申请日2009.10.21
公开(公告)日2010.04.14
IPC分类号C02F9/04; C02F1/72; C02F1/66
摘要
本发明提供一种BIPB废水预处理方法，将“酸分解”和“Fenton试剂氧化”工艺组合起来处理BIPB废水(尤其是BIPB还原废水)，取得良好的效果，使COD大幅度下降，可生化性大幅提高。经过预处理(一级处理)的BIPB还原废水经中和后可直接进入二级生化处理。本发明的方法经济实用，适合于工业化规模的废水处理。
翻译权利要求书
1.BIPB废水预处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将废水初步沉降、撇油、过滤;
(2)酸分解：将沉降、撇油、过滤后的废水调节pH值呈微酸性，加入占废水重量1-2%的浓酸，搅拌均匀后静置，除去生成的气体、沉淀和油层;
(3)Fenton试剂氧化：在经酸分解的废水中，加入Fenton试剂进行处理，其中H2O2的重量比为废水的0.3-0.6%，FeSO4的重量比为H2O2的4-6%。
2.如权利要求1所述的预处理方法，其中所述酸分解在95～100℃、强酸性的条件下进行。
3.如权利要求1所述的预处理方法，其中所述酸分解采用选自硫酸、盐酸和硝酸的浓酸。
4.如权利要求2或3所述的预处理方法，其中生成的气体、沉淀和油层分别采用吸收、过滤和定期撇除的方法去除。
5.如权利要求4所述的预处理方法，其中所述气体采用碱液吸收。
6.如权利要求5所述的预处理方法，其中所述碱液吸收采用NaOH溶液。
7.如权利要求5或6所述的预处理方法，其中所述碱液吸收在pH≤10时更换碱液。
8.如权利要求1所述的预处理方法，其中所述Fenton试剂氧化在30-50℃温度下进行。
9.如权利要求8所述的预处理方法，其中所述Fenton试剂氧化在40-50℃温度下进行。
说明书
一种废水预处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及BIPB废水的预处理。
背景技术
二-(叔丁过氧异丙基)苯(简称BIPB)，广泛用作塑料交联剂、橡胶中的硫化剂。BIPB最大的特点是在交联过程中不产生臭味，因而有“无味DCP”之称。BIPB目前在国内外市场畅销，而且具有良好的经济效益，经过不断的技术改造，中石化高桥分公司的BIPB产量可达到400吨/年。然而，生产一吨BIPB却要产生相当量的工艺废水。
随着社会的发展，人们的环境保护意识越来越强，国家及上海市对环境保护要求越来越高，对废水排放控制也越来越严，特别是上海申博成功以后，对环境污染控制是非常严格的。随着BIPB中试工艺的日渐成熟，废水污染的环保矛盾日渐突出。
国外知名BIPB生产商称他们的BIPB废水是交给专业机构处理的，而其它相对简单的废水由他们用活性污泥法自己处理，从这一点说明BIPB的废水处理还是很有难度的。BIPB废水中最难处理的是BIPB还原废水。目前从国内外专利文献中均未见与BIPB相关的废水处理的报道。
BIPB还原废水属于高盐含量废水，其中Na2S、Na2S2O3等无机盐的含量较高，浓度分别达到16.8g/L和56.1g/L，且硫离子的含量远远高于生化细菌能承受的程度。BIPB还原废水中的有机物主要是二-(2-羟基-丙基)苯(简称DC)及氧化还原过程中产生的酸性副产物，这些酸性副产物以钠盐的形式存在于还原废水中，DC在水中溶解度约为1.5%，从COD角度看DC含量略高于酸性副产物。BIPB还原废水COD在70000mg/L左右，用一般的萃取、蒸馏等物理化学方法处理BIPB还原废水的效果很有限，COD去除不到一半。由于BIPB还原废水中含有大量对细菌有毒物质，不可能进行生化处理。
为了使BIPB废水(尤其是BIPB还原废水)达到可进行生化处理的要求，必须先将其进行预处理。
因此，本发明的目的是提供一种BIPB废水的预处理方法。
发明内容
本发明提供的BIPB废水预处理方法包括以下步骤：
(1)将废水初步沉降、撇油、过滤;
(2)酸分解：将沉降、撇油、过滤后的废水调节pH值呈微酸性，加入占废水重量1-2%的浓酸，搅拌均匀后静置，除去生成的气体、沉淀和油层;
(3)Fenton试剂氧化：在经酸分解的废水中，加入Fenton试剂进行处理，其中H2O2的重量比为废水的0.3-0.6%，FeSO4的重量比为H2O2的4-6%。
本发明采用“酸分解-Fenton”组合工艺处理BIPB废水。
