DE112017000939T5

DE112017000939T5 - Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoffen von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung

Info

Publication number: DE112017000939T5
Application number: DE112017000939.1T
Authority: DE
Inventors: Yuexi Zhou; Yudong Song
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2019-01-03
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: CN105712432A; US20190046948A1; DE112017000939B4; CN105712432B; WO2017143976A1; US10335760B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoff von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (1) Optimieren eines Emulsionspolymerisationsreaktors, um ein Reinigungsintervall des Reaktors in der Weise zu verlängern, dass die Volumina der Reaktorreinigungsabwasser- und Schadstoffabgabe verlängert werden; (2) Demulgieren von Latexfilter-Reinigungsabwasser und Entfernen eines Latexmaterials, um das Volumen des Schadstoffausstoßes zu verringern; (3) Demulgieren des hochkonzentrierten Reaktorreinigungsabwassers, daraufhin Ausführen einer Flotationsrückgewinnung; (4) Mischen des Pfropfpolymerisationsabwassers und von 1,3-Dien-Polymerisationsabwasser, daraufhin Ausführen einer Demulgierung; (5) Mischen des demulgierten Latexabwassers und von Kondensations- und Trocknungsabwasser, daraufhin Ausführen einer Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlung; und (6) Implementieren eines biologischen Behandlungsverfahrens an dem Austrittsstrom von der Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlung, um ein organisches Material, Stickstoff und Phosphor zu entfernen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist die Eigenschaften auf, Schadstoffe an einer Quelle zu verringern, die Produktausbeute zu erhöhen, Ressourcen zu sparen, gemäß der Abwassereigenschaft eine unterschiedliche Behandlung zu verwenden und die Behandlungskosten zu senken.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoffen in Abwasser von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung.
Hintergrund
Die Emulsionspolymerisation ist ein wichtiges Verfahren zum Herstellen von Kunstharzen und ist außerdem ein vorherrschendes Verfahren zum Herstellen von Kunstharzen wie etwa ABS-Harz, Polyvinylchlorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylalkohol, Polymethylmethacrylat usw. Da während des Emulsionspolymerisationsverfahrens zum Herstellen von Harzen Wasser als Medium verwendet wird, um eine Emulsion zu bilden, daraufhin das Polymer zur Weiterverarbeitung von dem Wasser getrennt wird, ist das Volumen des erzeugten Abwassers hoch, ist die Konzentration des Schadstoffs darin hoch und befinden sich darin Polymere mit hoher Konzentration, die schwer abzubauen sind, und Polymermonomere mit verhältnismäßig hoher Toxizität. Somit ist es sehr schwierig, das Abwasser und den Schadstoff zu verarbeiten.
Hauptsächlich kommt das Abwasser von dem Emulsionspolymerisationsverfahren zum Herstellen von Harzen von dem Emulsionspolymerisations-Abschnitt und von dem Kondensations- und Trocknungsabschnitt, in dem das Polymer von der Emulsion getrennt wird. Das Abwasser des Emulsionspolymerisations-Abschnitts kommt hauptsächlich von dem Latexfilter, der Abwasser reinigt, und von dem Reaktor, der Abwasser reinigt, wobei die Hauptschadstoffe Latex sind, wobei die Partikelgröße des Latex klein ist, so dass die Trennung schwierig ist. Das Abwasser des Kondensations- und Trocknungsabschnitts (oder „das Kondensations- und Trocknungsverfahren-Abwasser“) ist üblicherweise ein saures Abwasser mit hoher Temperatur, das einen hohen Gehalt gelöster Schadstoffe und Polymerpulver mit einer verhältnismäßig großen Partikelgröße enthält. Die vorhandenen Verfahren zum Verarbeiten des Abwassers umfassen hauptsächlich das Mischen des Abwassers mit verschiedenen Eigenschaften, gefolgt von einer End-off-pipe-Behandlung. Allerdings haben diese Arten von Verfahren viele Nachteile, zum Beispiel hohe Belastung, große Verarbeitungsschwierigkeit, instabile Austrittsstromqualität und hohe Verarbeitungskosten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoff von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung zu schaffen.
Allgemein umfasst das Emulsionspolymerisationsverfahren zur Herstellung von Harzen die folgenden Schritte:

