CN114315038A - 一种萜烯树脂生产废水的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种萜烯树脂生产废水的处理工艺，包括物化预处理步骤、生化处理步骤和污泥处理步骤，物化预处理包括：隔油池处理、集水调节池处理、铁碳反应、芬顿反应、电极氧化、斜板沉淀，生化处理包括：水解酸化、接触好氧池、二沉池。本发明采用“物化预处理+生化处理”的组合工艺，可有效完成对萜烯树脂生产废水的处理，处理后的清水完全满足排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体是涉及一种萜烯树脂生产废水的处理工艺。
背景技术
萜烯树脂主要是利用双环单萜类化合物为原料，经阳离子催化聚合而得到的聚合物的通称，具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好，相容性和溶解性好等优点，特别EVA系SIS系，SBS系等热溶胶中具有优良的相容性和耐候性及增粘效果。工业上以甲苯或者二甲苯为溶剂、以松节油或塔尔油中的α-蒎烯、β-蒎烯等为聚合单体，低温状态下在反应釜里进行阳离子聚合反应得到萜烯树脂甲苯溶液，经过高温蒸馏除去溶剂甲苯、未聚合的反应单体及低分子量的聚合物，经冷却得到固体的萜烯树脂产品，可用作食品添加剂，主要用于胶姆糖中胶基物质及其配料。现有的生产技术中会用到三氯化铝作为聚合反应的催化剂，由于三氯化铝不溶于甲苯和松节油，在每一次反应完成后对半成品萜烯树脂进行水洗，使三氯化铝溶于水，水和半成品萜烯树脂分层后，排掉水，从而去除三氯化铝，得到萜烯树脂甲苯溶液。然后通过蒸馏去除甲苯，最后进行造粒成型包装，得到萜烯树脂成品。
萜烯树脂生产中会产生大量的生产废水，生产废水主要成分有大量树脂、松节油、乙醚、苯乙烯和甲苯等有机物抑制生化的污染物以及三氯化铝、三氟化硼等无机污染物，生产废水若不经过处理直接排放，将造成严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种萜烯树脂生产废水的处理工艺。
为了实现上述的目的，本发明提供的一种萜烯树脂生产废水的处理工艺，包括物化预处理步骤、生化处理步骤和污泥处理步骤：
(1)物化预处理步骤
萜烯树脂生产废水经过平面格栅拦截大颗粒漂浮物后进入隔油池处理，废水在隔油池静置一段时间，上层油脂聚合液回车间进行回收利用，下层水相排入集水调节池中，集水调节池内设置穿孔曝气装置对废水进行预曝气以调节水质、防止池体沉淀淤积，集水调节池内还设置废水提升泵和液位变送器；
集水调节池的废水由废水提升泵注入铁碳反应器进行微电解氧化反应，铁碳反应器设计为碳钢内衬胶圆筒直立结构，铁碳反应器设置有加酸装置，由在线pH仪控制计量酸液添加量，将pH值控制在3～4；
铁碳反应器出水自流进入芬顿反应器，芬顿反应器设计为碳钢内衬胶圆筒直立结构，芬顿反应器通过计量投加FeSO4、H2O2药剂完成二级氧化反应；
芬顿反应器出水自流进入电极氧化器，废水经电极氧化后，浮渣由设置在设备上部的刮渣机推送汇入浮渣槽；
电极氧化器出水自流进入斜板沉淀池，斜板沉淀池设计为加药混凝和斜板沉淀两部分，通过计量投加石灰乳、PAC、PAM，对废水进行固液分离；
铁碳反应、芬顿反应、电极氧化、斜板沉淀的沉淀污泥均排入污泥浓缩池，斜板沉淀的上清液自流进入中间水池后泵入生化处理系统；
(2)生化处理步骤
生化处理步骤在生化处理系统中进行，生化处理系统由水解酸化池、接触好氧池、二沉池组成，生化处理系统设计为土建钢砼结构，水解酸化池、接触好氧池内设置弹性立体填料，水解酸化池内设置潜水搅拌机，好氧池内设置穿孔曝气装置、硝化液回流泵，二沉池内设置污泥回流泵、污泥排放泵；
