一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法技术

本发明专利技术提供了一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，即采用絮凝沉淀-石英砂过滤-臭氧氧化的组合方式处理PVC离心母液废水中的PVA，属于废水处理技术领域。首先在母液废水中加入混凝剂与助凝剂进行絮凝沉淀，再通过石英砂过滤柱过滤，最后对滤液进行臭氧曝气处理，处理后的废水可直接进入常规生物处理系统。本发明专利技术方法效果显著、成本低廉、操作简单，各处理单元的组合联用能弥补其他处理单元的不足，可广泛应用于PVC离心母液废水的预处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种聚氯乙烯(PVC)生产过程产生的离心母液废水中PVA的去除并降低废水化学需氧量(COD)及浊度等指标的廉价预处理方法。技术背景PVC离心母液废水主要来源于氯碱工业中PVC聚合工段，是利用氯乙烯生产PVC过程中产生的主要废水之一。其中的主要污染物PVA(聚乙烯醇)具有水活性，会形成大量泡沫，影响水体复氧，抑制水生生物的呼吸活动。现阶段，大多数的PVC生产企业都建有二级生物处理设备与膜处理设备来处理PVC离心母液，旨在将处理后的母液废水进行回用以降低生产成本。由于PVC离心母液的可生化降解性低，并且含有会造成膜堵塞的大分子物质，直接生化处理效果较差，膜处理极易堵塞膜孔，所以有必要在生化处理与膜处理之前对废水进行预处理，提高废水的可生化性并分解或去除PVA，以保证后续处理的顺利进行。根据国内外相关资料与工程实例可得知，目前处理PVC离心母液的方法很多，主要有Fenton法、混凝沉淀法、臭氧氧化法等处理方式，但都存在着一定的问题，例如能源消耗大，成本较高。Fenton法处理PVC离心母液效果较好，但需要投加大量的药剂，废水处理的成本较高，处理后的废水有一定色度，产生的污泥会带来二次污染；混凝沉淀法可将母液废水中的大分子物质很好的絮凝分离，但对水中的溶解性有机物作用不大；臭氧氧化法可较好地降解低浓度PVC母液废水，但处理效果不彻底，污染物不能完全去除且反应时间较长，臭氧的利用效率低。
技术实现思路
为了克服现有处理PVC离心母液方法中的缺陷，解决大分子物质堵膜的问题，提高处理效果并降低处理成本，本专利技术提供了一种混凝沉淀～石英砂过滤～臭氧氧化联用技术处理PVC离心母液的方法，该方法工艺简单、能耗低、效果显著、成本低廉且无二次污染。一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，具体步骤如下：1)向PVC母液废水中加入絮凝剂与助凝剂，投加量分别为1L的PVC母液废水投加60～100mg的絮凝剂、4～10mg的助凝剂，磁力搅拌至絮凝剂与助凝剂溶解，搅拌转速为500～600r/min，搅拌时间为0.5～3min，然后再在200～300r/min下搅拌10～20min，静置2～5h至出现明显分层现象；2)将石英砂用自来水清洗干净，晾干装入石英砂过滤柱，石英砂过滤柱的直径不大于5cm，石英砂的高度不低于20cm；取步骤1)中静置完全的上清液转移至石英砂过滤柱内过滤；3)将步骤2)过滤后的滤液转移至臭氧氧化反应装置内，打开氧气瓶，通过反应装置底部的曝气砂头进行曝气，将通气速率调至50～100L/h，通气时间为5～10min，保证每升PVC母液废水的臭氧投加量为400～500mg，通气完成后停留10～20min后结束反应。其中，所述的絮凝剂为十八水硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)或氯化铁FeCl3；所述的助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)；投加方式为干粉投加。其中，所述的石英砂的粒径为0.5～2.0mm。进一步地，通气时，臭氧氧化反应装置采用直径为50～100mm、高500～1000mm的玻璃管，玻璃管上端四分之一至五分之一处设有尾气出气口，臭氧氧化反应装置内的液面高度不低于玻璃管高度的二分之一，以保证气液相反应时的充分接触。经过混凝单元分离出的PVA絮体可用作其他产品的生产，石英砂过滤单元的石英砂经过反复冲洗后可再次用于过滤。本专利技术的反应机理如下：当絮凝剂投加到母液废水中时会发生水解，与废水中的大分子物质PVA互相接触反应，使其脱稳而聚结成为一定粒径的聚集体。这些聚集体会在助凝剂的作用下，并且由于自身的碰撞、化学粘结、共沉淀等作用进一步聚集而形成絮状体(矾花)，借助重力下沉从而与介质分离。此过程投药量少、沉降速度较快、大分子物质基本从介质中分离开来，减轻了后续O3氧化的负荷，对浊度的去除效率高，但化学需氧量COD的降低效果不明显。