专利名称：一种高浓度taic生产废水处理装置及处理方法
技术领域：
本发明属于废水处理领域，确切的说是一种高浓度TAIC生产废水处理装置及处
理方法。
背景技术：
TAIC学名1.3.5-三烯丙基-均三嗪_2.4.6 (1H.3H.5H)-三酮，又名三烯丙基异三聚氰酸酯或三烯丙基异氰尿酸酯。TAIC是一种含芳杂环的多功能烯烃单体，主要用于多种热塑性塑料、离子交换树脂和特种橡胶的改性剂、交联剂和助硫化剂以及光固化涂料、光致抗蚀剂、阻燃剂的中间体，是一种用途极其广泛的精细化工产品。TAIC通常是采用氯丙烯与氰酸盐聚合反应制备，在聚合反应后期采用萃取分离的方法得到TAIC产品，但在工艺运行过程中一部分TAIC产品会进入冲洗水形成高浓度TAIC生产废水。高浓度TAIC生产废水是一种较为难处理的化工废水，TAIC性质稳定，化学结构一般难于破坏，且TAIC具有一定的生物毒性，对水中微生物具有一种的生物抑制作用，且自身可生化性极差，因此给TAIC废水的有效处理带来较大的难度。目前对于高浓度TAIC生产废水无较好的处理方法，对于化工废水较为常见的处理方法有:芬顿试剂法、臭氧氧化法、混凝沉淀法、电解法等物理化学方法和生物化学方法，但根据实际应用和实验室研究结果显示，针对较为难处理的TAIC废水都没有得到较好的处理效果。
发明内容
本发明的目的是针 对高浓度TAIC生产废水治理的不足，旨在运用铁碳微电解法处理高浓度TAIC废水，以保证TAIC生产废水能够得到有效治理，以期能够解决和缓解TAIC生产废水带来的环境污染问题。本发明的另一个目的是提供一套可用于实际高浓度TAIC生产废水治理的微电解反应装置及运行参数。本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种高浓度TACI生产废水处理装置，包括酸碱池、pH调节池和微电解反应器，所述的微电解反应器包括反应容器，所述反应容器的底部设有进水管和排泥口，所述反应容器内设有通过进气管与外置风机相连通的布气器，所述布气器的上方依次为填料区、滤料区和出水区，所述的出水区设有溢流堰，所述的反应容器上还设有排气口和用于排出由所述溢流堰溢出的水的出水管，所述的酸碱池通过泵与所述的pH调节池相连通，所述pH调节池通过泵和所述反应容器的进水管相连通。所述的填料区和滤料区包括两层开孔篦板，两层开孔篦板之间通过设在反应容器侧壁上的填料装配口填充铁碳填料形成填料区，上层的开孔篦板上通过所述的填料装配口填充石英砂滤料形成滤料区。上述的铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比为I飞:1，优选为2:1。
上述的活性碳为圆柱颗粒状，截面直径2mm，长度:3~5mm，所述铁屑的长度为3 5mm。所述的石英砂滤料按照一定的级配逐层布置，其有效粒径为0.6~1.2mm，不均匀系数不超过1.4。所述溢流堰为三角形溢流堰。一种采用上述的高浓度TACI生产废水处理装置处理TACI生产废水的方法:用酸碱池中的酸或碱调节PH调节池中的高浓度TAIC生产废水pH值=2飞后，通入微电解反应器中由布气器曝气后，经填料区进行微电解反应，反应时间为2飞小时，然后由滤料区过滤并从出水区的溢流堰溢出后，经出水管排出。所述的填料区的填料为铁碳填料，所述铁碳填料中的铁屑和活性碳的填装质量比为Γ5:1，优选为2:1。所述曝气的汽水比为6 10:1。用酸碱池中的酸或碱调节pH调节池中的高浓度TAIC生产废水pH值优选为4~6，进一步优选为5。在pH调节池内设有机械搅拌装置，其中酸碱池、pH调节池、微电解反应器都需要做防腐处理、以及使用到的各型号泵和搅拌装置都要满足耐腐蚀性要求。所述的微电解反应器的反应容器可以采用碳钢材质。调节好pH值的TACI生产废水由设在微电解反应器的反应容器底部的进水管进入微电解反应器内由布气器进行均匀曝气，然后依次经过填料区、滤料区和出水区，由设在出水区的溢流堰溢出并经由出水管排出；由布气器进行均匀曝气的曝气区与所述的填料区和滤料区之间设有开孔篦板隔开；填料区的填料为活性炭颗粒和铁屑均匀混合填料，滤料区为按一定级配设置的石英砂滤料。