CN114735894A - 格拉辛纸生产废水的集成处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，本发明采用CH3COOH调节pH至5.5~6.5，加入H2O2形成CH3COOH‑H2O2催化氧化体系，将废水中的PVA高分子聚合物氧化断链，经过氧化断链的废水，采用乙酸钠共降解基质水解酸化，PVA进一步断链降解，废水的可生化性进一步提高，随后采用好氧接触氧化工艺，保证出水达标排放。本发明专利提出的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺与传统的两级生物处理+高级氧化深度处理相比，省去高级氧化深度处理工艺，能大幅度降低运行费用且工艺运行稳定。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种格拉辛纸生产废水的集成处理工艺。
背景技术
格拉辛纸是在一定克重的原纸单面或双面涂饰聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）制成的具有防粘性能的离型纸。格拉辛纸主要用于各种自粘材料的隔离纸、包装纸等，被广泛用于文化用品、家电包装、卫生用品、快递等行业。格拉辛纸是防粘纸中防粘质量最高的一种；具有较高的平滑度及良好的抗老化性能。由于纸的单面或双面涂饰PVA水溶性聚合物，形成良好的防粘效果和剥离性能。格拉辛纸生产过程中的涂饰工段，涂饰原料主要为PVA，由此产生了含有PVA残留物的生产废水，废水的COD约为500~1000mg/L，其COD的组成大部分是PVA。PVA属于水溶性高分子聚合物，是典型的难降解有机物，废水BOD5/COD＜0.1，可生化性差，含PVA废水不进行预处理，仅采用普通的厌氧-好氧生物处理工艺，其去除率低，难以实现达标排放，而含有PVA的废水排入自然水体会对环境产生极大的危害。
目前，国内外对于含PVA废水的处理工艺以“缺氧预处理+好氧生化+高级氧化”为主；由于PVA废水可生化性差，传统的单一生物处理效果不佳，COD去除率仅为30~60%。为提高废水的生物去除率，采用水解酸化，缺氧反硝化等技术对废水进行预处理，通过较长时间水解酸化，使废水中PVA断链形成小分子的有机物，废水的可生化性得以提高，降低后续好氧生化的难度。采用“缺氧水解酸化+好氧生物”处理技术，废水COD的去除率可达80%左右，仍满足不了排放要求。目前对经过两级生化处理的废水进一步采用高级氧化处理技术，实现达标排放。高级氧化技术主要为Fenton试剂氧化和臭氧氧化，Fenton试剂氧化产泥量大，运行费用高，而臭氧氧化运行费用更高且臭氧氧化具有选择性，氧化效果差。上述处理工艺存在的问题是：处理效率低、系统稳定性差、运行费用高。
发明内容
针对背景技术中阐述的格拉辛纸生产废水处理工艺存在的不足，本发明提供了格拉辛纸生产废水的集成处理工艺。本发明格拉辛纸生产废水的集成处理工艺采用CH3COOH调节废水的pH值至弱酸性，加入H2O2形成CH3COOH-H2O2催化氧化体系，曝气反应，后经乙酸钠共降解基质水解酸化、好氧接触氧化的处理，实现废水中COD的高效去除，稳定达标排放。本发明缩短了废水处理时间，提高了废水处理效率，具有针对性强、效率高、出水稳定可靠、运行费用低等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，包括如下步骤：
（1）废水pH调节：格拉辛纸生产废水pH值7~8之间，格拉辛纸生产废水COD为500~1000mg/L，采用CH3COOH调节废水的pH值5.5~6.5。
（2）H2O2的投加：以1L格拉辛纸生产废水为基准，双氧水加入量为废水中COD含量的5%~10%wt，所述双氧水质量分数为27.5%。
（3）CH3COOH-H2O2催化氧化：H2O2、CH3COOH加入后，形成催化氧化体系，鼓风曝气反应，催化氧化的反应（即曝气反应）时间为60~120min。在CH3COOH的存在下，形成的CH3COOH-H2O2催化氧化体系较之单纯H2O2具有更高的氧化还原电位（ORP）。PVA聚合物经催化氧化后得以断链降解，形成小分子的有机物，废水的BOD5/COD比值得以提高，部分COD通过CH3COOH-H2O2催化氧化得以去除。
（4）乙酸钠共降解基质水解酸化：PVA高分子聚合物分子量大、碳链长，通过CH3COOH-H2O2催化氧化后无法完全断链，采用乙酸钠为共降解基质的水解酸化处理，可进一步对PVA高分子聚合物进行断链降解，提高废水的可生化性。PVA分子量大，水解酸化微生物不能直接以其为基质进行水解酸化，不能维持水解酸化菌群的生长，选择乙酸钠为共降解基质，维持水解酸化菌群的数量和种类，大量不同菌群的水解酸化菌群可以对PVA分子进行进一步断链降解。以1L格拉辛纸生产废水为基准，乙酸钠的投加量为废水中COD含量的5%~10% wt，乙酸钠共降解基质水解酸化停留时间为12~24h。
（5）好氧接触氧化处理：经过水解酸化处理后的废水采用好氧接触氧化处理。格拉辛纸生产废水COD约500~1000mg/L，其中生产残留的PVA是构成COD的主要成分，COD负荷较低宜采用微生物种群多，微生物浓度高的好氧接触氧化处理工艺，好氧接触氧化的停留时间24~36h。
本发明的有益效果：格拉辛纸生产废水COD约为500~1000mg/L，废水中含有难以生化降解的PVA高分子聚合物，常规的处理工艺采用“水解酸化+好氧+高级氧化”等处理工艺，具有处理效率低，运行不稳定，运行费用高等缺点，本发明采用CH3COOH调节pH至5.5~6.5，加入H2O2形成CH3COOH- H2O2催化氧化体系，将废水中的PVA高分子聚合物氧化断链，经过氧化断链的废水，采用乙酸钠共降解基质水解酸化，PVA进一步断链降解，废水的可生化性进一步提高，随后采用好氧接触氧化工艺，保证出水达标排放。经过本发明提出的处理工艺，通过两级生化处理的废水可直接达到《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2022）一级A的排放标准，COD的去除率可以达到95%以上。本发明专利提出的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺与传统的两级生物处理+高级氧化深度处理相比，省去高级氧化深度处理工艺，能大幅度降低运行费用且工艺运行稳定。
