CN109502857A

CN109502857A - 一种聚氯乙烯离心母液废水的处理设备及其处理方法

Info

Publication number: CN109502857A
Application number: CN201710830401.3A
Authority: CN
Inventors: 王开江
Original assignee: Shanghai Jiangzhe Environment Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Jiangzhe Environment Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2019-03-22

Abstract

本发明公开了一种PVC离心母液废水处理设备及处理方法，包括废水收集箱，热交换器，均衡缓冲罐，第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐，AOP处理单元，絮凝搅拌装置，离心沉淀池，超滤膜处理单元和反渗透处理单元；本发明的处理方法反应速度快，对膜损坏小，处理成本低，处理后的废水达到回用标准。

Description

一种聚氯乙烯离心母液废水的处理设备及其处理方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种聚氯乙烯离心母液废水的处理设备及采用该设备的处理方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）生产工艺要求聚合载体为纯水，在整个生产PVC过程中需要消耗大量的水，而纯水并不参与反应，有数据统计，每生产1吨PVC大约要生产4-5吨废水。PVC母液水中含有聚合过程添加的引发剂、分散剂、终止剂等难降解的有机物，同时整个聚合过程中无任何无机离子添加，因此所产生的离心母液水也近似于有机杂质的软化水。电导率比较低，有很大的回收利用价值。

PVC离心母液废水的特征为：（1）水量大；

（2）硬度、氯根低。工业用水为去离子水，工艺过程中也没有增加水质硬度的环节，其硬度和含盐均较低。

（3）有机物降解难。PVC离心母液废水中可溶性的有机物为聚乙烯醇（PVA），PVA具有毒性和难生物降解性。

（4）温度高。一般在70℃左右。

目前，PVC离心母液主要的处理方式有：

（1）混凝法

该方法可以去除母液废水中少量的PVC悬浮颗粒，但对于可溶性COD的去除率却很低，母液废水COD仅能从200mg/L降到170mg/L。

（2）生化法

采用常规生物处理工艺时，PVA降解菌的生产速率较低，在传统的活性污泥法处理中容易被洗出，从而使该类废水的处理较为困难。而离心母液中主要有机物为PVA，这也可以成为离心母液废水不宜采用活性污泥法处理的理由。

（3）超滤膜法

采用孔径为1.5微米的超滤膜对母液废水进行过滤处理。在运行初期，效果较好。经过超滤，母液废水的COD从200mg/L左右降至20mg/L，达到了回用水的标准，但一段时间后，PVA胶体堵塞过滤孔，滤膜无法反洗再生，提高了处理成本；另一方面，为了减少滤膜被堵的风险，要求进膜之前水体浊度小于10NTU，有机物浓度小于5mg/L，显然常规的PVC废水是无法做到的。

（4）混凝-臭氧法

该法对COD有很好地去除效果，但投入生产实践后，处理效果很不稳定，难以正常运行。究其原因，PVA是一种亲水性非离子聚合物，铝盐、铁盐等絮凝剂对其作用甚微，混凝后的母液废水COD依然较高。后续的臭氧单元负担过重，臭氧单元成本过高，难以生存应用。

（5）电解凝聚法

该法处理PVC离心母液，污染物去除率高，对COD的去除率达到90%以上，试验装置对污水流量负荷具有很好的耐冲击性能，但此法因工艺受限，不适用于工业装置废水的处理。

（6）芬顿法

芬顿反应，过氧化氢与二价铁离子的混合溶液将有机化合物氧化为无机态。由于反应是在常温下进行，反应速率极低，反应时间长，1000mg/L的COD含量需要4个小时的氧化时间，为了加快反应速率，考虑增加药剂的投加量，这将导致废水的处理成本升高。另外，芬顿法无法处理所有的有机物，COD无法降到最低，在经过处理后的废水中可能还有一些污染物质和有毒物质。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种反应速度快，对膜损坏小，处理成本低，处理后的废水达到回用标准的PVC离心母液废水处理方法；为此，本发明还将提供采用该处理方法的处理设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种PVC离心母液废水处理设备，包括废水收集箱，热交换器，均衡缓冲罐，第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐，AOP处理单元，絮凝搅拌装置，离心沉淀池，超滤膜处理单元和反渗透处理单元，

