一种环氧增塑剂废水的处理装置及处理方法与流程

本发明涉及资源回收利用和环境工程领域，特别涉及一种环氧增塑剂废水的处理装置及处理方法。
背景技术：
：Chemicaloxygendemand（COD）是一种常用的评价水体污染程度的综合性指标，中文名称为化学需氧量，是指利用化学氧化剂将水中的还原性物质（如有机物）氧化分解所消耗的氧量，COD在一定程度上反映了水体受到有机物污染的程度，COD越高，污染越严重。环氧增塑剂主要用作PVC增塑剂和稳定剂，大多是以植物油为原料，依次经过酯交换、乙酰化和环氧化等步骤合成的，后处理还要经过水洗、抽真空、过滤等步骤。因此，其生产废水中主要含有油类、双氧水、酸性物质、以及一些固体悬浮物等，具有酸性强、有机物浓度高、氧化性强等特点，处理困难。中国专利CN201310225968.X公开了一种环氧增塑剂生产废水的处理方法，但是其处理后的生产废水COD值为500mg/L左右，污染较大。技术实现要素：本发明的任务是提供一种环氧增塑剂废水的处理装置及处理方法，成倍降低环氧增塑剂生产废水的COD，降低对环境的污染。一种环氧增塑剂废水的处理装置，包括依次连接的油水分离单元、化学处理单元、沉淀处理单元、生化处理单元。所述油水分离单元包括一个或一个以上依次连接的油水分离罐；所述化学处理单元包括依次连接的芬顿反应池和酸碱中和池，所述芬顿反应池与油水分离罐连接；所述沉淀处理单元包括与酸碱中和池连接的加药池；所述生化处理单元包括依次连接的水解酸化池、接触氧化池。优选地，它还包括与接触氧化池相连的排放前处理单元，所述排放前处理单元包括一包含中空纤维超滤膜的中空纤维超滤膜组件。优选地，所述接触氧化池包括依次连接的一级接触氧化池、二级接触氧化池、三级接触氧化池，所述一级接触氧化池与水解酸化池连接，所述三级接触氧化池与排放前处理单元连接。优选地，它还包括依次相连的一级生物滤池和二级生物滤池，所述一级生物滤池与三级接触氧化池相连，所述二级生物滤池与排放前处理单元相连。优选地，所述油水分离单元包括依次连接的一级油水分离罐、二级油水分离罐、三级油水分离罐，所述芬顿反应池与三级油水分离罐连接。优选地，所述加药池包括一级加药池、二级加药池，所述沉淀处理单元还包括一级气浮池、二级气浮池、一级初沉池，所述一级加药池、一级气浮池、二级加药池、二级气浮池、一级初沉池依次相连，所述一级加药池和二级加药池内设置有搅拌装置。优选地，所述排放前处理单元包括依次相连的臭氧反应器、砂炭过滤器、活性炭过滤器，所述臭氧反应器与二级生物滤池相连，所述活性炭过滤器与中空纤维超滤膜组件相连。优选地，所述一级气浮池和二级气浮池均连接有污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与所述芬顿反应池连接。优选地，所述三级接触氧化池与所述一级生物滤池之间依次连接有污泥沉淀池、一级清水池和污泥隔离池。一种环氧增塑剂废水的处理方法，采用上述的环氧增塑剂废水的处理装置，包括如下步骤：（1）油水分离：将车间排放的经过栅格去除较大悬浮物质后的废水依次通过一级油水分离罐、二级油水分离罐、三级油水分离罐，去除漂浮油，静止后，上层为漂浮油，下层为除油废水；（2）化学处理：将步骤（1）处理后的除油废水抽入芬顿反应池，位于芬顿反应池的搅拌装置开启，芬顿反应池中含有质量为废水重量0.05~0.5wt%的硫酸亚铁，进行芬顿反应1~8h；然后进入酸碱中和池，开启搅拌装置，用碱性物质反应中和废水中的甲酸或乙酸，调节pH至7~9，停留时间0.5~3h；（3）沉淀处理：将步骤（2）处理后的废水进入一级加药池，其内的搅拌装置开启，与加入的混凝剂聚丙烯酰胺（PAM）和/或聚合氯化铝（PAC）进行混凝沉淀，混凝剂用量为废水重量的5~50ppm,停留时间0.5~2h；然后进入一级气浮池，停留时间0.5~2h，刮除被气泡提升至液面的杂质；然后将废水进入二级加药池，