含膠乳污水處理方法的研究

第18卷第8期精細與專(zhuān)用化學(xué)晶Aug. 20102010年8月Fine and Specialty Chemicals39 ●含膠乳污水處理方法的研究徐東梅'，戴海林'，彭少輝'，張衛明'，張義勇'(1.中原油田分公司天然氣處理廠(chǎng)，河南濮陽(yáng)457162;2.中石油管道公司北京輸油氣分公司，北京102400)摘要;介紹了羧基丁苯膠乳生產(chǎn)過(guò)程中的廢水情況和污水處理方法，對污水進(jìn)行實(shí)驗研究，提出了含膠乳污水處理的新方法。通過(guò)實(shí)驗研究，確定處理膠乳污水的最佳方案為: n (CaCl) 'n (CaO)為20 1, PAM加量為1.0mg/L,經(jīng)過(guò)混凝處理后水質(zhì)pH≈9，COD: 330mg/L， BOD: 78mg/L, 石油類(lèi): 3. 50mg/L, SS: 72mg/L, 氟離子: 785mg/L.達到GB8978- -96 污水排放三級標準要求，也符合進(jìn)污水處理場(chǎng)要求。關(guān)鍵詞:羧基丁苯膠乳;膠乳溶液;污水處理:混凝法Research on the treatment method of sewage containing latexXU Dong mei', DAI Hai-lin' , PENG Shao-huil，ZHANG Wei-ming' , ZHANG Yi-yong°(1. The Natural Gas Processing Plant, Zhongyuan Oilfield Company, Puyang 457162, China;2. Beiing Oil (gas) Transportation Company, China Petroleum Pipeline Company, Beijing 102400, China)Abstract: The waste water and sewage treatment of the carboxyl styrene butadiene latex production processwere introduced. The waste water was tested, and then the new latex sewage treatment method was brought for-ward. Through the experimental study, the best solution of latex waste water is determined as follow :n(CaCl) :n(Ca0)=2: 1, PAM:1. 0mg/L, after coagulation treated water pH= 9, COD: 330mg/L,BOD: 78mg/L, pe-troleum: 3. 50mg/L, SS: 72mg/L, Cr : 785mg/L, up to integrated waste water discharge standard GB8978-96, but also in line with requirements into the sewage treatment plant.Key words: carboxyl styrene butadiene latex; latex solution; sewage treatment; coagulation合成膠乳廣泛應用于造紙、地毯、印染、輪理。本文介紹羧基丁苯膠乳生產(chǎn)過(guò)程中的污水情況胎、制革、固井、建筑和黏合劑等行業(yè)，但膠乳制和污水處理方法。通過(guò)對污水進(jìn)行試驗研究，提出品在生產(chǎn)過(guò)程中要產(chǎn)生污水，內含雜質(zhì)主要為懸浮了膠乳污水處理新方法，并確定處理膠乳污水的最物、膠體物和溶解物3種，必須予以治理才能達到佳方案。國家規定的排放標準[.0。中原油田天然氣處理廠(chǎng)丁苯膠乳生產(chǎn)裝置于1污水情況2005年1月18日正式建成投產(chǎn)，主要生產(chǎn)造紙用1.1正常生產(chǎn) 下的污水羧基丁苯膠乳，生產(chǎn)能力為6000t/a。 