所述废水收集箱的出水口连接热交换器的进水口，用于降低废水温度；

所述热交换器的出水口连接均衡缓冲罐的进水口，用于将热交换器处理所得的废水与碱反应，调节废水的pH值；

所述均衡缓冲罐的出水口分别连接第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐的第一进水口，所述第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐的第一出水口分别连接AOP处理单元的进水口，所述AOP处理单元的出水口分别连接第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐的第二进水口，用于将均衡缓冲罐处理后的废水进行氧化处理，并将氧化处理后的废水重新回流至第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐中；

所述第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐的第二出水口分别连接絮凝搅拌装置的进水口，用于将第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐处理后的废水进行絮凝沉降处理；

所述絮凝搅拌装置的出水口连接离心沉淀池的进水口，用于将絮凝搅拌装置处理后的废水进行离心处理，获得悬浮物和第一清水；

所述离心沉淀池的出水口连接超滤膜处理单元的进水口，用于将第一清水进行超滤处理，获得第二清水；

所述超滤膜处理单元的出水口连接反渗透处理单元的进水口，用于将第二清水进行反渗透处理，获得第三清水。

其中，所述废水收集箱中废水温度为55-75℃。

其中，所述第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐上分别设置有第一水流控制阀，第二水流控制阀，第三水流控制阀。

其中，所述第一反应罐，第二反应罐，第三反应罐内分别设置有第一循环水泵、第二循环水泵和第三循环水泵。

其中，所述AOP处理单元包括罐体，位于罐体一侧设置有进水口，罐体另一侧设置有出水口，所述罐体内设置有紫外灯和超声发生设备。

其中，所述絮凝搅拌装置包括反应室和位于反应室内的搅拌器。

其中，所述超滤膜处理单元中超滤膜的膜径为30-50nm。

当膜径小于30nm时，拦截率接近95%，膜径介于30nm-50nm之间，拦截率接近80%，随着膜径继续增加，拦截率呈直线下降。膜径的大小与膜的生产成本及使用时的更换次数相关，膜径越小，生产成本越高，使用相同时间更换次数越多；膜径越大，生产成本越低，更换次数越少，综合考虑拦截率、生产成本及更换次数，将超滤膜处理单元的膜径限定为30-50nm。

本发明的第二方面，提供一种PVC离心母液废水处理方法，采用上述的处理设备，包括如下步骤：

S1，将废水收集箱中的废水通入热交换器，降低废水温度；

S2，将热交换处理后的废水中加入强碱，调节pH为6.5-8；

S3，将调节pH后的废水中加入氧化剂，受紫外和超声作用，进行氧化反应过程；

S4，将氧化处理后的废水中加入絮凝剂，进行絮凝沉降过程；

S5，将絮凝沉降后的废水进行离心过程，获得悬浮物和第一清水；

S6，将第一清水进行超滤处理，获得第二清水；

S7，将第二清水进行反渗透处理，获得第三清水。

其中，所述S2中的强碱为30%质量分数的氢氧化钠溶液，所述S3中的氧化剂为芬顿试剂，所述S4中的絮凝剂为PAC或PAM。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：

1)减少了双氧水、硫酸亚铁的药剂量，降低了运行成本。

2）废水处理前的各项指标为

项目	结果
		COD/(mg/L)	250-500
悬浮物/(mg/L)	100
		电导率（us/cm）	40-160

废水处理后的各项指标为

项目	结果
		COD/(mg/L)	2-4
悬浮物/(mg/L)	0
		电导率（us/cm）	3-10

3）处理后的废水可以回收再利用，减少了工业用水量及污水的排放量。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：