本发明的有益效果:本发明的高浓度TAIC生产废水处理装置及方法，采用铁碳微电解技术，利用金属的电化学腐蚀原理对废水进行处理，采用铁和碳构成原电池，产生大量的.0Η自由基和铁离子，通过.0Η自由基极强的氧化作用，对生物难处理的TAIC废水进行预处理，从而实现大分子有机污染物的开环、断链，它不但可以去除部分难降解有机物质，还可以改变有机物质的形态和结构，提高废水的可生化性。另外，反应产生的铁离子是较好的胶体絮凝剂，不仅可以吸附废水中的悬浮物质，而且也可以通过吸附、卷扫包裹去除部分重金属离子和有机物。本发明方法主要是运用微电解原理产生具有极强的氧化作用的自由羟基和絮凝吸附作用的铁离子来处理难于降解的TAIC生产废水，达到了较好的处理效果。本方法工艺经济合理，易于工程应用，且能较好的降解TAIC污染物，极大的提高TAIC废水的可生化性，为TAIC废水后续使用生化处理提高较好的水质基础。实验研究表明，该方法对高浓度的TAIC生产废水的CODcr去除率最高可达到46%以上，TAIC去除率最高可达到48%以上。
图1是本发明的高浓度TACI生产废水处理装置的结构图。图2是本发明的微电解反应器结构图。
具体实施例方式如图1所示，一种高浓度TACI生产废水处理装置，包括酸碱池3、pH调节池I和微电解反应器2，如图2所示所述的微电解反应器2包括反应容器6，所述反应容器6的底部设有进水管7和排泥口 17，所述反应容器6内设有通过进气管8与外置风机5相连通的布气器15 (用于向反应容器内6内通入空气进行均勻曝气),所述布气器15的上方依次为填料区13和滤料区12和出水区18，所述的出水区18设有溢流堰11，所述的反应容器6上还设有排气口 16和用于排出由所述溢流堰11溢出的水的出水管10，所述的酸碱池3通过泵4与所述的pH调节池I相连通，所述pH调节池I通过泵和所述反应容器6的进水管7相连通。所述的填料区13和滤料区12包括两层开孔篦板14，两层开孔篦板14之间通过设在反应容器6侧壁上的填料装配口 9填充铁碳填料形成填料区13，上层的开孔篦板14上通过所述的填料装配口 9填充石英砂滤料形成滤料区12。所述的铁碳填料包括铁屑和活性碳，其中铁屑和活性碳的填装质量比为广5:1，优选为2:1。所述的活性碳为圆柱颗粒状，截面直径2mm,长度3 5mm,所述铁屑的长度为3 5mm。所述的石英砂滤料按照一定的级配逐层布置，其有效粒径为0.6" .2mm,不均勻系数小于1.4。所述的pH调节池I内设有机械搅拌装置用于混合搅拌调节pH，所述反应容器6为碳钢材质，所述溢流堰11为三角溢流堰。反应容器6的顶部设有排气口 16，目的是为了防止本微电解装置内部由于曝气形成高压，从而妨碍曝气和进水反应；设在反应容器6侧壁上的填料装配口 9，用于填充和更换填料和滤料；设在反应容器6底部的排泥口 17用于更换填料、设备检修和排除铁泥残渣；填料区13内部填充混合均匀的铁碳填料，碳为圆柱形颗粒状活性炭，截面直径2mm，长度3-5_，铁为颗粒状铁屑，长度为3-5_ ;滤料区12为符合一定级 配的石英砂滤料，主要目的是为了防止上升水流和气流把铁碳填料冲出出水口，同时也可以过滤去除废水中悬浮杂质，降低出水SS。采用上述的高浓度TACI生产废水处理装置处理TACI生产废水的方法:将高浓度的TAIC生产废水通入到pH调节池I中，通过泵4将酸碱池3内的废酸或者废碱打入PH调节池I内，在机械搅拌作用下均匀混合调节高浓度TAIC生产废水的pH值后，由泵将TAIC生产废水打入微电解反应器2中由布气器15进行均匀曝气，然后经填料区13进行微电解反应，所述的填料区13的填料为铁碳填料，所述铁碳填料中的活性碳为圆柱颗粒状，截面直径2mm，长度3 5mm，铁碳填料中铁屑的长度为3 5mm，所述的石英砂滤料按照一定的级配逐层布置；然后由滤料区12过滤并从出水区18的溢流堰11溢出后，经出水管10排出。经填料区13进行微电解反应会产生大量的.0Η自由基，-OH自由基具有极强的氧化性，能够在极短的时间内强烈的氧化和降解有机污染物，迅速的降低废水CODcr和污染物浓度。同时微电解反应也会产生铁离子，反应形成Fe (OH)2和Fe (OH) 3，他们具有较好的表面活性吸附絮凝作用，可有效吸附、卷扫包裹和絮凝悬浮物和部分有机物，从而进一步提高污染物处理效果。反应后TAIC废水进入滤料区，通过石英砂过滤除去水中SS和截留随上升水流气流冲出的铁碳填料避免填料的过多流失。TAIC废水通过微电解反应和过滤后进入反应容器6上部的出水区通过溢流堰11和出水口 10排出，曝气产生的废气由排气口 16排出。
