申请日2015.07.04
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F9/14; C02F1/78; C02F1/52
摘要
本发明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。
权利要求书
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。
2.如权利要求1所述的一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，其特征在于： 絮凝剂与助凝剂的投加方式为干粉投加。
3.如权利要求1所述的一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，其特征在于： 过滤柱的直径不大于5cm，石英砂的高度不低于20cm。
4.如权利要求1所述的一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，其特征在于： 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处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。
5.如权利要求1所述的一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法，其特征在于： 所述的石英砂的粒径为0.5mm～2.0mm。
说明书
一种聚氯乙烯离心母液废水的预处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，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。
发明内容
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，本发明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。
本发明的反应机理如下：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。
本发明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，本发明的成本相对较为低廉。