经絮凝后的废水进入下一级石英砂过滤装置时，部分原有及残余的小分子物质会被石英砂截留，这一过程可使废水中COD的含量大幅度降低，恰好弥补了上一阶段絮凝处理的不足。最后经过臭氧深度处理，O3分解生成的羟基自由基(OH·)氧化性强，无选择性，可将废水中残余的有机物充分降解，最终达到水质净化的目的。处理后的废水基本不含大分子物质，不会堵塞膜处理时的膜孔，COD值降低显著，且处理后浊度为0，BOD5(生化需氧量)与COD的比值——可生化性有了一定幅度的提高，经生化处理及膜处理后可作为中水进行循环回用。相对于配制出的PVA溶液而言，氯碱工业所排放的PVC离心母液还含有VCM、双酚A等助剂，成分较为复杂，本方法对于工厂所采集的PVC离心母液处理效果要明显优于对PVA纯溶液的处理效果，更加适用于工厂实际排放的污水处理。本专利技术是一种传统的絮凝沉淀过滤与新型的臭氧氧化相结合的技术，其方法简单，反应条件温和，大分子物质基本完全被去除，不会造成后续膜处理时的膜孔堵塞现象，所使用的絮凝剂与助凝剂成本低廉易得、容易操作，很好地解决了传统絮凝沉淀法中COD去除效率低、石英砂过滤中PVA去除效率低、单纯的臭氧氧化技术中臭氧的利用率低及通气时间长等问题，处理效果也很显著，PVA的去除率有一定幅度的提高，处理后的COD值与浊度较低，可生化性也有了一定幅度的提高，有利于后续处理的进行。经絮凝沉淀出的PVA絮体可用作其他产品的生产，臭氧氧化反应也为一次性投入。经计算，每吨废水若消耗100gAl2(SO4)3·18H2O、4gPAM，按市场价格推算，药量投加成本大约为0.2～0.5元/吨，臭氧氧化设备虽然成本较高，但为一次性投入，平摊到每吨废水上仍花费不高，加上臭氧氧化系统的运行费用、尾气吸收系统运行费用及工程折旧费用，每吨费用可控制在5元之内，空气～芬顿法处理相同废水达到相同处理效果时，每吨废水的药量投加成本大约为15～20元，相比较而言，本专利技术的成本相对较为低廉。附图说明图1是本专利技术的装置示意图；图中a表示的是混凝沉淀装置，底部设有搅拌装置，搅拌装置上放有容器用于混凝；图中b表示的是石英砂过滤装置，底端设有出水口，出水口位置罩有孔径为0.1mm的网防止石英砂漏出；图中c表示的是臭氧氧化装置，装置底部设有曝气砂头，用于通入臭氧，上部设有尾气出气口。图2是本专利技术的工艺流程图。PVC离心母液排放汇集到集水池后依次进行混凝沉淀、石英砂过滤及臭氧氧化的处理，得到的预处理后的废水可经过常规的生化处理，达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，具体步骤如下：1)向聚氯乙烯母液废水中加入絮凝剂与助凝剂，投加量分别为1L的聚氯乙烯母液废水投加60～100mg的絮凝剂、4～10mg的助凝剂，磁力搅拌至絮凝剂与助凝剂溶解，搅拌转速为500～600r/min，搅拌时间为0.5～3min，然后再在200～300r/min下搅拌10～20min，静置2～5h；絮凝剂是十八水硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O或氯化铁FeCl3，助凝剂是聚丙烯酰胺；2)将石英砂用自来水清洗干净，晾干装入石英砂过滤柱；取步骤1)中静置完全的上清液转移至石英砂过滤柱内过滤；3)将步骤2)过滤后的滤液转移至臭氧氧化反应器内，打开氧气瓶，通过反应容器底部的曝气砂头进行曝气，将通气速率调至50～100L/h，通气时间为5～10min，每升聚氯乙烯母液废水的臭氧投加量为400～500mg，通气完成后停留10～20min后结束反应。

【技术特征摘要】
1.一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，具体步骤如下：
1)向聚氯乙烯母液废水中加入絮凝剂与助凝剂，投加量分别为1L的聚氯乙
烯母液废水投加60～100mg的絮凝剂、4～10mg的助凝剂，磁力搅拌至絮凝剂与
助凝剂溶解，搅拌转速为500～600r/min，搅拌时间为0.5～3min，然后再在
200～300r/min下搅拌10～20min，静置2～5h；絮凝剂是十八水硫酸铝
Al2(SO4)3·18H2O或氯化铁FeCl3，助凝剂是聚丙烯酰胺；
2)将石英砂用自来水清洗干净，晾干装入石英砂过滤柱；取步骤1)中静
置完全的上清液转移至石英砂过滤柱内过滤；
3)将步骤2)过滤后的滤液转移至臭氧氧化反应器内，打开氧气瓶，通过
反应容器底部的曝气砂头进行曝气，将通气速率调至50～100L/h，通气时间为
5～10min，每升聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：花修艺，葛睿，孙文田，曹珍，闫征楚，朱磊，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22