二沉池上清液自流进入排放监察池，排放监察池设计为土建钢砼结构，排放监察池内设置超越回流泵，检测处理水质达标时合格排放，处理出水不达标或盐浓度过高时则由超越回流泵回流至集水调节池，重新进行上述步骤；
(3)污泥处理步骤
系统排出的沉淀污泥汇集于污泥浓缩池，污泥浓缩池设计为竖式土建钢砼结构，污泥浓缩池沉淀污泥由污泥输送泵注入带式压滤机进行污泥干化处理，干化污泥外运，压滤液回流至集水调节池循环处理。
进一步的方案是，集水调节池的HRT为15h至20h。
进一步的污水在水解酸化池内进行水解酸化前进行超声预处理。
进一步的超声预处理的声能密度为4W/mL至6W/mL。
进一步的污水在水解酸化池内进行水解酸化前进行超声预处理和碱预处理。
进一步的超声预处理的声能密度为4W/mL至6W/mL。
进一步的碱预处理的Ph值控制在10至12。
进一步的超声预处理的时间为20至30min。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过采用“物化预处理+生化处理”的组合工艺，可有效完成对萜烯树脂生产废水的处理，处理后的清水完全满足排放标准；
2、本发明通过超声预处理，超声产生强大的空化作用，在污水中产生大量微气泡，微气泡瞬间爆破，在微气泡周围的气液接触面上会产生强大的水力剪切力，破坏污水中的污泥絮体结构；
3、本发明采用超声预处理+碱预处理相结合，两者产生协同效果，减少超声预处理时间。
附图说明
图1是本发明萜烯树脂生产废水的处理工艺实施例1的步骤图。
图2是本发明实施例2的不同声能密度下SCOD浓度随时间的变化曲线。
图3是本发明实施例3的不同声能密度下SCOD浓度随时间的变化曲线。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
本发明提供一种萜烯树脂生产废水的处理工艺，包括物化预处理步骤、生化处理步骤和污泥处理步骤，具体步骤结合图1进行说明。
(1)物化预处理步骤
萜烯树脂生产废水通过隔油池处理后排入集水调节池，隔油池前端设置平面格栅拦截废水中的大颗粒漂浮物，废水在隔油池静置一段时间，上层油脂聚合液回车间进行回收利用，下层水相排入集水调节池中。
考虑到废水排放的不均匀和废水含盐浓度较高等特点，设计集水调节池HRT＝15h(HRT，水力停留时间)；集水调节池内设置穿孔曝气装置对废水进行预曝气以调节水质、防止池体沉淀淤积；集水调节池内设置废水提升泵和液位变送器。集水调节池设计为土建钢砼结构。
集水调节池废水由提升泵注入铁碳反应器进行微电解氧化反应。铁碳反应器设计为碳钢内衬胶圆筒直立结构。考虑到铁碳反应适宜的pH值，由在线pH仪控制计量酸液添加量，将pH值控制在3～4。
铁碳反应器出水自流进入芬顿反应器。芬顿反应器设计为碳钢内衬胶圆筒直立结构。通过计量投加FeSO4、H2O2药剂完成二级氧化反应。
芬顿反应器出水自流进入电极氧化器。电极氧化器设计为平流式高压脉冲式，本体采用PP防腐材质，浮渣由设置在设备上部的刮渣机推送汇入浮渣槽，沉淀物排入污泥浓缩池。
电极氧化出水自流进入斜板沉淀池，斜板沉淀池设计为加药混凝和斜板沉淀两部分，通过计量投加石灰乳、PAC(聚合氯化铝)、PAM(聚丙烯酰胺)，对废水进行固液分离。斜板沉淀池设计为平流式碳钢内衬胶结构。
铁碳反应、芬顿反应、电极氧化、斜板沉淀的沉淀污泥均排入污泥浓缩池，斜板沉淀的上清液自流进入中间水池后泵入生化处理系统。
(2)生化处理步骤
生化处理步骤在生化处理系统中进行，生化处理系统由水解酸化池、接触好氧池、二沉池组成。生化处理系统设计为土建钢砼结构。水解酸化池、接触好氧池内设置弹性立体填料(聚烯烃，φ150mm)；水解酸化池内设置潜水搅拌机；好氧池内设置穿孔曝气装置、硝化液回流泵；二沉池内设置污泥回流泵、污泥排放泵。