羧基丁苯膠正常生產(chǎn)時(shí)從脫氣釜回收苯乙烯后排放少量含乳是丁苯膠乳系列產(chǎn)品之一，它以丁二烯、苯乙苯乙烯廢水，這部分廢水量小，苯乙烯含量低，屬烯、羧酸等為原料，采用高溫、低皂乳液聚合工于可生化廢水，可直接排往污水處理場(chǎng)。藝，經(jīng)自由基多元共聚而成，產(chǎn)品外觀(guān)呈乳白色或.1.2 沖洗污水微藍色。正常生產(chǎn)時(shí)從脫氣釜排出少量含苯乙烯污周期性清洗聚合釜等設備、設備檢修、過(guò)膠過(guò)水，周期性設備清洗、設備檢修、膠乳裝桶和清洗程、膠乳裝桶和清洗時(shí)產(chǎn)生的污水，膠乳含量約時(shí)也產(chǎn)生污水，這些污水中污染物濃度大，不易被1%,中國煤化工E排放。生物降解，必須對膠乳生產(chǎn)中排放的污水進(jìn)行處1.3MYHCNMHG收稿日期: 2010-03- 31作者簡(jiǎn)介:徐東梅(1981-), 女工程師，主要從事化工研發(fā)和生產(chǎn)?！?0●精細與專(zhuān)用化學(xué)品第18卷第8期由于裝置使用的高壓電線(xiàn)屬單回路，一旦遇到1.4膠乳污水水 質(zhì)監測雷雨或其他因素停電，反應初期的產(chǎn)品就會(huì )報廢，上述污水總量可達2萬(wàn)m'/a,外觀(guān)呈均一穩報廢的產(chǎn)品直接排放形成污水。定的乳濁液，含膠乳污水水質(zhì)檢測數值見(jiàn)表1.表1含膠乳污水水質(zhì)檢測及 與國家標準對比表mg/L序258化學(xué)需氧生化需氧懸浮物項目pH值石油類(lèi)揮發(fā)酚硫化物氨氮Ct量(COD)量(BOD)(SS)污水水質(zhì)檢測8. 69149001666. 5387未檢出2.80 125污水處理場(chǎng)進(jìn)水要求6~9≤800≤300≤500≤150≤30≤40≤80≤800GB8978-96《污水綜合6~9≤400≤2.0≤2. 0排放標準>三級標準[]由上表可以看出，膠乳裝置污水中COD值高不需增加任何化學(xué)試劑,但一次性投資大;混凝法工達14900mg/L,達不到能直接排放的GB8978--96藝簡(jiǎn)單,去除效果好,處理費用低,但需增加加藥設《污水綜合排放標準》三級排放標準及附近污水處理備。鑒于膠乳廠(chǎng)沖洗污水及事故狀態(tài)污水污染物多場(chǎng)進(jìn)水要求,必須對含膠乳污水進(jìn)行處理。而復雜,又是間斷排放,故選用混凝法處理污水。2處理方法的選擇3實(shí)驗部分目前使用的污水處理方法主要有物理法、生物.3.1試劑及儀器法和化學(xué)法明。無(wú)水氯化鈣,分析純,鎮江市化劑廠(chǎng);硫酸鐵2.1物理法(M )銨,分析純,天津市耀華化工廠(chǎng);氫氧化鈉,分析物理法[0是利用物理作用分離污水中主要呈懸純,天津市博迪化工有限公司;氯化鈉,分析純,北京浮狀態(tài)的污染物質(zhì),處理技術(shù)有沉淀(重力分離).篩北化精細化學(xué)有限責任公司;0.05mol/LAgNO3.濾(截留)、氣浮、反滲透。由于此膠乳污水中膠體微5%鉻酸鉀,實(shí)驗室自配;0.1%聚丙烯酰胺(PAM)、粒較小(0.1~ 1mm),帶電,為保持電中性,膠體微石灰乳,中原油田采油五廠(chǎng)提供。粒需在其周?chē)疆愋噪x子形成穩定的雙電層結DCG-C型多功能磁力攪拌器,鞏義市予華儀器構,難以借助重力的作用而沉降。廠(chǎng);GRX-9073BS電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,無(wú)錫蘇嘉試2.2 生物法驗設備廠(chǎng);PHS-ZC型精密酸度計,上海雷磁儀器生物法[5]是利用微生物新陳代謝功能，使污水廠(chǎng)。中的有機污染物降解為無(wú)害物質(zhì),使污水凈化,處理3.2實(shí)驗方法工藝有活性污泥法和生物膜法。由于生物法占地面污水試樣取自膠乳污水蓄水池,外觀(guān)呈白色均積大場(chǎng)地有限，故不適用。-乳狀液。實(shí)驗采用燒杯試驗方法,取適量含膠乳2.3化學(xué)法.污水,為增加混凝效果,調節pH值加人混凝劑進(jìn)化學(xué)法[(.s]就是利用化學(xué)反應來(lái)分離和回收污行攪拌,污水試樣中有混凝、絮凝類(lèi)物析出時(shí),加入水中的污染物,或轉化為無(wú)害的物質(zhì)。處理技術(shù)有絮凝劑PAM,稍加攪拌,絮凝物即與水分離并沉淀混凝法、中和法.