可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝的製作方法
2023-07-04 19:54:41 1
專利名稱：可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於廢水回用處理工藝，特別是一種可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工 藝。
背景技術：
可發性聚苯乙烯(EPS)具有質輕、價廉、導熱率低、吸水性小、電絕緣性能好、隔 音、防震、防潮、成型工藝簡單等優點，因而被廣泛地用作建築、交通運輸等行業的保溫絕 熱、隔音、抗震材料、用作電器、儀表、玻璃製品、電子產品等的緩衝包裝材料和食品包裝。可 發性聚苯乙烯(EPS)生產工藝一般採用懸浮聚合，具體工藝又可分為一步法和兩步法，目 前以一步法為主，一步法在洗滌和離心分離兩個工序產生廢水，一步法的廢水排放量為1. 7 噸/噸產品左右。無論是一步法還是二步法，由於在進行懸浮聚合時通常採用的分散劑為 磷酸三鈣(TCP，Ca3(P04)2)，其主要作用是將無機物細顆粒吸附在油滴表面，起機械隔離作 用，為了提高分散效果，通常加入表面活性劑LAS，作為TCP的助分散劑。生產過程中所用的 引發劑主要是過氧化二苯甲醯。再加上酸性條件下洗滌時還加入部分LAS，因此，產生的廢 水是酸性含磷廢水，主要汙染物為苯環類有機化合物及LAS，此外還有少量脂肪族的有機小 分子物質如戊烷、四嗅乙烷、石蠟、甘油酷、氨基苯磺酸鈉等，成分比較複雜，是一種典型的 有機化工廢水。目前，EPS生產廢水處理工藝主要有①化學除磷_酸化水解_接觸氧化；②中和 混凝_水解酸化_生物接觸氧化_化學除磷；③中和混凝_活性炭生物池；④膜生物反應 器_ 一級反滲透組合工藝。化學除磷_酸化水解_接觸氧化工藝、中和混凝_水解酸化_生 物接觸氧化_化學除磷工藝和中和混凝_活性炭生物池工藝皆以達標排放為目的，採用膜 生物反應器_ 一級反滲透組合工藝出水電導率遠未達到工藝回用水要求，僅探討了 EPS廢 水回用的可能性，而且，採用膜生物反應器(MBR)存在能耗大、工藝條件難控制以及運行維 護較複雜的問題。主要表現在在MBR運行時，通常需要採用氣水比為15 30 1的壓縮 空氣對膜組件進行吹掃，同時約每運行30min用水反洗5s 2min，每周在線化學清洗1次， 每個月離線化學清洗1次，操作極為繁瑣，此外，組件存在易斷絲的問題。
發明內容
本發明所解決的技術問題在於提供一種運行穩定、成本低、操作簡便的可發性聚 苯乙烯廢水回用綜合處理工藝。實現本發明目的的技術解決方案為一種可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工 藝，包括以下步驟步驟1、採用中和混凝對可發性聚苯乙烯廢水進行預處理，使其懸浮物的去除率可 達到90%以上，總磷的去除率達到99%以上；步驟2、利用生化工藝對預處理後的廢水進行處理，使廢水水質C0D& ( 30mg/L, SS ^ 5mg/L ；
3
步驟3、對步驟2處理後的廢水進行過濾，使廢水的出水濁度< 0. 2，SDI ^ 2 ；步驟4、採用反滲透，對步驟3的出水進行深度處理，使出水有機物含量 C0Dfc 彡 3mg/L ；步驟5、採用反滲透或離子交換工藝對步驟4反滲透出水進一步處理，使其電導率 彡 10y S/cm。本發明與現有技術相比，其顯著優點1)預處理過程中回收了廢水中的有用物 質，中和混凝時車間產生的生產汙水經格柵攔截大的漂浮物雜質後，進入反應池，在池中 通過化學除磷使廢水中的無機磷形成沉澱，在中和藥劑(如石灰乳)和混凝藥劑(如聚 鋁)的共同作用下，廢水的pH值可以達到出水要求，同時廢水中的懸浮物和總磷在沉澱調 節池可得到有效去除，懸浮物的去除率可達到90%以上，總磷的去除率達到99%以上。