图1为本发明PVC离心母液废水处理设备的结构示意图。

其中：废水收集箱1，热交换器2，均衡缓冲罐3，第一反应罐4，第二反应罐5，第三反应罐6，AOP处理单元7，絮凝搅拌装置8，离心沉淀池9，超滤膜处理单元10和反渗透处理单元11。

具体实施方式

如图1，PVC离心母液废水处理设备包括废水收集箱1，热交换器2，均衡缓冲罐3，第一反应罐4，第二反应罐5，第三反应罐6，絮凝搅拌装置8，离心沉淀池9，AOP处理单元7，超滤膜处理单元10和反渗透处理单元11。

废水收集箱1收集到的PVC离心母液废水中COD为250-500 mg/L，悬浮物为100 mg/L，电导率为40-160 us/cm。

将PVC离心母液废水由输送管送至热交换器2，热交换器2的换热面积为11m²，将PVC离心母液废水由55-75℃降低至25-30℃。通过热交换把部分热量回收用于再利用。

热交换处理后的废水进入均衡缓冲罐3（上海江柘，型号为ZJT-1000的水箱），向均衡缓冲罐3中加入质量分数为30%的NaOH溶液，调节废水的pH为6.5-8。

通过水泵将均衡缓冲罐3中的废水分别送至3个并列设置的间歇式反应罐中，3个间歇式反应罐分别为第一反应罐4、第二反应罐5和第三反应罐6，每个反应罐中的进水由水表和水流控制阀控制，第一反应罐4、第二反应罐5和第三反应罐6内分别设置有第一循环水泵、第二循环水泵和第三循环水泵。

打开设置于第一反应罐4上的第一水流控制阀，位于均衡缓冲罐3中的废水经水泵进入第一反应罐中4，当达到预定量时，关闭第一水流控制阀，同时控制位于第二反应罐5上的第二水流控制阀开启。打开第一循环水泵，位于第一反应罐4中的废水进行循环流动，向第一反应罐4中投加双氧水和硫酸亚铁，双氧水的投加量为0.001mg/L，硫酸亚铁的投加量为0.005mg/L。

打开第一反应罐4的出口，开启AOP处理单元7，位于第一反应罐4中的废水进入AOP处理单元7中。本发明的AOP处理单元7包括罐体，位于罐体一侧设置有进水口，罐体另一侧设置有出水口，罐体内设置有紫外灯和超声发生设备。其中，紫外灯的直径为26mm，功率为40W，灯管长度为1200mm，中心波长为365nm，超声波发生器工作频率28KHz/40KHz/60KHz/68KHz/135KHz±5%，定时时间控制范围为0-90 分,发生器功率控制范围为0-100%。在紫外灯和超声发生设备的作用下，过氧化氢在二价铁离子的存在下，生成具有强氧化能力和高电负性的羟基自由基，羟基自由基可以氧化降解废水中的有机污染物，使其转化为小分子物质，AOP处理单元7与芬顿反应的结合，加快了有机污染物被氧化的速率。

本发明采用紫外与超声相配合的方式，第一反应罐4中的废水流入AOP处理单元7经过紫外激发、氧化，将废水中的有机污染物转化为小分子物质，重新流入第一反应罐4中。

第二反应罐5、第三反应罐6的废水处理过程与第一反应罐4相同。

第一反应罐4、第二反应罐5和第三反应罐6并列设置，提高了处理效率，减少了AOP处理单元7的闲置时间。

第一反应罐4、第二反应罐5、第三反应罐6中的废水经过AOP处理单元7处理后依次被抽送至絮凝搅拌装置8。所述絮凝搅拌装置8包括反应室和位于反应室内的搅拌器，将第一反应罐4/第二反应罐5/第三反应罐6中的废水通入反应室，向反应室内加入絮凝剂，常用的絮凝剂为PAC或PAM，PAC的用量为15g/t，PAM的用量为2g/t。