1) Polymerisieren von Monomeren in einem Reaktor, um eine Emulsion mit gemischten Polymer- und Wasserphasen zu erhalten;
2) Filtern der Emulsion, die das in Schritt 1) erhaltene Polymer enthält, durch einen Latexfilter, um das Polymer zu erhalten;
3) Pfropfen des in Schritt 2) erhaltenen Polymers in einem Reaktor, um eine Emulsion mit gemischten Phasen von gepfropftem Polymer und Wasser zu erhalten;
4) Filtern der Emulsion, die das in Schritt 3) erhaltene gepfropfte Polymer enthält, durch einen Latexfilter; und
5) Kondensieren und Trocknen des erhaltenen Polymers.

Der Schritt 3) und der Schritt 4) sind optionale Schritte, die nach Bedarf gewählt werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoffen von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst:

(A) Verhindern oder Verringern der Haftung von Polymeren an den Reaktorwänden.

Dadurch, dass der Schritt (A) ausgeführt wird, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung das Reaktorreinigungsintervall verlängern und die ausgestoßenen Volumina des Abwassers und der Schadstoffe von der Reaktorreinigung verringern.
In einigen Ausführungsformen wird der Schritt (A) durch wenigstens eines der Mittel ausgeführt, die aus der Gruppe gewählt werden, die besteht aus: Hinzufügen eines Abstreifers an einem Reaktorrührblatt, der den während der Polymerisation in der Nähe der Reaktorwand haftenden Polymer rechtzeitig abstreifen kann; Nutzen eines Gitterrührers und/oder eines Propellerrührers, der die Masse- und Wärmeübertragung der gemischten Flüssigkeit zwischen dem Zentrum und der Wand des Reaktors fördern kann; und/oder Einbauen eines Umlenkblechs in der Nähe der Reaktorwände, um zu verhindern, dass die gemischte Flüssigkeit als Ganzes verwirbelt.
Ferner umfasst das Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoff gemäß der vorliegenden Anmeldung: Behandeln des von verschiedenen Schritten der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung kommenden Abwassers, um die Mengen von Schadstoffen in dem Abwasser nach dem Mischen zu verringern, vor dem Mischen des Abwassers.
Wie in 5 gezeigt ist, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung einen Filter wie etwa einen Filter mit rückstandsarmer Flüssigkeit mit Stickstoffinjektion nutzen, der den Verlust an Latex während der Filterreinigung verringern kann und die Schadstoffkonzentration in dem Reinigungsabwasser verringern kann (das heißt Ausstoßen der Flüssigkeitsrückstände mit Stickstoff nach dem normalen Betrieb des Filters, um sicherzustellen, dass der Filter vor dem Reinigen ein hohes Mobilvolumen besitzt). Genauer kann der Filter mit rückstandsarmer Flüssigkeit mit Stickstoffinjektion mit einem Stickstoffeinlass an der Oberseite und mit einem Filtratauslass an der Unterseite konfiguriert sein. Wenn der Filterbetrieb angehalten wird, wird Stickstoffgas langsam in den Filter geleitet, wird der Flüssigkeitsrückstand in dem Filter zu dem Filtratauslass geschoben, wird daraufhin die Filterreinigungsoperation ausgeführt.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung umfasst das Verfahren ferner wenigstens einen Schritt, der aus der Gruppe gewählt wird, die besteht aus:

(B) das Abwasser, das von der Latexfilterreinigung ausgestoßen wird, Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen (wie etwa Demulgierung und Latexentfernung) aussetzen, um das Volumen ausgestoßener Schadstoffe in dem Abwasser zu verringern; wenn eine Pfropfpolymerisation ausführen gelassen wird, vorzugsweise Mischen des ausgestoßenen Abwassers nach der Monomerpolymerisation (wie etwa 1,3-Butadien-Polymerisation) (als Latexabwasser bezeichnet) mit dem ausgestoßenen Abwasser nach der Pfropfpolymerisation, daraufhin Durchführen von Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen;
(C) das Abwasser, das von der Reaktorreinigung ausgestoßen wird, Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen (wie etwa Demulgierung und Flotation) aussetzen, um das Volumen ausgestoßener Schadstoffe in dem Abwasser zu verringern;
(D) das Abwasser, das von der Latexfilterreinigung ausgestoßen wird, und das Abwasser, das von der Reaktorreinigung ausgestoßen wird, mischen, gefolgt von Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen, um das Volumen ausgestoßener Schadstoffe in dem Abwasser zu verringern.

Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung umfasst das Verfahren ferner wenigstens einen Schritt, der aus der Gruppe gewählt wird, die besteht aus:

(E) Mischen des aus Schritt (B), (C) oder (D) erhaltenen Abwassers mit Abwasser aus Kondensations- und Trocknungsbehandlungen für Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlungen; und
(F) Behandeln des Austrittsstroms von den Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlungen unter Verwendung einer biologischen Behandlung, um organische Stoffe, Stickstoff und Phosphor zu entfernen.

Der obige Schritt (B) wird durch Filtern des Latex, der durch Monomerpolymerisation (wie etwa 1,3-Butadienpolymerisation) erhalten wird, und optional des Latex, das durch Pfropfpolymerisation erhalten wird, und durch Behandeln des Abwassers von der Latexfilterreinigung, z. B. mittels der Demulgierung und Latexentfernung, d. h. unter Verwendung von Dampferwärmung und Zusatzmitteln zum Demulgieren und Bilden von Latexblöcken, und daraufhin durch Entfernen der Latexblöcke, um die Schadstoffe in dem Abwasser zu verringern, ausgeführt.
In den Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung kann die Demulgierung des Abwassers von der Latexfilterreinigung ausgeführt werden einschließlich, aber nicht beschränkt auf, mittels: Erwärmen mit Dampf bis auf 25 bis 80 °C und Zugeben eines Demulgators, der aus der Gruppe gewählt wird, die aus Kalziumchlorid, Magnesiumchlorid, Polyaluminiumchlorid, Polyeisen-Chlorid, Polyeisen-Sulfat und Schwefelsäure besteht. Die Menge des zugegebenen Demulgators ist 100 bis 5000 mg/l. Polyacrylamid kann als ein Koagulationshilfsstoff verwendet werden.
In dem obigen Schritt (C) kann die Demulgierung und Degummierung (wie etwa die Demulgierung und Flotation) des Abwassers von der Reaktorreinigung durch wenigstens eines der folgenden zwei Mittel ausgeführt werden: (1) Zugeben eines Demulgators direkt zu dem Reaktorreinigungsabwasser in dem Reaktor, Demulgieren unter Rühren, Einbauen eines selbstansaugenden Luftmischers an dem Auslass des Reaktors, Einleiten des Abwassers nach der Demulgierung, das durch den Auslass mit dem Luftmischer geht, um Luft ansaugen zu lassen (wobei Luft in einer Menge des 0,25- bis 1-fachen des Abwasservolumens angesaugt wird), Bilden von Mikrobläschen und Haften an Latexflocken; Einleiten des mit Luft gemischten Abwassers in einen Flotationsbehälter, um das Latex von dem Wasser zu trennen; (2) Einleiten des Reaktorreinigungsabwassers, so dass es direkt in einen getrennten Demulgierungs- und Flotationsbehälter eintritt, Zugeben eines Demulgators zur Demulgierung und Trennen des Latex von dem Wasser in dem Flotationsbehälter. Die Menge der zugegebenen Luft beträgt das 0,25- bis 1-fache des Abwasservolumens. Der genutzte Flotationsbehälter kann eine Wassereinlasszone, eine Umlenkblechzone zum Mischen und Demulgieren, eine Zone zum Verteilen von Wasser, eine Flotationszone, eine Wasserauslasszone und ein System zum Zugeben von Agenzien enthalten. Der Demulgator kann aus Kalziumchlorid und Polyaluminiumchlorid gewählt werden, wobei das zugegebene Kalziumchlorid in einer Menge von 200 bis 700 mg/l ist und das Polymerisationschlorid in einer Menge von 25 bis 75 mg/l zugegeben wird. Der Koagulationshilfsstoff ist Polyacrylamid und die zugegebene Menge beträgt 1 bis 10 mg/l. Die Temperatur der Demulgierung beträgt 35 bis 70 °C.
In Schritt (D) kann der Demulgator zum Demulgieren des Abwassers, das durch Mischen des Abwassers von der Pfropfpolymerisation und des Latexabwassers von der Monomerpolymerisation (1,3-Dien-Polymerisation) erhalten wird, aus der Gruppe gewählt werden, die aus Kalziumchlorid, Magnesiumchlorid, Polyaluminiumchlorid und irgendwelchen Kombinationen davon besteht.
In Schritt (E) werden das Latexabwasser nach der Demulgierung und das Abwasser von der Kondensations- und Trocknungsbehandlung zur Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlung gemischt und wobei das hierin verwendete Koagulationsagens aus der Gruppe gewählt wird, die aus Polyaluminiumchlorid, Polyeisen-Chlorid, Aluminiumsulfat, Kalziumchlorid und irgendwelchen Kombinationen mit Eisen-Chlorid und/oder Eisen-Sulfat besteht. Die Menge der zugegebenen Agenzien beträgt 50 bis 300 mg/l. Der Koagulationshilfsstoff kann Polyacrylamid sein und die zugegebene Menge beträgt 1 bis 10 mg/l. Die Temperatur ist 20 bis 60 °C. Das Entfernungsverhältnis für die Polymerflocken liegt über 90 % und das Entfernungsverhältnis für Phosphor liegt über 80 %.
In Schritt (F) wird der Austrittsstrom von den Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlungen unter Verwendung eines biologischen Behandlungsverfahrens behandelt, um organische Stoffe, Stickstoffe und Phosphor zu entfernen. Der Reaktor für die biologische Behandlung enthält eine Zone, in der die Menge des gelösten Sauerstoffs über 0,4 mg/l beträgt, zusammen mit einer Zone, in der die Menge des gelösten Sauerstoffs unter 0,2 mg/l beträgt, wobei die gemischte Flüssigkeit in dem Reaktor zwischen diesen zwei Zonen zirkuliert. Das Zirkulationsströmungsvolumen beträgt das 2- bis 6-fache des Eintrittsstromvolumens. Die hydraulische Verweilzeit beträgt 30 bis 48 Stunden.
Das Verfahren zum Verringern oder Steuern des Schadstoffs und des Abwassers aus Emulsionspolymerisationsharz-Herstellungen gemäß der vorliegenden Anmeldung weist wenigstens einen der folgenden Vorteile auf:

(1) Durch Optimierung der Herstellungsanlage und -verfahren wird die Quelle der Schadstoffe verringert, werden Ressourcen wiederverwertet und werden die Schwierigkeit und die Kosten zur Behandlung des Abwassers verringert. Die Konzentration der während des Reaktorreinigungsverfahrens erzeugten Schadstoffe ist hoch und das davon ausgestoßene Volumen ist groß, was eine der Hauptausstoßquellen von Schadstoffen des Abwassers in dem Emulsionspolymerisations-Abschnitt ist. Einige Reaktorreinigungsintervalle des Standes der Technik liegen unter 30 Chargen. Falls 3 Chargen pro Tag ausgeführt werden, muss der Reaktor alle 10 Tage gereinigt werden, was die Herstellungseffizienz des Reaktors beeinträchtigt, was zu großen Volumina ausgestoßener Schadstoffe und zu Rohstoffverschwendung führt. Dagegen kann das Reaktorreinigungsintervall gemäß dem Verfahren der vorliegenden Anmeldung auf über 100 Chargen verlängert werden und können die Volumina der Schadstoffe und des Abwassers von der Reaktorreinigung um mehr als 70 % verringert werden.
(2) Dadurch, dass der herkömmliche Latexfilter durch den Filter mit rückstandsarmer Flüssigkeit mit Stickstoffinjektion der vorliegenden Anmeldung ersetzt wird, kann das Volumen des Flüssigkeitsrückstands vor der Filterreinigung stark verringert werden, was zu einer Verringerung der Verbrauchsmenge des Latex und der Schadstoffkonzentration in dem Reaktorreinigungsabwasser führt.
(3) Dadurch, dass das Abwasser jeweils behandelt wird, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung eine gute Schadstoffentfernungswirkung erzielen, während die Kosten für die Behandlung des Abwassers verringert sind. Das Latexfilter-Reinigungsabwasser weist ein kleines Volumen auf und wird diskontinuierlich ausgestoßen, allerdings beträgt seine Schadstoffkonzentration bis zu mehrere hunderttausend mg/l und sind die Hauptschadstoffe Latex, der Wiederverwertungswerte besitzt. Durch die Demulgierung kann das Latex in dem Abwasser zu Latexblöcken agglomeriert werden, die zum Verkauf entnommen werden können, wobei die Belastung des Abwassers verringert wird und die Schwierigkeit der Behandlung des Abwassers in nachfolgenden Schritten verringert werden kann. Das Reaktorreinigungsabwasser weist hohe Konzentrationen an Schadstoffen auf, wobei große einzeln ausgestoßene Volumina mit den Hauptschadstoffen Latex sind, der dazu neigt, eine hohe Belastung auf die nachfolgenden biologischen Koagulations- und Druckentspannungsflotations-Behandlungseinheiten zu haben, und die Stabilität der Qualität des Austrittsstroms beeinflusst. Durch Demulgierung und Flotation kann das Latex mit einer hohen Konzentration in dem Abwasser entfernt werden und kann die Belastung verhindert werden. Das Abwasser von der Pfropfpolymerisation und das Latexabwasser von der Polymerisation (wie etwa 1,3-Dien-Polymerisation) sind beide Latexabwasser, wobei es zwischen den Eigenschaften dieser zwei Emulsionen aber große Unterschiede gibt. Der Anmelder hat festgestellt, dass sowohl die Schwierigkeit der Demulgierung als auch die Mengen der Agenzien, die für die Demulgierung dieser zwei Abwasser nach dem Mischen notwendig sind, erheblich niedriger sind, als wenn sie getrennt demulgiert werden. Somit sollten diese zwei Arten von Abwasser zuerst gemischt werden, daraufhin demulgiert werden, worauf das Mischen mit dem Abwasser von den Kondensations- und Trocknungsabschnitten zur Behandlung folgt.
(4) Durch Verwendung formulierter Koagulatoren werden Latex- und Pulvermaterialien entfernt, wird der Phosphor mit hoher Konzentration ebenfalls entfernt und werden die Verarbeitungsbelastungen der nachfolgenden biologischen Behandlungseinheiten verringert. Zusätzlich zu organischem Polymer mit hoher Konzentration kann das Abwasser von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung außerdem Schadstoffe an Stickstoff und Phosphor mit hoher Konzentration enthalten. Obgleich es für die biologische Entfernung von Stickstoff und Phosphor ausgereifte Verfahren gibt, ist die Entfernung von Phosphor häufig durch die abbaubare Kohlenstoffquelle, die in dem