其内的搅拌装置开启，与加入的混凝剂聚丙烯酰胺（PAM）和/或聚合氯化铝（PAC）进行混凝沉淀，混凝剂用量为废水重量的5~50ppm,停留时间0.5~2h；然后进入二级气浮池，停留时间0.5~2h；随后进入一级初沉池0.5~2h；其中，一级气浮池和二级气浮池内被刮除的杂质进入污泥浓缩池，进行污泥脱水，脱泥后的滤液抽入芬顿反应池，泥渣外运；（4）将步骤（3）中进入一级初沉地的废液依次进入水解酸化池、一级接触氧化池、二级接触氧化池、三级接触氧化池；水解酸化池中停留10~20h，在接触氧化池中停留30~50h，进行生化处理；然后进入污泥沉淀池进行固液分离，上层清液进入一级清水池，下层污泥利用污泥回流泵抽回水解酸化池和一级接触氧化池，一级清水池中的废水经过污泥隔离池，隔去污泥后的废水随后依次进入一级生物滤池、二级生物滤池，进一步进行生化处理；（5）排放前处理：将步骤（4）经过二级生物滤池的废水进入臭氧反应器进行强氧化作用，进一步脱除有机物、除臭、脱色；然后依次进入砂炭过滤器、活性炭过滤器、中空纤维超滤膜组件，获得处理后的水体。相较于现有技术，本发明提供的一种环氧增塑剂废水的处理装置及处理方法，能够成倍地降低废水中的COD值，使其符合标准，可用作冷却水或者消防用水，无需排放到外界环境中，从而减轻了环境处理负担，实现了资源的最大化利用。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：图1是本发明提供的一种环氧增塑剂废水的处理装置的油水分离单元和化学处理单元的结构示意图；图2是本发明提供的一种环氧增塑剂废水的处理装置的沉淀处理单元的结构示意图；图3是本发明提供的一种环氧增塑剂废水的处理装置的生化处理单元的结构示意图；图4是本发明提供的一种环氧增塑剂废水的处理装置的排放前处理单元的结构示意图。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-4所示，一种环氧增塑剂废水的处理装置，包括依次连接的油水分离单元1、化学处理单元2、沉淀处理单元3、生化处理单元4；油水分离单元1包括一个或一个以上依次连接的油水分离罐。在本实施例中，采用三个油水分离罐串联连接，分别为一级油水分离罐11、二级油水分离罐12、三级油水分离罐13，利用油与水的比重差，去除上浮的油，回收油脂较为彻底，同时降低了废水的内部浮油，降低废水的有机物含量。其中，一级油水分离罐11的进口与生产环氧增塑剂的废水相连，三级油水分离罐13与化学处理单元2相连接。在一级油水分离罐11和二级油水分离罐12之间设置有冷凝水回收罐62，该冷凝水回收罐能够回收来自化学处理单元跑出的水汽，还设置了一个事故应急池61，分别与冷凝水回收罐62、二级油水分离罐12和三级油水分离罐13连接。三个油水分离罐的容量均为60m³，罐体采用304不锈钢制成，其进口设置在罐体的上部，出口设置在罐体下部。优选地，为了提高油水分离效率，在油水分离罐内部设置至少一个竖直的隔挡，当有多个隔挡时，隔挡的高度呈依次降低。所述化学处理单元2包括依次连接的芬顿反应池21和酸碱中和池22，芬顿反应池21与三级油水分离罐13连接。其中，芬顿反应池21是采用了芬顿反应，二价亚铁离子和双氧水之间能够相互反应，消耗了环氧增塑剂的废水中的大量双氧水，减小了废水的腐蚀性。同时其链反应催化生成OH自由基，具有很高的电负性或亲电性，可以无选择氧化水中的大多数有机物，能够对生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水进行氧化处理，同时会产生铁水络合物，具有一定的絮凝/沉淀功能，也能够降低水体中的有机物。在本实施例中，芬顿反应池21分为三个规格为1.0mW×1.0mL×1.5mH的相互连接的独立池体，一级独立池体是添加硫酸亚铁后与废水进行芬顿反应，二级独立池体增加了曝气装置，目的是使芬顿反应更加充分，三级独立池体为将少量沉淀物隔离的隔离池，为了使芬顿反应更加充分，在一级独立池体中设置有将硫酸亚铁和废水混合均匀的搅拌装置。