在 沉澱池中產生的大量懸浮物經板框壓濾回收後外賣。2)生化系統採用接觸氧化或序列間歇 式活性汙泥法(SBR)工藝，處理效果好且穩定，克服了活性汙泥法剩餘汙泥量大，易發生汙 泥膨脹等缺點。生化出水進入二沉池和斜管沉澱池。二沉池和斜管沉澱池的設置其目的是 為了對廢水進行進一步處理，進而使廢水水質COD ^ 30mg/L，SS ^ 5mg/L，達到公司循環冷 卻水補充用水、廠區內衝廁、衝洗地面的要求，並有效的減緩了後續以膜分離技術為核心的 深度處理系統的膜汙染問題。二沉池和斜管沉澱池產生的剩餘汙泥經汙泥濃縮池重力濃縮 後，板框壓濾進一步脫水，外運處置。脫水過程中產生的清液和汙泥濃縮池的上清液一併回 到調節池中。3)採用砂濾和外壓式超濾進一步截留廢水中的濁度、腐植酸、蛋白質大分子有 機物以及細菌等，進一步減緩一級反滲透的膜汙染問題，外壓式超濾設備採用高強度抗汙 染超濾膜，超濾膜材料是聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚碸或聚苯乙烯，截留分子量為5 15萬 道爾頓。外壓式超濾的採用將生化系統和膜分離系統分開，使生化系統和膜系統各司其職， 實現了所採用的各種廢水處理工藝的優化銜接。4)採用反滲透使得出水有機物含量穩定 達到工藝回用水要求(COD^S 3mg/L)，反滲透設備採用抗汙染的膜組件，脫鹽率為95% 99%，廢水回用率為50% 70%，由於反滲透進水COD ( 30mg/L, SS ( 5mg/L，反滲透濃水 可達標排放。5)對反滲透的出水進行再次反滲透工藝或離子交換工藝進一步處理，使出水 電導率穩定達到工藝回用水要求(電導率< lOyS/cm)，離子交換設備包括陽床、陰床和 混床。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
附圖為本發明的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝流程圖。
具體實施例方式結合附圖，本發明的一種可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，包括以下步 驟步驟1、採用中和混凝對可發性聚苯乙烯廢水進行預處理，使其懸浮物的去除率可 達到90%以上，總磷的去除率達到99%以上，pH = 8. 0 8. 5 ；進行中和混凝時加入中和藥 劑和混凝藥劑，所述中和藥劑為生石灰或熟石灰，混凝藥劑為聚鋁、聚鐵、聚丙烯醯胺中的 一種或幾種的混合。
步驟2、利用生化工藝對預處理後的廢水進行處理，使廢水水質C0D& ( 30mg/L, SS ( 5mg/L ；生化工藝包括接觸氧化和沉澱澄清兩個工藝，其中沉澱澄清工藝包括二沉池 和斜管沉澱。生化工藝也可以採用序列間歇式活性汙泥法(SBR)工藝和沉澱澄清兩個工 藝，其中沉澱澄清工藝包括二沉池和斜管沉澱。步驟3、對步驟2處理後的廢水進行過濾，使廢水的出水濁度< 0. 2，SDI ^ 2 ；過濾 採用砂濾和外壓式超濾過濾，外壓式超濾設備採用高強度抗汙染超濾膜，超濾膜材料是聚 丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚碸或聚苯乙烯，截留分子量為5 15萬道爾頓。步驟4、採用反滲透，對步驟3的出水進行深度處理，使出水有機物含量 C0Dfc ( 3mg/L ；反滲透設備採用抗汙染的膜組件。步驟5、採用反滲透或離子交換工藝對步驟4反滲透出水進一步處理，使其電導率 (lOyS/cm。離子交換工藝採用的離子交換設備包括陽床、陰床和混床。下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述實施例1採用中和混凝_接觸氧化_斜管沉澱_砂濾_超濾_ 一級反滲透_ 二級反滲透組 合工藝1處理可發性聚苯乙烯生產廢水。