Abwasser geboten wird, beschränkt und erzeugt sie mit hoher Ausbeute große Mengen Schlamm. Da es in der Emulsionspolymerisationsanlage Koagulations- und Druckentspannungsflotationseinheiten gibt, verringert die Entfernung von organischem Polymer zusammen mit dem Phosphor während des Koagulations- und Druckentspannungsflotationsabschnitts die Belastung der nachfolgenden biologischen Behandlungseinheiten erheblich. Somit schafft die vorliegende Anmeldung die Koagulatoren, die die organischen Polymere in dem Abwasser zusammen mit Phosphor entfernen können.
Die Anlage für die Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung und das Verfahren zur Herstellung und zum Steuern des Abwassers und der Schadstoffe gemäß der vorliegenden Anmeldung werden anhand der beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben.
Figurenliste

1 ist ein herkömmliches Verfahren zum Behandeln von Abwasser von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung.
2 ist ein Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung zum Verringern und Steuern des Abwassers und der Schadstoffe von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung.
3 ist eine schematische Darstellung eines Demulgierungsflotationsbehälters.
4 ist eine schematische Darstellung eines Reaktors mit einem selbstansaugenden Luftmischer.
5 ist eine schematische Darstellung eines Filters mit rückstandsarmer Flüssigkeit mit Stickstoffinjektion.

Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden ist das Verfahren der vorliegenden Anmeldung durch spezifische Beispiele dargestellt, wobei der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung aber nicht auf die Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1:
Die Einstellungen des Reaktors für die Pfropfpolymerisation von ABS wurden geändert. Der Ankerrührer wurde durch einen Gitterrührer ersetzt. In der Nähe der Reaktorwände wurde ein Umlenkblech eingebaut, um zu verhindern, dass die gemischte Flüssigkeit als Ganzes verwirbelt. Nach Optimierung des Rührens wurden die Reinigungsintervalle des Reaktors für die Pfropfpolymerisation von ABS von 60 Chargen auf 100 Chargen verlängert. Die Mengen des Reaktorreinigungsabwassers und die erzeugten Schadstoffe wurden um wenigstens 40 % verringert.
Beispiel 2:
Die Einstellungen der Reaktoren für die Polymerisation von Butadien wurden geändert. An dem ursprünglichen Wendelrührer wurde ein adaptiver Abstreifer hinzugefügt. Während des Rührens wurde der Abstreifer fest an dem Reaktor angebracht. Nach Optimierung der Rührung wurden die Reinigungsintervalle der Reaktoren für die Polymerisation von Butadien von 30 Chargen auf 112 Chargen verlängert. Die Mengen des Reaktorreinigungsabwassers und der erzeugten Schadstoffe wurden um wenigstens 73 % verringert.
Beispiel 3:
Die Einstellungen der Reaktoren für die Pfropfpolymerisation von ABS wurden geändert. Der Doppelwendelrührer wurde durch einen Propellerrührer ersetzt. In der Nähe der Reaktorwand wurde ein rechteckiges Umlenkblech eingebaut, um zu verhindern, dass die gemischte Flüssigkeit als Ganzes verwirbelt. Nach Optimierung des Rührens wurden die Reinigungsintervalle der Reaktoren für die Pfropfpolymerisation von ABS von 28 Chargen auf 102 Chargen verlängert. Die Mengen des Reaktorreinigungsabwassers und der erzeugten Schadstoffe wurden um wenigstens 73 % verringert. Die Häufigkeit zum Reinigen des Latexfilters wurde von viermal/Monat auf zweimal/Monat verringert.
Beispiel 4:
In dem Verfahren für die Emulsionspolymerisation (wie etwa die Pfropfpolymerisation von ABS, die Emulsionspolymerisation von Butadien, die Emulsionspolymerisation von Polytetrafluorethylen usw.) wurde der herkömmliche Käfigfilter zu einem Filter mit rückstandsarmer Flüssigkeit mit Stickstoffinjektion geändert. Das für die einzelne Filterreinigungsoperation ausgestoßene Latexvolumen wurde um wenigstens 82 % verringert.
Beispiel 5:
Für das Filterreinigungsabwasser aus dem Verfahren für die Emulsionspolymerisation von Butadien wurde Kalziumchlorid als ein Demulgator verwendet, wobei die zugegebene Menge 5000 mg/l betrug. Die Demulgierung wurde bei 40 °C ausgeführt und das Latex wurde entfernt. Im Vergleich zu vor der Demulgierung war der COD des Abwassers um wenigstens 95 % verringert.
Beispiel 6:
Für das Reaktorreinigungsabwasser mit hoher Konzentration von Schadstoffen aus dem Verfahren für die Pfropfpolymerisation von ABS wurde Polyaluminiumchlorid oder Kalziumchlorid als ein Demulgator verwendet, wobei die zugegebene Menge 1000 mg/l betrug und die Menge an zugegebenem PAM 2 mg/l betrug. Es wurde ein zusätzlicher Umlenkblechflotationsbehälter verwendet, wo die Demulgierung und die Flotation bei 70 °C ausgeführt wurden. Im Vergleich zu vor der Demulgierung war der COD des Abwassers um wenigstens 80 % verringert.
