水机中制成泥饼;
(3)预处理气浮:
经预处理絮凝沉淀处理的废水进行气浮处理;气浮装置中的水中形成高度分散的微小气泡,粘附进入其中的废水中的固体或液体颗粒,形成水-气-颗粒三相混合体系;颗粒粘附气泡后,形成絮体而上浮到水面,被刮渣设备刮除;
(4)移动床生物膜反应:
对经过气浮净化后的废水加入酸性试剂进行水解酸化预处理;
之后废水进入移动床生物膜反应器,进行生化反应;
生化反应过程中产生的生物污泥絮体收集进入污泥脱水机中制成泥饼;
被净化的废水进入中继池,同时乳液聚合树脂生产中产生的RO浓水也引入中继池;
(5)废水进行终端絮凝沉淀:工艺与步骤(2)相同;
(6)废水进行终端气浮:工艺与步骤(3)相同;
(7)芬顿氧化反应:
废水进入芬顿氧化反应器,进行芬顿氧化反应;
处理后的废水上清液进入净水槽,检测并调节pH值后排出系统。
作为一种优选方案,所述步骤(2)中聚合氯化铝处理时间10-20min;温度控制在30-50℃;搅拌速度控制在400-800rpm。
作为一种优选方案,所述步骤(2)中阳离子瓜尔胶絮凝剂处理时,温度控制在25-40℃;搅拌速度先控制在350-650rpm,搅拌20-40 min;之后降速至150-250rpm,搅拌时间20-40 min。
作为一种优选方案,所述步骤(2)中污泥脱水机为叠螺式污泥脱水机。
作为一种优选方案,所述步骤(3)中采用二次溶气气浮,废水先经过第一槽体进行第一次溶气气浮,气浮时间为5-15min,后进入第二槽体进行第二次溶气气浮,气浮时间为5-15min。
作为一种优选方案,所述步骤(4)中水解酸化预处理反应时间控制在2.5-3.0h;移动床生物膜反应器中反应时间控制在7.5-8.5h。
作为一种优选方案,所述步骤(5)中聚合氯化铝处理时间控制在10-15min;阳离子瓜尔胶絮凝剂处理时先快速搅拌10-20min,后慢速搅拌10-20min。
作为一种优选方案,所述步骤(6)中终端气浮中两次气浮的时间均控制在10-30min。
作为一种优选方案,所述步骤(7)中芬顿氧化反应时间控制在0.3-0.6h。
作为一种优选方案,所述排出系统的废水pH值控制在6-9;COD含量控制在300 mg/L以下。
本发明的有益技术效果主要在于:提供了一种运行稳定、处理效果好、成本较低的乳液聚合树脂生产废水净化方法。
(1)本方法包括预处理絮凝沉淀、预处理气浮、移动床生物膜反应、终端絮凝沉淀、终端气浮、芬顿氧化反应等步骤,对于乳液聚合树脂生产所产生的废水具有良好的处理效果、废水净化程度高。同时也兼顾了成本,废水处理运行成本低,处理稳定性高。
(2)相比于常规设计,本系统方法采用阳离子瓜尔胶絮凝剂作为絮凝剂。阳离子瓜尔胶具有大量羟基以及网状分子结构,具有良好的絮凝效果,而且用量比常规絮凝剂低,有利于节省成本。并且瓜尔胶为天然植物胶,来源广泛且价格低廉有利于控制成本。另外相比于常规絮凝剂,阳离子瓜尔胶絮凝剂绿色环保,对环境无污染。
(3)本系统采用移动床生物膜反应器(MBBR)。该设备兼具传统流化床和生物接触氧化池两者的优点。依靠反应器内曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的流程示意图。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本过程,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,一种乳液聚合树脂生产废水净化方法,包括以下步骤:
(1)乳液聚合树脂产生的废水储存于废水储罐。
(2)对废水的pH值进行检测,并根据检测结果通入酸液或碱液进行调节,控制废水pH值在6.5-8。该设计不仅消除废水中酸碱性的污染,也是为后面两步的反应提供一个好的酸碱环境。
之后在加热并搅拌的状态下向废水加入聚合氯化铝(PAC)进行混凝处理10-20min。温度控制在30-50℃,搅拌速度控制在400-800rpm。由于PAC的反应时间较短,所以要强烈搅拌以保证充分反应。该步骤的作用在于对废水进行混凝处理,使得悬浮微小颗粒聚合在一起。
之后在加热并搅拌的状态下向废水加入阳离子瓜尔胶絮凝剂进行絮凝处理,温度控制在25-40℃。搅拌速度先快后慢。先控制搅拌速度在350-650rpm,搅拌20-40 min;之后降速至150-250rpm,搅拌时间20-40 min。先快是为了混合均匀,后慢是为了避免破坏絮体。该步骤作用是对废水进行絮凝处理,使颗粒物进一步聚合成为较大颗粒的絮体,以利后续处理中的固液分离。
本步骤采用聚合氯化铝、阳离子瓜尔胶絮凝剂两类助剂联用来对废水进行絮凝处理。由于PAC可以中和电荷/胶体脱稳形成细小絮体;阳离子瓜尔胶絮凝剂可强化对水中油粒的吸附架桥作用,同时对水中胶粒具有席卷、包裹作用。同时PAC与阳离子瓜尔胶絮凝剂的加入顺序也有讲究,PAC与阳离子瓜尔胶絮凝剂联合使用就是让PAC先完成中和电荷/胶体脱稳形成细小絮体之后,进一步加大絮体体积有利于充分沉淀。因此为了保证混凝絮凝的效果,应严格加入的次序,先加入PAC,再加入阳离子瓜尔胶絮凝剂。