氧化還原法、電解法、吸附法、電滲于燒杯底部,過(guò)濾,對濾液進(jìn)行各項指標的分析,濾析法.汽提法、吹脫法、萃取法等。餅烘干、焚燒。2.4處理方 法的選擇實(shí)驗采用單因素法篩選最佳處理條件。含膠乳污水處理可以排至廠(chǎng)區蓄水池自然蒸4中國煤化工發(fā),但蓄水池容量有限,不能徹底清除污染源;膠乳污水中含有各種高分子化學(xué)藥劑,不能排至附近污4.1.MYHCNMHG水處理場(chǎng)。已工業(yè)化的含膠乳廢水處理方法有超濾查詢(xún)資料([,.] ,對選用混凝劑:NH,Fe(SO\)z●法和混凝法[間] ,超濾過(guò)程[”是動(dòng)態(tài)過(guò)濾，操作簡(jiǎn)便,12H2O、NaCl. NaCl和CaCl2混合液、CaCl2、CaO2010年8月徐東梅等:含膠乳污水處理方法的研究●41●進(jìn)行實(shí)驗來(lái)確定最佳混凝劑。取適量膠乳污水試1.0mg/LPAM,分別對上述混凝劑的混凝效果進(jìn).樣,用NaOH溶液調節pH值在9~10,混凝后加入行驗證,實(shí)驗結果見(jiàn)表2.表2混凝劑的篩選實(shí)驗序號混凝劑現R1 NHFe (SO,)2●12H2O出現絮凝沉淀， 但上部液體有淺紅色NaCl無(wú)效果3 NaCl和CaCl, 混合液有絮凝產(chǎn)生，用濾紙過(guò)濾無(wú)濾渣CaC2污水分層，上部為清液，隨著(zhù)靜置時(shí)間延長(cháng)，清液漸多，濾紙過(guò)濾形成白色膏狀濾餅5 CaO污水分層，加量很大時(shí)，上部為清液，處理后pH值偏高，不符合國標要求，需酸堿中和通過(guò)上述實(shí)驗可以看出，CaCl2 的混凝效果較量的繼續增加，混凝效果增加不明顯。這是由于在好，選用CaCl2作為含膠乳污水處理混凝劑。pH值一定情況下，起混凝作用的主要是Ca2+與4.2最佳pH值的確定OH形成的氫氧化鈣沉淀，隨著(zhù)混凝劑加人量的增按《中華人民共和國國家標準污水綜合排放標加，混凝效果越來(lái)越明顯，當加入的Ca2+與OH準GB8978- -1996》中污水排放pH值為6~9，優(yōu)完全反應后，繼續增加CaClz,沒(méi)有Ca(OH)2生選最佳pH值，結果如表3所示。成，因此混凝效果增加不明顯。4.4絮凝劑用量的確定表3 pH值的篩選實(shí)驗取適量污水試樣，調節pH值為8.5, CaCl2加.序號混凝劑pH值象量1.0g/L,改變PAM加入量，實(shí)驗結果見(jiàn)表5。CaCl27.5基本無(wú)絮凝物形成表5絮凝劑加量的確定mg/I2 CaCl2 8.0 形成絮凝物的時(shí)間長(cháng),量少,沉淀絮凝劑不完全(PAM)加量3 CaCl 8.5 形成絮凝物,加人PAM后較快1 不加絮凝劑 有絮狀物生成，但沉淀較難，也會(huì )地形成沉淀分層，清液較少，絮凝物和水分CaCl2 9.0 狀態(tài) 如試樣3,無(wú)明顯變化CaCl2 11.0 狀態(tài)如試樣3,無(wú)明顯變化,溶液離的不夠充分pH值超標20.4絮凝物迅速抱團，呈大塊蛋花狀，形成沉淀層通過(guò)上表可以看出，pH值為8.5時(shí)混凝效果30.8現象如第二個(gè)試樣，形成沉淀層的沉積時(shí)間與第二試樣相同最佳，處理后的污水pH值符合GB8978- -96污水41.0絮凝物立即抱團形成大絮塊沉淀,排放及進(jìn)污水處理場(chǎng)pH值要求。有沉淀層4.3范區混凝劑用量 的確定51.2絮凝物立即抱團形成大絮塊沉淀，取適量污水試樣，調節pH值為8.5，加入1.0mg/L PAM,改變CaCl2加量，實(shí)驗結果見(jiàn)表4.表4混凝劑加量的確定g/L從表5可以看出，只加混凝劑CaCl2,不加絮凝劑PAM時(shí)，有絮狀物生成，但沉淀較難;溶液現象加量也會(huì )分層，但清液較少;絮凝物和水的分離效果不0.8上 部液相混濁，不夠清澈1.0. 上 部液相較清澈，但能明顯看出有很多佳，很難進(jìn)行下一步濾液濾渣的分離。隨著(zhù)PAM加入量的增加，形成的清液越多，分層效果越好，小的懸浮物1.2上部 液相懸浮物較少依據上述實(shí)驗結果中國煤化工1.4較第3個(gè)試樣， 無(wú)明顯變化確定MH量為1. 0mg/L,混凝劑C N M H G水處理效果較好。