生產廢水進水COD = 1200 1500mg/L, BOD = 250 320mg/L, pH = 5. 5 6. 0，SS =3400 5750mg/L，TP = 120 150mg/L，經加熟石灰和聚鋁沉澱後，出水COD = 1000 1200mg/L，pH = 8. 0 8. 5，SS = 400 500mg/L，TP = 0. 5 lmg/L，在沉澱池中產生的大 量懸浮物經板框壓濾回收後外賣。沉澱池出水進入調節池經均衡水質後，經泵提升進入混 凝沉澱池，加入混凝劑，在混凝劑的作用下，廢水中的膠體以及懸浮物可得到有效的去除， COD的去除率可達到35%以上；混凝後廢水進入一級接觸氧化系統，在接觸氧化池中利用 兼氧菌的水解酸化作用，將不溶的、難降解的大分子有機物降解成小分子有機物，提高廢水 的可生化性；在生物接觸氧化池中利用生長在填料上的生物膜來淨化廢水中的有機物，由 於填料表面載有大量的微生物體浸在水中，在營養與溶解氧充足的條件下，結成生物膜，所 以處理效果好且穩定，克服了活性汙泥法剩餘汙泥量大，易發生汙泥膨脹等缺點，一級生化 系統C0D的去除率可達到90%以上；二級接觸氧化系統的設置其目的是為了對廢水進行深 度處理，進而使廢水水質達到公司循環冷卻水補充用水、廠區內衝廁、衝洗地面的要求。並 有效的減緩了後續以膜分離技術為核心的深度處理系統的膜汙染問題。具體處理水量可以 根據實際用水情況進行統籌安排。二級接觸氧化處理系統進水C0D值較低，原理上屬於延 時曝氣，通過填料表面載有的大量微生物，在溶解氧充足的條件下，可以進一步有效降解廢 水中的有機物，滿足以膜分離技術為核心的回用系統進水要求。二沉池和斜管沉澱池產生的剩餘汙泥經汙泥濃縮池重力濃縮後，板框壓濾進一步 脫水，外運處置。脫水過程中產生的清液和汙泥濃縮池的上清液一併回到調節池中。生化預處理系統各單元處理效果如表1所示。表1預處理系統各單元處理效果
經生化系統預處理的廢水進一步經砂濾和超濾過濾後，出水濁度< 0. 2, SDI ^ 3, 滿足反滲透進水條件，經一級反滲透處理後，廢水水質如表2所示。表2 —級反滲透產水水質 經二級反滲透處理後產水水質如表3所示。
表3 二級反滲透產水水質 採用組合工藝1的超濾和反滲透的總回用率為67.5 %，由於超濾進水 COD ( 27mg/L, SS彡4. 8mg/L，排放的濃水符合《汙水綜合排放標準》中的一級標準。使用經組合工藝1得到的工藝水，採用一步法浸漬工藝進行產品合成中試試驗， 合成的產品質量如表4所示。從表4可以看出，製備的EPS粒子粒度穩定、分布較為集中。表4使用經組合工藝1得到的工藝水合成的產品質量參數 實施例2採用混凝沉澱-SBR-斜管沉澱_砂濾_超濾_ 一級反滲透_離子交換組合工藝2 處理可發性聚苯乙烯廢水。生產廢水進水COD = 1200 1500mg/L, BOD = 250 320mg/L, pH = 5. 5 6. 0，SS =3400 5750mg/L，TP = 120 150mg/L，經加熟石灰和聚鋁沉澱後，出水COD = 1000 1200mg/L，pH = 8. 0 8. 5，SS = 400 500mg/L，TP = 0. 5 lmg/L，在沉澱池中產生的大 量懸浮物經板框壓濾回收後外賣。沉澱調節池出水經泵提升進入SBR生化反應池，廢水中 的COD在被SBR反應池中中微生物的生化反應所降解。該工藝具有運行靈活，構造簡單，便 於操作和維護管理，剩餘汙泥量少的特點。SBR生化系統出水進一步經斜管沉澱後，可直接進入回用深度處理系統。生化系統中產生的少量剩餘汙泥經汙泥幹化池處理後外運處置。生化預處理系統各單元處理效果如表5所示。表5預處理系統各單元處理效果 經生化系統預處理的廢水進一步經砂濾和超濾過濾後，出水濁度< 0. 2，SDI ( 3， 滿足反滲透進水條件，經一級反滲透處理後，廢水水質如表6所示。表6 —級反滲透產水水質