废水在经过混凝和絮凝处理后,发生固液分离形成上清液和絮凝颗粒物。在重力沉降的作用下,絮凝颗粒物沉淀下来,进入污泥浓缩装置静置浓缩后,进入叠螺式污泥脱水机制成泥饼外运填埋处置。因废水中含有油类物质,所以污泥为含油污泥。叠螺式污泥脱水机在处理该类废水时能够保证污泥脱水稳定运行,不会出现其他污泥脱水机堵塞等问题。
(3)废水的上清液自流进入气浮装置中。在动力控制系统的控制下,气浮装置的水中形成高度分散的微小气泡,粘附进入气浮装置的废水中疏水基的固体或液体颗粒,形成水-气-颗粒三相混合体系,颗粒粘附气泡后,形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面,形成浮渣层被刮渣设备刮除,从而再次实现固液或者液液分离的过程,进一步保障出水的水质。气浮装置设置第一槽体、第二槽体。废水先经过第一槽体进行溶气气浮,停留时间为5-15min,再通过导流孔进入第二槽体进行第二次溶气气浮,停留时间为5-15min。该步骤设计的目的在于微气泡与颗粒在气浮槽中完成碰撞与粘附过程,两者接触时间短,造成泡絮体粘附效率低、泡絮体粘附不稳定的问题,在泡絮体上浮过程中,容易受到水流阻力的干扰,使得微气泡-颗粒发生脱附,造成净水效果不理想。进行二次溶气气浮,微气泡与刚脱稳的颗粒相互粘附,此时形成的泡絮体,微气泡往往在泡絮体内部,然后气微泡-颗粒共聚并大形成更大的泡絮体,此时形成的泡絮体含气量大,形成的泡絮体更加结实,微气泡脱附更加稳定,废水净化效果更好。经过该步骤后,废水中颗粒较大的,易于处理的污染物被处理掉了。
(4)经过气浮净化后的废水进行水解酸化预处理,加入酸性试剂,如硫酸,将废水中的残留的防锈剂,配位剂等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,提高废水的可生化性,为下面的生化处理做准备。水解酸化预处理时间控制在2.5-3.0h。
之后进入移动床生物膜反应器中。移动床生物膜反应器内部设置若干悬浮载体,载体上设置多种有利于微生物快速附着生长的微量元素。当移动床生物膜反应器曝气的时候,悬浮载体与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。悬浮载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个悬浮载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个悬浮载体都为一个微型反应器,富集着数量和种类均很丰富的复合菌群落,废水中碳(C)、氮(N)、磷(P)等污染物成为了复合菌群的“食物”,利用复合菌群代谢可将污染物去除。同时复合的菌群落使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。经过一系列的生化反应,废水中的有机污染物及其他杂质被大幅度去除。废水在移动床生物膜反应器中反应时间控制在7.5-8.5h。生化反应过程中产生的生物污泥絮体收集进入污泥脱水机制成泥饼,从体系排出。被净化后的废水进入中继池,同时将乳液聚合树脂生产中产生的RO浓水也引入中继池一同进行处理。由于RO浓水比较容易处理故在该步骤时引入。
(5)废水之后依次进行终端絮凝沉淀、终端气浮,使废水再一次得到净化。在终端絮凝沉淀中聚合氯化铝处理时间控制在10-15min;阳离子瓜尔胶絮凝剂处理时快速搅拌10-20min,再慢速搅拌10-20min。其余工艺与预处理絮凝沉淀一致。在终端气浮反应中两次气浮的时间均控制在10-30min,其余工艺与预处理气浮一致。设计该步骤为了进一步提高净化的效果。
(6)经过上述步骤绝大部分的污染物被去除。废水进入芬顿氧化反应器。向废水中加入芬顿试剂,并通过搅拌进行芬顿氧化反应。芬顿氧化反应实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基,具有较强的氧化能力,其氧化电位高达2.80V。另外,羟基自由基具有很高的电负性或亲电性,其电子亲和能高达569.3kJ具有很强的加成反应特性,可以对污染物进行有效的降解。同时生成的Fe(OH)3具有较强的絮凝作用,因而芬顿反应法特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。但是芬顿氧化反应法成本较高,故本发明将芬顿氧化反应步骤设置在最后,对废水进行深度处理,去除之前几步处理无法去除的有害物。该部分有害物量较少,因此控制了处理成本。废水在芬顿氧化反应反应时间控制在0.3-0.6h。芬顿氧化反应后,废水上清液自流入净水槽中,对水质进行检测并通过酸液、碱液进行pH值调节。当废水COD含量小于300mg/L,pH值在6-9时,排出系统。而被芬顿氧化反应沉淀或絮凝的污染物残留,由于量较少可聚集一段时间后在一同处理。