從表4可以看出，CaCl2加入量從0.8g/L增取效果較好的污水處理試樣進(jìn)行檢測，結果見(jiàn)加到1.2g/L時(shí)，混凝效果逐漸增強，但隨著(zhù)加入表6。， 42精細與專(zhuān)用化學(xué)品第18卷第8期表6混凝處理后污水水質(zhì)檢測數據表mg/L序號1457化學(xué)需氧生化需氧項目pH值量(COD)量(BOD)石油類(lèi)懸浮物(SS) 揮發(fā)酚硫化物氨氮Cr處理后污水水質(zhì)檢測7. 7539490. 13.63150未檢出0. 142962從表6可以看出，經(jīng)過(guò)CaCl,和PAM混凝處4.5石灰乳與氯化鈣的復 配理后，污水水質(zhì)指標達到了GB8978-96污水排放由以上實(shí)驗可知，氯化鈣作為混凝劑處理后的三級標準要求，僅CI濃度2962mg/L大于污水處污水氯離子量大大超過(guò)進(jìn)污水處理場(chǎng)指標，為使污理場(chǎng)進(jìn)水要求(≤800mg/L)， 處理過(guò)程中CaCl2水達標，采用氯化鈣與石灰乳復配作為聯(lián)合混凝劑來(lái)處理污水。帶來(lái)了CI，為了減少CI的含量，仍需對混凝劑進(jìn)保持有效Ca2+總量不變的條件下，改變石灰行優(yōu)化實(shí)驗研究。乳和氯化鈣加量的比例，實(shí)驗效果見(jiàn)表7。喪7氯化鈣與石灰乳復配使用的確定及現象n(CaCl2) ; n(CaO)CaCl2加量/g石灰乳加量/g現象備注低鈣離子含量對比0. 06(即0. 00054mol鈣0. 106(即0. 00016mol沒(méi)有混凝效果,不能鈣離子添加量不足實(shí)驗離子)鈣離子)實(shí)現污水凈化21110. 077(即0.009mo00. 502(即0. 00745mol出現明 顯效果,加入pH 值超標1.0mg/L PAM后混凝物抱團長(cháng)大,測pH=1232:10. 079(即0. 00071mol 0. 216(即0. 00032mol出現明顯效果,加入pH 值為9,氯離子1. 0mg/L PAM后濃度 = 785mg/L, .混凝物抱團長(cháng)大,測符合 進(jìn)污水處理pH=9.0場(chǎng)指標要求由表7數據分析可知，當石灰乳加量較少時(shí)，外觀(guān)清澈，指標符合要求。石灰乳與氯化鈣的復配不足以破壞膠乳污水的均一性，CaCl2 也不能在- -定使用在污水處理中具有較好的凈水效果，可有效減的堿度下對污水發(fā)揮作用;但石灰乳加量過(guò)大時(shí)，小藥劑費用，簡(jiǎn)便操作，為國內膠乳污水處理方案又使得處理后的污水pH值超標，達到12,最終確定提供了參考，并提出了含膠乳污水處理的新方法。n(CaCl2) : m(CaO)最佳復配比為2: 1.參考文獻石灰乳與氯化鈣復配,其中石灰乳提供堿性環(huán)境,氯化鈣提供了無(wú)機鹽離子破乳作用,相互匹配,[1] 谷和平,趙黛青，李明海，等.膜超謔法處理合成膠乳廢水[J].南京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 1998, 20(3)36-39.處理前后均不用調節pH值,使處理后污水pH=9,[2]中華人民共和國國家標準污水綜合排放標準GB8978-96 [S].COD:330mg/L, BOD:78mg/L,石油類(lèi):3. 50mg/L,國家環(huán)保局，1996-10-4批準1998-1-1實(shí)施.Ss:72mg/L,CI :785 mg/L,各項指標符合進(jìn)石油[3] 于鳳文,嫩登祥,計建炳.生物柴油處理硝基苯廢水的研究[J].精細與轉用化學(xué)品，2010,18(4):21-23.化工總廠(chǎng)污水處理場(chǎng)指標要求。[4]黃凡.乳膠制晶生產(chǎn)過(guò)程的污水治理初探[].中山大學(xué)學(xué)報5結論-11.0中國煤化工工業(yè)出版.19.2經(jīng)過(guò)以上實(shí)驗研究，最后確定處理膠乳污水的6];HCN M H G蘭化科技，1991, 9(1);61-65.最佳方案為:n(CaCl2):n(CaO)為2:1,[7]彭日亮，陳澤萍。超魄技術(shù)在生活污水處理回用系統中的應PAM加量1.0mg/L,處理后的污水經(jīng)過(guò)濾后濾液用[].華北電力技術(shù), 2005(8):24-26, 54.