专利名称：一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种有机废水处理方法，尤其是一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，属于污水处理技术领域。
背景技术：
水是人类赖以生存和发展的必要条件，随着工业生产的发展，人口数量的增长等因素，水资源的消耗量逐年增加，世界各国由于干旱、水质污染及水资源在时间和地区上分布不均等原因，水资源的供需矛盾正在加剧。而我国是全球人均水资源最贫乏的国家之一，加之我国人口众多且水资源分布严重不均，全国已有1/3的大中城市和部分地区出现水荒，同时，生产、生活废水的肆意排放使有限的淡水资源水质恶化越加严重，水资源危机正笼罩着我国。随着世界各国工业的迅猛发展，废水的种类和排放量日益增多，成分更加复杂，废水中往往含有大量难以生物降解的有机物。水污染现象成为一个全球性问题，是制约全球社会和经济发展的瓶颈。同时有关“三废”的排放标准和法规要求更加严格。因此需要开发可靠性好、处理效率高的净化处理方法。聚乙烯(PE)是当前应用最广、用量最大的塑料之一。但聚乙烯具有的非极性和惰性的特性使其与极性聚合物、无机填料以及金属等的相容性、粘结性较差，从而使其应用受到限制。因此，目前对PE材料进行官能化改性，在分子链上引入极性或功能性侧链成为扩大PE材料应用的有效途径之一。PE大分子通过接枝改性之后，反应功能和极性增强，与其它极性物质表现出良 好的相容性。接枝上去的极性基团(如MAH)成为聚烯烃与极性物质的连接桥梁，在PE合金和共混物、复合材料、粘合剂以及涂料领域发挥了很大的作用。因此大量应用于复合材料、粘合剂和涂料等领域。采用悬浮接枝法对PE进行改性是一种简单有效的PE功能改进方法。因此近年来受到越来越多学者的关注，在工程上的应用也越来越广。但是低密度聚乙烯悬浮接枝马来酸酐(LDPE-g-MAH)生产过程中会产生大量的有机废水，一般每生产I吨产品约产生7吨以上废水，这类废水含有少量的表面活性剂、分散剂及大量的MAH，具有COD值高，可生化性差等特点。若此类废水直接排放，将会对周边的生活、环境造成严重的污染。Fenton试剂能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物，将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为CO2和H2O等无机物。但是单一使用Fenton氧化法成本较高，难以完全彻底地分解有机物。本课题组李倩已于2012年I月在南京工业大学学报(自然科学版)发表了名为“Fenton试剂氧化法预处理LDPE-g-MAH工艺废水”的文章，该文讨论了用Fenton试剂氧化法预处理低密度聚乙烯悬浮接枝马来酸酐废水的各种影响因素的最佳条件，但该处理后废水仍未达到GB8978-1996《污水综合排放标准》。经检索发现，低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法罕有报道，将低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水处理达到可排放标准的方法还未曾报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法。本发明解决其技术问题的技术方案如下一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，包括以下步骤 第一步、调节低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的pH值至酸性，投入H2O2和FeSO4 · 7H20进行Fenton氧化，反应结束后调节pH值至碱性；第二步、将经第一步处理的废水置于电解槽中，调节pH值至2 10，向废水中加入电解质硫酸钠，进行电解反应；第三步、将经第二步处理的废水置于SBR反应装置内进行反应，经反复曝气、沉淀后排放，即完成处理。本发明进一步完善的技术方案如下1、第一步中，所述H2O2的投加方式为分次投加。2、第三步中，所述曝气为非限制性曝气。3、所述第一步具体过程为取体积为V的低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水，调节废水的PH值为2. O 6. 0，持续搅拌，同时向废水中分次投加30% H2O2,再按摩尔比n (H2O2) /η (Fe2+) =4:1 20:1向废水中投加FeSO4 ·7Η20，进行Fenton氧化反应，反应时间为10 60分钟；反应结束后，用NaOH溶液调节pH值至8. O 9. O ;其中30% H2O2至少分三次投加，每次投加量为废水体积V的1_2%，投加总量为废水体积V的4-8%，相邻两次投加间隔时间为至少10分钟。4.所述第二步具体过程为将经第一步处理的废水置于电解槽中，调节pH值至2 10 ;向废水中投加电解质硫酸钠至终浓度为3. 75 8. 75g/L，持续搅拌，进行电解反应；所述电解槽的极板间距为22 38mm，槽电压为6 15V，反应时间为20 100分钟。5、所述第三步具体过程为先将经第二步处理的废水pH值调节至6-8，再以3-8L/小时的速率将全部废水泵入SBR反应装置的缺氧区内，闷曝搅拌至少4小时后静置沉淀至少I小时；然后将废水全部放入SBR反应装置的SBR池内，曝气4-12小时，同时使SBR池内溶解氧DO值大于2mg/L ;曝气结束后静置沉淀30 120分钟，排放废水，即完成处理。6、第三步中，SBR反应装置用以容纳缺氧区和SBR池的恒温水浴的水温为25±5°C，SBR反应装置缺氧区、SBR池内的污泥浓度为O. 64 2. 97g/L。经过申请人的反复研究和探索，令人惊奇地发现按照上述顺序使用上述三种方法组合处理低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水，可使其水质达到污水排放标准，为后续工业化生产中大规模废水处理提供基础数据和技术支持，对促进环境保护具有重要的现实意义。此外，本发明的低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法简单可行，处理效果好，具有较好的社会效益与经济效益。