由于铁碳填料在酸性条件下进行，填料会逐步消耗减少，当消耗过多时会严重影响处理效果，同时也会产生大量的铁泥和残渣会堵塞篦板增加反应器压力损失，此时应及时更换填料和排泥。操作时先打开放空排泥口 17，排除铁泥和残渣后通过填料装配口 9取出旧填料补充新填料，必要时滤料也可更换或进行清水反冲洗。下面结合实施例对上述处理TACI生产废水的方法作进一步说明:实施例1废水水质情况:江苏宿迁华星(化学)有限公司TAIC生产车间废水，CODcr为25440mg/L, TAIC 含量为 1500mg/L，pH 为 3。按上述方法进行处理，TAIC生产废水在pH调节池中调节pH为5 ;铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比为2:1 ;活性碳为圆柱形颗粒状，截面直径2mm，长度3_5mm，铁屑的长度为3-5mm ;废水在铁碳微电解反应器中的反应时间为2h ;曝气汽水比为6:1。处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为46%以上，TAIC去除率为48%以上，可生化性也大幅提闻。实施例2同实施例1，仅将实施例1铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比改为1: 1，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为38.2%，TAIC去除率为35.2%。实施例3同实施例1，仅将实施例1铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比改为3:1，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为35.3%，TAIC去除率为37.5%。实施例4同实施例1，仅将实施例1铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比改为4:1，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为31.3%，TAIC去除率为33.1%。实施例5同实施例1，仅将实施例1铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比改为5:1，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为30%，TAIC去除率为31.3%。实施例6同实施例1，仅将实施例1中TAIC生产废水的pH值调节到1，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为18%，TAIC去除率为20.1%。实施例7同实施例1，仅将实施例1中TAIC生产废水的pH值调节到2，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为30.2%，TAIC去除率为31%。实施例8同实施例1，仅将实施例1中TAIC生产废水的pH值调节到3，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为39.6%，TAIC去除率为41%。实施例9同实施例1，仅将实施例1中TAIC生产废水的pH值调节到4，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为43.4%，TAIC 去除率为43.1%。实施例10同实施例1，仅将实施例1中TAIC生产废水的pH值调节到6，处理后的TAIC废水出水CODcr去除率为44%，TAIC去除率为44.5%。