第一步，先将废水进行初步沉降、撇油和过滤。这一步通过物理分离的方式除去了废水中相当一部分杂质，节约了以下两步化学处理所需化学试剂的用量。
第二步是酸分解工艺，使废水中的含硫无机盐如式(1)(2)所示发生分解反应，放出气体SO2及产生S沉淀，使有机物或其钠盐如式(3)所示脱水形成烯烃产生油层，烯烃在酸性条件下可发生聚合形成固体。
S2-+2H+→H2S↑ (2)
酸分解以在95～100℃、强酸性的条件下进行为佳。
酸分解可采用选自硫酸、盐酸和硝酸的浓酸，其用量与废水的重量比为1%-2%。
酸分解产生的气体、沉淀及油层，可分别采用吸收、过滤和定期撇除的方法去除。
上面所述的吸收是指利用混合气体中各组分在吸收剂中不同溶解度(或化学反应)的特性，使混合气体中欲分离的组分溶于吸收剂中或与吸收剂反应，而达到与其它组分分离的目的。本工序产生的气体主要含硫化氢和二氧化硫气体，可采用碱液吸收的方法，例如，如下式(4)、式(5)所示，混合气体中的硫化氢、二氧化硫与碱(如氢氧化钠)发生化学反应而被吸收，吸收所得的碱液可回收利用。
H2S+2NaOH→Na2S+2H2O (4)
SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O (5)
硫化氢气体等在碱液(如氢氧化钠溶液)中吸收后，碱液的pH值降低，当降低到pH≤10时更换碱液可使吸收效率提高，保证硫化氢气体等的排放量达标。
废水经过酸分解工艺除去了大部分杂质，再进行下一步Fenton试剂处理，可节约Fenton试剂。酸分解后废水的pH在2-4，正适合Fenton试剂氧化工艺的需要。
第三步是Fenton试剂氧化工艺。
Fenton试剂由过氧化氢和硫酸亚铁组成，在酸性条件下，过氧化氢在亚铁离子的催化下分解产生活性·OH自由基，·OH自由基活性很高，能迅速和废水中的有机物及其还原产物反应。同时Fenton试剂产生的铁离子具有凝聚、吸附性能，可除去水中部分悬浮物和杂质。
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH
·OH+Fe2+→OH-+Fe3+
Fenton试剂中H2O2与FeSO4的用量分别控制在：H2O2与废水的重量比为0.3-0.6∶100，FeSO4与H2O2的重量比为4-6∶100。
Fenton试剂氧化处理可在30-50℃温度下进行，以40-50℃为佳。
Fenton试剂的氧化处理可提高废水的可生化性，同时去除部分COD，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。
BIPB还原废水预处理的具体工艺流程
(1)初步沉降、撇油和过滤：
将来自还原工序的还原废水在还原废水槽(V1)中沉降撇油后，通过还原废水输送泵(P1)经还原废水过滤器(S1)过滤。
(2)酸分解：
将过滤后的还原废水送入还原废水处理釜(R1);在搅拌状态下向还原废水处理釜滴加入浓酸，调节还原废水pH值至5～7，再次滴加入定量的浓酸(加入量约为还原废水的1-2%)，由夹套蒸汽进口调节阀进行升温，控制酸分解反应温度在95～100℃，反应产生的含硫化氢混合气体在硫化氢吸收塔(T)内用碱液吸收，气体从吸收塔中部引入，碱液从吸收塔上部进入，底部出料作循环，汽液两相在塔中逆流接触，吸收后的尾气由引风机高空排放。反应约4小时后结束，由夹套江水冷却降温至40℃以下出料，通过废水输送泵(P2)经过废水过滤器(S2)滤去废水中的硫磺等固体后送入还原废水中间槽(V2)，静置并定期撇油。
(3)Fenton氧化：
将还原废水中间槽(V2)的废水，通过废水输送泵(P3)送入Fenton氧化釜(R2);在搅拌状态下依次由FeSO4及H2O2溶液计量槽(V3)向Fenton氧化釜(R2)加入配制好的FeSO4及H2O2溶液，由夹套蒸汽进口调节阀进行升温或夹套江水冷却，控制Fenton试剂反应温度约30-50℃，反应约4小时后结束，经过Fenton氧化的废水放入废水集水槽(V3)。
如上所述，完成了BIPB还原废水的预处理(一级处理)。废水集水槽(V3)中的废水经中和后，可由废水输送泵(P4)经二级废水过滤器(S3)送二级生化处理装置作生化处理。
本发明将“酸分解”和“Fenton试剂氧化”工艺组合起来处理BIPB废水(尤其是BIPB还原废水)，取得良好的效果，COD大幅度下降，可生化性大幅提高。经过预处理(一级处理)的BIPB还原废水经中和后可直接进入二级生化处理。本发明的方法经济实用，适合于工业化规模的废水处理。