Beispiel 7:
Das durch Mischen des Abwassers von der Butadienpolymerisation und des Abwassers von der ABS-Pfropfpolymerisation erhaltene Abwasser wurde durch Zugeben von Kalziumchlorid demulgiert, wobei die zugegebene Menge 75 mg/l betrug und die Temperatur 20 °C betrug. Daraufhin wurde das Abwasser mit dem Abwasser aus den Kondensations- und Trocknungsbehandlungen für die Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlung gemischt. Es wurde eine Zusammensetzung formulierter Koagulatoren, die Polyaluminiumchlorid, Kalziumchlorid und Eisen(III)-Chlorid (das Gewichtsverhältnis betrug 50:40:10) umfasst, verwendet und die zugegebene Menge betrug 100 mg/l. Als Koagulationshilfsstoff wurde PAM verwendet und die zugegebene Menge betrug 5 mg/l. Die Temperatur betrug 50 °C. Die COD-Entfernung betrug 43 % und die TP-Entfernung betrug 86 %. Im Vergleich zu einem Verfahren mit denselben Behandlungswirkungen, bei dem das Abwasser von der Butadienpolymerisation, das Abwasser von der ABS-Pfropfpolymerisation und das Abwasser von den Kondensations- und Trocknungsbehandlungen zuerst gemischt wurden, daraufhin unter Verwendung von Polyaluminiumchlorid als Koagulatoren der Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlung ausgesetzt wurden, waren die Kosten für die Agenzien um wenigstens 56 % verringert.
Beispiel 8:
Der Ausflussstrom von der Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlung aus Beispiel 7 wurde mit einem A/O-aktivierten Schlammreaktor behandelt. Die Menge an gelöstem Sauerstoff in der aeroben Zone wurde auf 1,0 mg/l gesteuert und die Menge an gelöstem Sauerstoff in der anoxischen Zone wurde auf 0,1 mg/l gesteuert. Die hydraulische Verweilzeit betrug 48 Stunden. In dem Ausflussstrom lag die Menge an TN unter 15 mg/l, lag die Menge des Stickstoffs in Ammoniak unter 5 mg/l und lag die Menge an TP unter 0,5 mg/l.
Beispiel 9:
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Anmeldung wurde die Anlage zum Herstellen von ABS-Harzen gemäß den Beispielen 1, 2 oder 2, 3 und den Beispielen 4 bis 8 geändert. Daraufhin wurde der COD-Spitzenwert des Ausflussstroms der Anlage von 6000 mg/l auf unter 2000 mg/l verringert, was den Einfluss auf die nachfolgenden Verarbeitungseinheiten verringerte und die Qualitätsstabilität des Austrittsstroms erhöhte. Der COD des Latexabwassers wurde um mehr als 70 % bei der Abwasserquelle verringert und die Kosten für die Behandlung des Abwassers wurden um mehr als 50 % (z. B. 51 %) verringert.
Die obigen Beispiele dienen nur zur Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung nicht beschränken. Ohne von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Anmeldung abzuweichen, sollen verschiedene Änderungen und Verbesserungen, die der Fachmann auf dem Fachgebiet an den technischen Lösungen der vorliegenden Anmeldung vornimmt, in dem durch die Ansprüche der vorliegenden Anmeldung definierten Schutzumfang liegen.