絮凝搅拌装置8中的废水送入离心沉淀池9，本发明对离心沉淀池9的具体配置并无特别的限定，可以采用常规的离心沉淀池9，实现悬浮物与第一清水的分离。絮凝搅拌装置8得到的第一清水进入超滤膜处理单元10，经过超滤膜处理单元10处理后获得第二清水。

本发明对超滤膜处理单元10的具体配置并无特别的限定，可以采用膜径在30-50的超滤膜。

超滤膜处理单元10处理后的第二清水进入反渗透处理单元11，得到第三清水。本发明对反渗透处理单元11的具体配置并无特别的限定，可以采用常规的反渗透膜。反渗透处理单元11处理后的第三清水中COD为2-4mg/L，悬浮物为0，电导率3-10us/cm，达到工业用水标准，可以循环使用。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，包括废水收集箱（1），热交换器（2），均衡缓冲罐（3），第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6），AOP处理单元（7），絮凝搅拌装置（8），离心沉淀池（9），超滤膜处理单元（10）和反渗透处理单元（11），

所述废水收集箱（1）的出水口连接热交换器（2）的进水口，用于降低废水温度；

所述热交换器（2）的出水口连接均衡缓冲罐（3）的进水口，用于将热交换器（2）处理所得的废水与碱反应，调节废水的pH值；

所述均衡缓冲罐（3）的出水口分别连接第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）的第一进水口，所述第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）的第一出水口分别连接AOP处理单元（7）的进水口，所述AOP处理单元（7）的出水口分别连接第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）的第二进水口，用于将均衡缓冲罐（3）处理后的废水进行氧化处理，并将氧化处理后的废水重新回流至第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）中；

所述第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）的第二出水口分别连接絮凝搅拌装置（8）的进水口，用于将第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）处理后的废水进行絮凝沉降处理；

所述絮凝搅拌装置（8）的出水口连接离心沉淀池（9）的进水口，用于将絮凝搅拌装置（8）处理后的废水进行离心处理，获得悬浮物和第一清水；

所述离心沉淀池（9）的出水口连接超滤膜处理单元（10）的进水口，用于将第一清水进行超滤处理，获得第二清水；

所述超滤膜处理单元（10）的出水口连接反渗透处理单元（11）的进水口，用于将第二清水进行反渗透处理，获得第三清水。

2.如权利要求1所述的PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，所述废水收集箱（1）中废水温度为55-75℃。

3.如权利要求1所述的PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，所述第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）上分别设置有第一水流控制阀，第二水流控制阀，第三水流控制阀。

4.如权利要求1所述的PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，所述第一反应罐（4），第二反应罐（5），第三反应罐（6）内分别设置有第一循环水泵、第二循环水泵和第三循环水泵。

5.如权利要求1所述的PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，所述AOP处理单元（7）包括罐体，位于罐体一侧设置有进水口，罐体另一侧设置有出水口，所述罐体内设置有紫外灯和超声发生设备。

6.如权利要求1所述的PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，所述絮凝搅拌装置（8）包括反应室和位于反应室内的搅拌器。

7.如权利要求1所述的PVC离心母液废水处理设备，其特征在于，所述超滤膜处理单元（10）中超滤膜的膜径为30-50nm。

8.一种PVC离心母液废水处理方法，采用权利要求1-7任一项所述的处理设备，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将废水收集箱（1）中的废水通入热交换器（2），降低废水温度；

S2，将热交换处理后的废水中加入强碱，调节pH为6.5-8；

S6，将第一清水进行超滤处理，获得第二清水；

S7，将第二清水进行反渗透处理，获得第三清水。

9.如权利要求8所述的PVC离心母液废水处理方法，其特征在于，所述S2中的强碱为30%质量份数的氢氧化钠溶液，所述S3中的氧化剂为芬顿试剂，所述S4中的絮凝剂为PAC或PAM。