附图说明
图1为本发明格拉辛纸生产废水的集成处理工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
某特种纸生产企业，以针叶和阔叶木浆浆板按一定比例抄造生产格拉辛纸，吨产品废水排放量18m3，PVA吨产品消耗5.5公斤，企业废水排放量7000m3/d，废水各项污染指标如表1。
表1 格拉辛纸生产废水各项水质指标
如图1所示，本实施例格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，步骤包括
（1）废水的pH调节：废水的pH值8.1，以CH3COOH调节pH值至5.5~6.5。
（2）H2O2投加：H2O2（质量分数为27.5%）加入pH为5.5~6.5的废水中，以1L格拉辛纸生产废水为基准，双氧水加入量为废水中COD含量的5%~10%wt。
（3）H2O2-CH3COOH催化氧化：投加H2O2与CH3COOH形成催化氧化体系，经曝气反应，反应时间60~120min，使废水中PVA通过氧化降解成小分子的有机物废水的可生化性得到提高。经过H2O2-CH3COOH催化氧化处理后，废水中各种污染物的变化如表2。
表2格拉辛纸生产废水一级预处理后各项水质指标
乙酸钠共降解基质水解酸化：经过CH3COOH-H2O2催化氧化处理的废水，进入乙酸钠共降解基质水解酸化工艺段，以1L格拉辛纸生产废水为基准，乙酸钠的投加量为废水中COD含量的5%~10% wt，水解酸化工艺段的停留时间12~24h，乙酸钠作为水解酸化菌的碳源之一，共基质水解酸化，进一步降解废水的PVA化为小分子的化合物，废水的可生化性得到进一步提高，经过共基质降解水解酸化处理的废水，废水中各种污染指标变化如表3。
表3 格拉辛纸生产废水二级预处理后各项水质指标
接触氧化好氧处理工艺段：经过乙酸钠基质共降解水解酸化工艺段处理后的废水，其BOD5/COD可达0.38，废水的可生化性得到进一步提高，经过水解酸化处理的废水，进入接触氧化好氧工艺段，进行好氧生物处理，接触氧化好氧工艺段的停留时间24~36h，接触氧化好氧处理是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的生化处理工艺，具有生物接触氧化处理时间短，膜上污泥浓度高净化效果好，出水稳定的特点，污泥不需要回流因此不存在污泥膨胀的问题，经过接触氧化好氧工艺段处理的废水，各种指标均满足排放要求。经过本发明专利处理的格拉辛纸生产废水各项指标如表4。
表4格拉辛纸生产废水好氧处理后各项水质指标
上述指标可满足《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2022）一级A的指标要求，社会效益良好。
本发明采用CH3COOH-H2O2催化氧化，H2O2、CH3COOH加入后，形成催化氧化体系，鼓风曝气反应，如表5所示，在CH3COOH的存在下，形成的CH3COOH-H2O2催化氧化体系较之单纯H2O2具有更高的氧化还原电位（ORP）。PVA聚合物经催化氧化后得以断链降解，形成小分子的有机物，废水的BOD5/COD比值得以提高，部分COD通过CH3COOH-H2O2催化氧化得以去除。
表5. CH3COOH-H2O2催化氧化体系ORP变化
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，其特征在于：所述生产废水采用CH3COOH调节pH后，加入双氧水形成催化氧化体系进行曝气反应，氧化出水进入水解酸化工艺段，以乙酸钠为共降解基质进行水解酸化，水解酸化后的出水采用好氧接触氧化处理工艺实现达标排放。
2.根据权利要求1所述的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，其特征在于：格拉辛纸生产废水pH值在7~8之间，格拉辛纸生产废水COD浓度为500~1000mg/L。
3.根据权利要求1所述的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，其特征在于：采用CH3COOH调节废水的pH值至5.5~6.5。
4.根据权利要求1所述的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，其特征在于：以1L格拉辛纸生产废水为基准，双氧水加入量为废水中COD含量的5%~10%wt，曝气反应的时间为60~120min，所述双氧水质量分数为27.5%。
5.根据权利要求1所述的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，其特征在于：水解酸化工艺段投加乙酸钠作为共降解基质，以1L格拉辛纸生产废水为基准，乙酸钠的投加量为废水中COD含量的5%~10% wt，水解酸化工艺段的水力停留时间为12h~24h。
6.根据权利要求1所述的格拉辛纸生产废水的集成处理工艺，其特征在于：水解酸化出水进入好氧系统，好氧系统采用好氧接触氧化工艺，水力停留时间为24h~36h。
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| CN202210414890.5A Pending CN114735894A (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 格拉辛纸生产废水的集成处理工艺 |
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-
2022
- 2022-04-20 CN CN202210414890.5A patent/CN114735894A/zh active Pending
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