以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (10)
1.一种乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)储存:
乳液聚合树脂产生的废水储存于废水储罐;
(2)预处理絮凝沉淀:
检测并调节pH值,控制废水pH值在6.5-8;
在加热并搅拌的状态下加入聚合氯化铝进行混凝处理;
在加热并搅拌的状态下加入阳离子瓜尔胶絮凝剂进行絮凝处理;
废水固液分离;沉淀物进入污泥脱水机中制成泥饼;
(3)预处理气浮:
经预处理絮凝沉淀处理的废水进行气浮处理;气浮装置中的水中形成高度分散的微小气泡,粘附进入其中的废水中的固体或液体颗粒,形成水-气-颗粒三相混合体系;颗粒粘附气泡后,形成絮体而上浮到水面,被刮渣设备刮除;
(4)移动床生物膜反应:
对经过气浮净化后的废水加入酸性试剂进行水解酸化预处理;
之后废水进入移动床生物膜反应器,进行生化反应;
生化反应过程中产生的生物污泥絮体收集进入污泥脱水机中制成泥饼;
被净化的废水进入中继池,同时乳液聚合树脂生产中产生的RO浓水也引入中继池;
(5)废水进行终端絮凝沉淀:工艺与步骤(2)相同;
(6)废水进行终端气浮:工艺与步骤(3)相同;
(7)芬顿氧化反应:
废水进入芬顿氧化反应器,进行芬顿氧化反应;
处理后的废水上清液进入净水槽,检测并调节pH值后排出系统。
2.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(2)中聚合氯化铝处理时间10-20min;温度控制在30-50℃;搅拌速度控制在400-800rpm。
3. 根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(2)中阳离子瓜尔胶絮凝剂处理时,温度控制在25-40℃;搅拌速度先控制在350-650rpm,搅拌20-40 min;之后降速至150-250rpm,搅拌时间20-40 min。
4.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(2)中污泥脱水机为叠螺式污泥脱水机。
5.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(3)中采用二次溶气气浮,废水先经过第一槽体进行第一次溶气气浮,气浮时间为5-15min,后进入第二槽体进行第二次溶气气浮,气浮时间为5-15min。
6.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(4)中水解酸化预处理反应时间控制在2.5-3.0h;移动床生物膜反应器中反应时间控制在7.5-8.5h。
7.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(5)中聚合氯化铝处理时间控制在10-15min;阳离子瓜尔胶絮凝剂处理时先快速搅拌10-20min,后慢速搅拌10-20min。
8.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(6)中终端气浮中两次气浮的时间均控制在10-30min。
9.根据权利要求1所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述步骤(7)中芬顿氧化反应时间控制在0.3-0.6h。
10. 根据权利要求1-9任一所述的乳液聚合树脂生产废水净化方法,其特征在于:所述排出系统的废水pH值控制在6-9;COD含量控制在300 mg/L以下。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 215000 no.1688 Ruyuan Road, Yuanhe street, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: SUZHOU AIYUAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 215000 first floor, building 6, 88 Zhen Bei Road, Suzhou high tech Zone, Suzhou, Jiangsu. Applicant before: SUZHOU AIYUAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190101 |