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增塑剂生产废水治理与资源化新工艺设计

北极星环保网来源:工业水处理 梁亦欣,等2018/7/11 9:17:55我要投稿

北极星环保网讯:针对某公司增塑剂生产废水特点及处理过程中存在的问题,在原废水处理系统的基础上,设计形成增塑剂生产废水治理与资源化新工艺。实践证明,该工艺具有较好的处理效果,处理出水满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准要求,且实现了废水中邻苯二甲酸的资源回收,经济效益达630~710万元/a。整个工艺实现COD总削减量为650 t/a,节省了一部分新鲜水的取用。

增塑剂生产废水治理

增塑剂是一种精细化工产品,是世界上产量和消费量最大的塑料添加剂之一,其在食品、医药、PVC出口制品等领域得到广泛应用。在增塑剂生产过程中会产生大量高浓度有机废水,主要含有邻苯二甲酸盐类、聚酯类和其他高分子原料物质。此类废水具有较高毒性,且为高盐分废水,若不加以处理直接排放,会对环境造成严重的影响。但由于废水中的污染物质相对分子质量大,结构复杂,且含苯环结构,可生化性低,因此处理难度较大。近年来,随着增塑剂种类的增多,各种新型的高分子原料、表面活性剂和助剂等进入到废水中,导致废水的可生化性进一步降低,处理难度和费用进一步加大。

河南某公司原采用“水解调节-厌氧-生物流化床-活性污泥”的主体工艺处理增塑剂生产废水,处理过程中不仅流失大量可资源化利用的物质(邻苯二甲酸),且生化处理段出现大量死泥产生、布水管道堵塞、设备腐蚀等现象,最终处理出水不能满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准要求。基于此,本工程对增塑剂生产废水处理工艺进行了技术改造和革新,以提高废水的处理效率,降低废水处理成本,保证处理出水水质达标,并使废水中的有用物质得到资源化利用。

1工艺流程及技术原理

河南某公司增塑剂生产废水主要有机成分为丁醇、辛醇、异丁醇、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯,无机成分为SO42-、Na+、Cl-等,增塑剂生产废水产生量60 m3/d。废水水质如表1所示。

增塑剂生产废水治理

表 1 增塑剂生产废水水质

该厂增塑剂(包括DBP、DIBP、DOP等类型)是由邻苯二甲酸与辛醇(异丁醇)在催化剂硫酸作用下生成的,其生产过程中排水主要由酯化、中和和水洗等工段产生。从增塑剂生产废水水质特征可以看出,该废水属于高盐分、高浓度难降解有机废水。由于增塑剂生产工艺采用的是硫酸催化工艺,在中和、水洗工段会产生高浓度的硫酸盐废水;另外,在生产中和工段由于会加入碱液进行中和,因此产生的废水pH达到11~14。废水中含有较高的邻苯二甲酸(14 000 mg/L)和COD(40 000 mg/L),B/C为0.1,其他有机污染物主要是醇类和酯类。

针对废水特点及处理过程中存在的问题,本工程对原废水处理工艺进行改造,设计形成“树脂吸附再生装置-微电解/Fenton-水解调节-硫酸盐还原相UASB-微氧曝气-产甲烷相UASB-活性污泥-一体化混凝沉淀”的主体处理工艺。处理工艺流程如图 1所示。

增塑剂生产废水治理

图 1 改造后处理工艺流程

高浓度增塑剂生产废水直接进入新增加的“树脂吸附再生装置(树脂为针对增塑剂废水中邻苯二甲酸研发的新型NDA-66树脂)”,以回收废水中的有用物质邻苯二甲酸,同时去除废水中的COD。树脂吸附饱和后,采用1 BV质量分数为8%的NaOH+2 BV H2O对树脂进行脱附处理,使树脂再生重复用于吸附。高浓度的脱附液回流到树脂预处理装置的酸化反应区,通过硫酸调节pH至1.5~2,然后进入沉淀区进行沉淀。打开抽滤泵,回收邻苯二甲酸。

 树脂吸附出水与富马酸废水(此处富马酸废水为公司生产富马酸产生的废水,pH为1~2,水量为30 m3/d)混合进入新增的微电解/Fenton装置。在微电解池内经过铸铁颗粒和所含碳粉的原电池还原反应,废水中部分难降解有机物发生开环断链,可有效提高废水的可生化性。微电解池出水进入Fenton氧化槽,由于废水中含有微电解作用后残余的二价铁离子,其与投加的双氧水发生Fenton反应,产生氧化性极强的羟基自由基,对废水中未开环的难降解有机物进行进一步氧化开环,可进一步提高废水的可生化性。

微电解/Fenton装置出水经过离心脱水、水解调节(调节池中添加尿素和磷肥,调整废水中C/N/P比例,同时进入车间清洗水、蒸汽冷凝水等其他废水)后,依次进入串联的硫酸盐还原相UASB、微氧曝气池和沉淀池(利用原有的3座并联的生物流化床改造而成)。通过硫酸盐还原相UASB中的硫酸盐还原菌(SBR),将废水中较高浓度的SO42-转化为硫化物,再经过微氧曝气池中脱硫杆菌的作用将硫化物转变为单质S(控制DO 1~2 mg/L),最后在沉淀池中沉淀去除。

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