二沉池上清液自流进入排放监察池。排放监察池设计为土建钢砼结构，池内设置超越回流泵，检测处理水质达标是合格排放，处理出水不达标或废水盐浓度过高时则由超越回流泵回流至集水调节池，重新进行上述步骤。
(3)污泥处理步骤
系统排出的沉淀污泥汇集于污泥浓缩池。污泥浓缩池设计为竖式土建钢砼结构。污泥浓缩池沉淀污泥由污泥输送泵注入板框压滤机进行污泥干化处理。干化污泥外运，压滤液回流至集水调节池循环处理。
本实施例采用“物化预处理+生化处理”的组合工艺，可有效完成对萜烯树脂生产废水的处理，处理后的清水完全满足排放标准(参见表1)。
表1处理前后水质指标
其中：SS代表悬浮固体或叫悬浮物，BOD5代表五日生化需氧量，CODcr代表化学需氧量。
实施例2
本实施例对实施例1中的生化处理步骤中的水解酸化工艺做进一步研究，在本实施例中，污水在所述水解酸化池内进行水解酸化前进行超声预处理。
超声产生强大的空化作用，在污水中产生大量微气泡，微气泡瞬间爆破，在微气泡周围的气液接触面上会产生强大的水力剪切力，破坏污水中的污泥絮体结构。污泥絮体的主要成分是胞外聚合物，由两部分组成：外部为松散的胞外聚合物，内部为与微生物紧密结合的聚合物。实验过程中发现，超声作用能在很短的时间内将污水中的污泥平均粒径从80μm至100μm降至6μm至9μm，说明超声空化作用对污泥絮体具有很强的破坏能力，能快速破坏污泥外部松散的胞外聚合物，有利于后期水解酸化的进行。
超声破坏污泥的过程可以等效于污泥固相的COD向液相的SCOD转化的过程，因此，通过测量污水中SCOD的浓度可以判断污泥的破坏程度。图2示出了不同声能密度下，SCOD浓度随时间的变化曲线，从图2可以看出，当声能密度在2W/mL至3W/mL时，SCOD浓度在30min至60min内的变化较平缓，例如，声能密度为2W/mL时，SCOD浓度仅从80mg/L增加至345mg/L；声能密度为3W/mL时，SCOD浓度仅从114mg/L增加至450mg/L。而当声能密度在4W/mL至6W/mL时，SCOD浓度在30min至60min内的变化较快，例如，声能密度为4W/mL时，SCOD浓度从610mg/L增加至2100mg/L；声能密度为5W/mL时，SCOD浓度从650mg/L增加至2354mg/L；声能密度为6W/mL时，SCOD浓度从680mg/L增加至2401mg/L；但是，当声能密度继续增加，SCOD浓度变化不明显，例如声能密度为10W/mL时，30min至60min内，SCOD浓度从685mg/L增加至2430mg/L，与声能密度为6W/mL时相比增加不明显。因此，考虑到能耗问题，在本发明中，超声预处理的声能密度控制在4W/mL至6W/mL，时间控制在30min至60min。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础上进一步研究的结果，本实施例将超声预处理和碱预处理相结合，探讨碱性条件下超声对污水中污泥的破坏能力。
通过向污水中加入NaOH，调节污水的Ph值在10至12，测量污水中SCOD的浓度变化，其结果参见图3。
从图3可以看出，声能密度为4W/mL时，SCOD浓度在20min时便达到2350mg/L；声能密度为5W/mL时，SCOD浓度在20min时便达到2426mg/L；声能密度为6W/mL时，SCOD浓度在20min时便达到2455mg/L。可见，与实施例2相比，碱性条件下，超声预处理溶出相同的SCOD所用的时间比单独超声预处理短，碱预处理对超声预处理起到了协同作用。从图3还可以看出，30min后SCOD浓度趋于平稳，因此，本实施例超声预处理时间控制在20min至30min之间。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于，包括物化预处理步骤、生化处理步骤和污泥处理步骤：