Claims

Verfahren zum Verringern oder Steuern von Abwasser und Schadstoffen von der Emulsionspolymerisationsharz-Herstellung, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: (A) Verhindern oder Verringern der Haftung von Polymeren an den Reaktorwänden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (A) durch wenigstens eines der Mittel ausgeführt wird, die aus der Gruppe gewählt werden, die besteht aus: (1) Hinzufügen eines Abstreifers, der an einem Reaktorrührblatt montiert ist; (2) Nutzen eines Gitterrührers und/oder eines Propellerrührers, der die Masse- und Wärmeübertragung der gemischten Flüssigkeit zwischen dem Zentrum und den Wänden des Reaktors fördern kann; und/oder (3) Einbauen eines Umlenkblechs in der Nähe der Reaktorwände, um zu verhindern, dass die gemischte Flüssigkeit als Ganzes verwirbelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das ferner wenigstens einen der Schritte umfasst, der aus der Gruppe gewählt wird, die besteht aus: (B) Abwasser, das von der Latexfilterreinigung ausgestoßen wird, Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen aussetzen; (C) Abwasser, das von der Reaktorreinigung ausgestoßen wird, Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen aussetzen; (D) Abwasser, das von der Latexfilterreinigung ausgestoßen wird, und Abwasser, das von der Reaktorreinigung ausgestoßen wird, mischen, gefolgt von Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner wenigstens einen der Schritte umfasst, die aus der Gruppe gewählt werden, die besteht aus: (E) Mischen des aus Schritt (B), (C) oder (D) erhaltenen Abwassers mit Abwasser aus Kondensations- und Trocknungsbehandlungen, gefolgt von Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlungen; und (F) Behandeln von Austrittsströmen von den Koagulations- und Druckentspannungsflotationsbehandlungen durch biologische Behandlung, um organische Stoffe, Stickstoff und Phosphor zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Latexfilter ein Filter mit rückstandsarmer Flüssigkeit mit Stickstoffinjektion ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Latexabwasser von der Monomerpolymerisation mit Abwasser, das nach der Pfropfpolymerisation ausgestoßen wird, gemischt wird, gefolgt von Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen des gemischten Abwassers, wenn es in der Emulsionspolymerisation eine Pfropfpolymerisation gibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Demulgierungsbehandlung des Abwassers von der Latexfilterreinigung in Schritt (B) durch Erwärmen mit Dampf bis auf 25 bis 80 °C und Zugeben eines Demulgators, der aus der Gruppe gewählt wird, die aus Kalziumchlorid, Magnesiumchlorid, Polyaluminiumchlorid, Polyeisen-Chlorid, Polyeisen-Sulfat und Schwefelsäure besteht, ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Demulgierungs- und Degummierungsbehandlungen des Abwassers von der Reaktorreinigung in dem Schritt (C) durch wenigstens eines der Mittel ausgeführt werden, die aus der Gruppe gewählt werden, die besteht aus: (1) Zugeben eines Demulgators direkt zu dem Reaktorreinigungsabwasser in dem Reaktor und Demulgieren unter Rühren; Einbauen eines selbstansaugenden Luftmischers an dem Auslass des Reaktors, Leiten des Abwassers nach der Demulgierung durch den Auslass mit dem Luftmischer, um Luft ansaugen zu lassen und Mikrobläschen zu bilden, die daraufhin an Latexflocken haften; Einleiten des mit Luft gemischten Abwassers in einen Flotationsbehälter, um das Latex von dem Wasser zu trennen; (2) Einleiten des Reaktorreinigungsabwassers direkt in einen getrennten Demulgierungs- und Flotationsbehälter, Zugeben eines Demulgators zur Demulgierung und Trennen des Latex von dem Wasser in dem Flotationsbehälter.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Demulgator zum Demulgieren des Reaktorreinigungsabwassers aus Kalziumchlorid und Polyaluminiumchlorid gewählt wird und wobei Kalziumchlorid in einer Menge von 200 bis 700 mg/l zugegeben wird oder Polyaluminiumchlorid in einer Menge von 25 bis 75 mg/l zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Demulgierungs- und Flotationsbehälter mit einer Wassereinlasszone, mit einer Umlenkblechzone zum Mischen und Demulgieren, mit einer Wasserverteilungszone, mit einer Flotationszone, mit einer Wasserauslasszone und mit einem System zum Zugeben von Agenzien versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Demulgator, der für die Demulgierungsbehandlung zugegeben wird, aus der Gruppe gewählt wird, die aus Kalziumchlorid, Magnesiumchlorid, Polyaluminiumchlorid und irgendwelchen Kombinationen davon besteht, und wobei der Demulgator in einer Menge von 20 bis 100 mg/l zugegeben wird und wobei die Temperatur zum Zugeben des Demulgators 20 bis 70 °C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei für die Koagulationsbehandlung in dem Schritt (E) ein Koagulator verwendet wird und wobei der Koagulator aus der Gruppe gewählt wird, die aus Polyaluminiumchlorid, Polyeisen-Chlorid, Aluminiumsulfat, Kalziumchlorid und irgendwelchen Kombinationen mit Eisen-Chlorid oder Eisen-Sulfat besteht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei beim Durchführen der biologischen Behandlung in dem Schritt (F) ein Reaktor für die biologische Behandlung eine Zone, in der die Menge des gelösten Sauerstoffs über 0,4 mg/l beträgt, zusammen mit einer Zone, in der die Menge des gelösten Sauerstoffs unter 0,2 mg/l beträgt, enthält und wobei die gemischte Flüssigkeit in dem Reaktor zwischen diesen zwei Zonen zirkuliert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Harz aus der Gruppe gewählt wird, die aus ABS-Harz, Polyvinylchlorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylalkohol und Polymethylmethacrylat besteht.