採用組合工藝2的超濾和反滲透的總回用率為67.5 %，由於超濾進水 COD ^ 30mg/L, SS ^ 3. 5mg/L，排放的濃水符合《汙水綜合排放標準》中的一級標準。使用經組合工藝2得到的工藝水，採用一步法浸漬工藝進行產品合成中試試驗， 合成的產品質量如表8所示。從表8可以看出，製備的EPS粒子粒度穩定、分布較為集中。表8使用經組合工藝2得到的工藝水合成的產品質量參數
權利要求
一種可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟步驟1、採用中和混凝對可發性聚苯乙烯廢水進行預處理，使其懸浮物的去除率達到90％以上，總磷的去除率達到99％以上，pH＝8.0～8.5；步驟2、利用生化工藝對預處理後的廢水進行處理，使廢水水質CODCr≤30mg/L，SS≤5mg/L；步驟3、對步驟2處理後的廢水進行過濾，使廢水的出水濁度≤0.2，SDI≤2；步驟4、採用反滲透，對步驟3的出水進行深度處理，使出水有機物含量CODMn≤3mg/L；步驟5、採用反滲透或離子交換工藝對步驟4反滲透出水進一步處理，使其電導率≤10μS/cm。
2.根據權利要求1所述的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，步驟 1進行中和混凝時加入中和藥劑和混凝藥劑，所述中和藥劑為生石灰或熟石灰，混凝藥劑為 聚鋁、聚鐵、聚丙烯醯胺中的一種或幾種的混合。
3.根據權利要求1所述的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，步驟2 中的生化工藝包括接觸氧化和沉澱澄清兩個工藝，其中沉澱澄清工藝包括二沉池和斜管沉 澱。
4.根據權利要求1所述的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，步驟2 中的生化工藝包括序列間歇式活性汙泥法(SBR)工藝和沉澱澄清兩個工藝，其中沉澱澄清 工藝包括二沉池和斜管沉澱。
5.根據權利要求1所述的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，步驟 3的過濾採用砂濾和外壓式超濾過濾，外壓式超濾設備採用高強度抗汙染超濾膜，超濾膜材 料是聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚碸或聚苯乙烯，截留分子量為5 15萬道爾頓。
6.根據權利要求1所述的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，步驟4 中的反滲透設備採用抗汙染的膜組件。
7.根據權利要求1所述的可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，其特徵在於，步驟5 中的離子交換工藝採用的離子交換設備包括陽床、陰床和混床。
全文摘要
本發明公開了一種可發性聚苯乙烯廢水回用綜合處理工藝，包括以下步驟步驟1、採用中和混凝對可發性聚苯乙烯廢水進行預處理；步驟2、利用生化工藝對預處理後的廢水進行處理；步驟3、對步驟2處理後的廢水進行過濾；步驟4、採用反滲透，對步驟3的出水進行深度處理；步驟5、採用反滲透或離子交換工藝對步驟4反滲透出水進一步處理，使其電導率≤10μS/cm。本發明將生化系統和膜分離系統分開，使生化系統和膜系統各司其職，實現了所採用的各種廢水處理工藝的優化銜接，能使各個廢水處理工藝設施達到最優的處理效果。本發明可實現絕大多數EPS廢水的回用，剩餘的少量廢水可達標排放。本發明的工藝運行穩定、成本低、操作簡便。
文檔編號C02F9/14GK101885558SQ201010211180
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者於文敦, 劉曉東, 孫秀雲, 龐睿智, 李健生, 王連軍, 韓衛清 申請人:南京理工大學