根据实施例1-10的处理结果显示:在调节高浓度TAIC生产废水的pH值为5，所述铁碳填料中的填装质量比改为2:1时，处理效果最好。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优先实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设 计精神的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种高浓度TACI生产废水处理装置，其特征在于包括酸碱池(3)、pH调节池(I)和微电解反应器(2 )，所述的微电解反应器(2 )包括反应容器(6 )，所述反应容器(6 )的底部设有进水管(7 )和排泥口( 17 )，所述反应容器(6 )内设有通过进气管(8 )与外置风机(5 )相连通的布气器(15)，所述布气器(15)的上方依次为填料区(13)、滤料区(12)和出水区(18)，所述的出水区(18)设有溢流堰(11)，所述的反应容器(6)上还设有排气口(16)和用于排出由所述溢流堰(11)溢出的水的出水管(10)，所述的酸碱池(3)通过泵(4)与所述的pH调节池(I)相连通，所述pH调节池(I)通过泵和所述反应容器(6 )的进水管(7 )相连通。
2.根据权利要求1所述的高浓度TACI生产废水处理装置，其特征在于所述的填料区(13)和滤料区(12)包括两层开孔篦板(14)，两层开孔篦板(14)之间通过设在反应容器(6)侧壁上的填料装配口(9)填充铁碳填料形成填料区(13)，上层的开孔篦板(14)上通过所述的填料装配口(9)填充石英砂滤料形成滤料区(12)。
3.根据权利要求2所述的高浓度TACI生产废水处理装置，其特征在于所述的铁碳填料中铁屑和活性碳的填装质量比为I飞:1，优选为2:1。
4.根据权利要求4所述的高浓度TACI生产废水处理装置，其特征在于所述的活性碳为圆柱颗粒状，截面直径2mm，长度3 5mm，所述铁屑的长度为3 5mm。
5.根据权利要求1所述的高浓度TACI生产废水处理装置，其特征在于所述溢流堰(11)为三角溢流堰。
6.一种采用权利要求1所述的高浓度TACI生产废水处理装置处理TACI生产废水的方法，其特征在于:用酸碱池(3)中的酸或碱调节pH调节池(I)中的高浓度TAIC生产废水PH值=2飞后，通入微电解反应器(2 )中由布气器(15 )曝气后，经填料区(13 )进行微电解反应，反应时间为2飞小时，然后由滤料区(12)过滤并从出水区(18)的溢流堰(11)溢出后，经出水管(10)排出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述的填料区(13)的填料为铁碳填料，所述铁碳填料中的铁屑和活性碳的填装质量比为广5:1，优选为2:1。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述曝气的汽水比为6 10:1。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:用酸碱池(3)中的酸或碱调节pH调节池(!)中的高浓度TAIC生产废水pH值=4 6，进一步优选为5。
全文摘要
本发明公开了一种高浓度TACI生产废水处理装置及其处理方法，该装置包括酸碱池、pH调节池和微电解反应器，处理时用酸碱池中的酸或碱调节pH调节池中的高浓度TAIC生产废水pH值=2~6后，通入微电解反应器中由布气器曝气后，经填料区进行微电解反应，反应时间为2~5小时，然后由滤料区过滤并从出水区的溢流堰溢出后，经出水管排出。本发明的装置及方法处理TACI生产废水经济合理，易于工程应用，且能较好的降解TAIC污染物，极大的提高TAIC废水的可生化性，为TAIC废水后续使用生化处理提高较好的水质基础。
文档编号C02F9/06GK103086552SQ20131002720
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者孙亚兵, 荣少鹏, 赵泽华, 陆素洁, 张艳, 边琳 申请人:南京大学