图1为本发明实施例中SBR反应装置的 结构图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。实施例本实施例低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法包括以下步骤I)取体积为V (本实施例中V=200ml)的低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水至容器(如烧杯、反应釜、反应池等)中，调节废水的PH值为2. O 6. O，持续搅拌，同时向废水中分次投加30 % H2O2,再按摩尔比n (H2O2) /n (Fe2+) =4:1 20:1向废水中投加FeSO4 · 7H20,进行Fenton氧化反应，反应时间为10 60分钟；反应结束后，用NaOH溶液调节pH值至8. O 9. O ο其中30% H2O2至少分三次投加，每次投加量为废水体积V的1-2%，投加总量为废水体积V的4-8%，相邻两次投加间隔时间为至少10分钟。具体而言，本实施例分三次投放，每间隔10分钟投放4ml、4ml、2ml,共10ml。2)将经第一步处理的废水置于电解槽中，调节pH值至2 10 ;向废水中投加电解质硫酸钠至终浓度为3. 75 8. 75g/L，持续搅拌，进行电解反应；所述电解槽的极板间距为22 38_，槽电压为6 15V，反应时间为20 100分钟。3)先将经第二步处理的废水pH值调节至6-8，再以3-8L/小时的速率(本实施例为4L/小时)将全部废水泵入SBR反应装置的缺氧区内，闷曝搅拌至少4小时后静置沉淀至少I小时；然后将废水全部放入SBR反应装置的SBR池内，曝气4-12小时，同时使SBR池内溶解氧DO值大于2mg/L ;曝气结束后静置沉淀30 120分钟，通过蠕动泵泵出排放废水，即完成处理。如图1所示，本实施例所用SBR反应装置包括恒温水浴，安置于恒温水浴内的缺氧区和SBR池，SBR池内通有外接空气泵的空气管道，该空气管道具有控制SBR池内溶解氧DO值的转子流量计；缺氧池内通有外接进水装置的废水管道，该废水管道具有蠕动泵；SBR池还具有取样口 I和取样口 2，用以经排水管道与外部出水装置连接，排水管道具有蠕动泵。以上三步每天即可运行一个周期。表I各处理步骤之后废水的COD值和MAH浓度以及COD和MAH的去除率
O MAH浓度COD去除率MAH去除率
处理步骤
(mg/L) (g/L) (%)(%)第一步1800 1900 2. 8 2. 9 89. 03 87. 84一 第二步1000 11001. 2 1. 4 93. 66 94.21^ 第三步 422.28 0 50 96.83 97. 11^经本实施例方法处理后的水质达到了污水排放标准。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，包括以下步骤 第一步、调节低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的PH值至酸性，投入H2O2和FeSO4 · 7H20进行Fenton氧化,反应结束后调节pH值至碱性； 第二步、将经第一步处理的废水置于电解槽中，调节pH值至2 10，向废水中加入电解质硫酸钠，进行电解反应； 第三步、将经第二步处理的废水置于SBR反应装置内进行反应，经反复曝气、沉淀后排放，即完成处理。
2.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，第一步中，所述H2O2的投加方式为分次投加。
3.根据权利要求2所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，第三步中，所述曝气为非限制性曝气。
4.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，所述第一步具体过程为取体积为V的低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水，调节废水的pH值为2.O 6. 0，持续搅拌，同时向废水中分次投加30% H2O2,再按摩尔比n (H2O2) /n (Fe2+) =4:1 20:1向废水中投加FeSO4 · 7H20,进行Fenton氧化反应，反应时间为10 60分钟；反应结束后，用NaOH溶液调节pH值至8. O 9. O ;其中30% H2O2至少分三次投加，每次投加量为废水体积V的1_2%，投加总量为废水体积V的4-8%，相邻两次投加间隔时间为至少10分钟。
5.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，所述第二步具体过程为将经第一步处理的废水置于电解槽中，调节pH值至2 10 ;向废水中投加电解质硫酸钠至终浓度为3. 75 8. 75g/L，持续搅拌，进行电解反应；所述电解槽的极板间距为22 38mm，槽电压为6 15V，反应时间为20 100分钟。
6.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，所述第三步具体过程为先将经第二步处理的废水PH值调节至6-8，再以3-8L/小时的速率将全部废水泵入SBR反应装置的缺氧区内，闷曝搅拌至少4小时后静置沉淀至少I小时；然后将废水全部放入SBR反应装置的SBR池内，曝气4-12小时，同时使SBR池内溶解氧DO值大于2mg/L ;曝气结束后静置沉淀30 120分钟，排放废水，即完成处理。
7.根据权利要求6所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，其特征是，第三步中，SBR反应装置用以容纳缺氧区和SBR池的恒温水浴的水温为25±5°C，SBR反应装置缺氧区、SBR池内的污泥浓度为O. 64 2. 97g/L。
全文摘要
本发明涉及一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的处理方法，包括以下步骤第一步、调节低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的pH值至酸性，投入H2O2和FeSO4·7H2O进行Fenton氧化，反应结束后调节pH值至碱性；第二步、将经第一步处理的废水置于电解槽中，调节pH值至2～10，向废水中加入电解质硫酸钠，进行电解反应；第三步、将经第二步处理的废水置于SBR反应池内进行反应，经反复曝气、沉淀后排放，即完成处理。本发明简单可行，经处理的低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水的水质达到污水排放标准，有利于环境保护。
文档编号C02F103/38GK103043855SQ201210548179
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者张宇峰, 陈进磊, 罗平, 丁竹红, 葛苏苏 申请人:南京工业大学