(1)物化预处理步骤
萜烯树脂生产废水经过平面格栅拦截大颗粒漂浮物后进入隔油池处理，废水在隔油池静置一段时间，上层油脂聚合液回车间进行回收利用，下层水相排入集水调节池中，所述集水调节池内设置穿孔曝气装置对废水进行预曝气以调节水质、防止池体沉淀淤积，所述集水调节池内还设置废水提升泵和液位变送器；
所述集水调节池的废水由所述废水提升泵注入铁碳反应器进行微电解氧化反应，所述铁碳反应器设计为碳钢内衬胶圆筒直立结构，所述铁碳反应器设置有加酸装置，由在线pH仪控制计量酸液添加量，将pH值控制在3～4；
所述铁碳反应器出水自流进入芬顿反应器，所述芬顿反应器设计为碳钢内衬胶圆筒直立结构，所述芬顿反应器通过计量投加FeSO4、H2O2药剂完成二级氧化反应；
所述芬顿反应器出水自流进入电极氧化器，废水经电极氧化后，浮渣由设置在设备上部的刮渣机推送汇入浮渣槽；
所述电极氧化器出水自流进入斜板沉淀池，斜板沉淀池设计为加药混凝和斜板沉淀两部分，通过计量投加石灰乳、PAC、PAM，对废水进行固液分离；
铁碳反应、芬顿反应、电极氧化、斜板沉淀的沉淀污泥均排入污泥浓缩池，斜板沉淀的上清液自流进入中间水池后泵入生化处理系统；
(2)生化处理步骤
生化处理步骤在生化处理系统中进行，生化处理系统由水解酸化池、接触好氧池、二沉池组成，生化处理系统设计为土建钢砼结构，水解酸化池、接触好氧池内设置弹性立体填料，水解酸化池内设置潜水搅拌机，好氧池内设置穿孔曝气装置、硝化液回流泵，二沉池内设置污泥回流泵、污泥排放泵；
二沉池上清液自流进入排放监察池，排放监察池设计为土建钢砼结构，排放监察池内设置超越回流泵，检测处理水质达标时合格排放，处理出水不达标或盐浓度过高时则由超越回流泵回流至集水调节池，重新进行上述步骤；
(3)污泥处理步骤
系统排出的沉淀污泥汇集于污泥浓缩池，污泥浓缩池设计为竖式土建钢砼结构，污泥浓缩池沉淀污泥由污泥输送泵注入带式压滤机进行污泥干化处理，干化污泥外运，压滤液回流至集水调节池循环处理。
2.根据权利要求1所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
所述集水调节池的HRT为15h至20h。
3.根据权利要求1所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
污水在所述水解酸化池内进行水解酸化前进行超声预处理。
4.根据权利要求3所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
所述超声预处理的声能密度为4W/mL至6W/mL。
5.根据权利要求1所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
污水在所述水解酸化池内进行水解酸化前进行超声预处理和碱预处理。
6.根据权利要求5所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
所述超声预处理的声能密度为4W/mL至6W/mL。
7.根据权利要求6所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
所述碱预处理的Ph值控制在10至12。
8.根据权利要求1至7任一项所述的萜烯树脂生产废水的处理工艺，其特征在于：
所述超声预处理的时间为20至30min。
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- 2021-12-31 CN CN202111666243.5A patent/CN114315038A/zh active Pending
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