芬顿反应池采用304不锈钢结构，内表面涂有环氧防腐层。酸碱中和池22采用碱性物质与废水中的甲酸或乙酸中和反应，碱性物质可以采用NaOH、KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2等。在酸碱中和池22内设置有pH控制器，以及使内部溶液混合均匀的搅拌装置。为了更准确地测量内部pH值，在酸碱池的不同位置设置有三台pH控制器，pH控制器的型号为PC-3030，该pH控制器采用沉入式污水探头，检测pH范围为1~14。酸碱中和池22为地下式钢硂结构，内表面涂有环氧防腐层。沉淀处理单元3包括与酸碱中和池22连接的加药池。在本实施例中，所述加药池包括一级加药池31、二级加药池33，沉淀处理单元3还包括一级气浮池32、二级气浮池34、一级初沉池35；一级加药池31、一级气浮池32、二级加药池33、二级气浮池34、一级初沉池35依次相连，一级加药池31和二级加药池33内设置有搅拌装置，其中，一级加药池31与酸碱中和池22连通。随着时间的推移，一级气浮池32和二级气浮池34刮除的杂质会越积越多，必须要及时清理才能保证两个池的处理能力，因此在所述生化处理单元中还包括与一级气浮池和二级气浮池相连的污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与芬顿反应池21连接，其中，一级气浮池32和二级气浮池34中被刮除的杂质进入污泥浓缩池进行污泥脱水，滤液回到芬顿反应池，泥渣外运。一级加药池31、二级加药池33的规格均为1.0mW×1.6mL×2.5mH；一级气浮池32、二级气浮池34的规格均为1.6mW×5.0mL×2.5mH，其内部设置有压力溶气罐、释放器、刮渣机，所述压力溶气罐与释放器相通，设置在一级气浮池32和二级气浮池34的底部，刮渣机设置于一级气浮池32、二级气浮池34的上方；一级初沉地的规格为1.0mW×1.6mL×2.5mH；污泥浓缩池的规格为2.0mW×7.2mL×5.2mH。所述一级加药池、一级气浮池、二级加药池、二级气浮池、一级初沉池及污泥浓缩池均设置为地面式钢砼结构，内表面均涂有环氧防腐层。沉淀处理单元3还设置有一个加药装置63，该加药装置63内设有三个规格均为1.0mW×1.0mL×1.0mH的独立配药池，分别用来配备聚丙烯酰胺（PAM）、硫酸亚铁、聚合氯化铝（PAC）。其中，装有硫酸亚铁的独立配药池通过管道能够将硫酸亚铁送入芬顿反应池21，装有PAM、PAC的独立配药池通过管道能够将PAM和PAC送入一级加药池31和二级加药池33中。PAM为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性；聚合氯化铝也称碱式氯化铝,通常也称作净水剂或混凝剂，它是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，具有较强的架桥吸附性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。聚合氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效去除水中色质、SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子。生化处理单元4包括依次连接的水解酸化池41、接触氧化池、生物滤池。接触氧化池包括依次连接的一级接触氧化池42、二级接触氧化池43、三级接触氧化池44，生物滤池包括依次连接的一级生物滤池48、二级生物滤池49。水解酸化池41与一级初沉淀35连接，所述一级接触氧化池42与水解酸化池41连接，所述三级接触氧化池44与一级生物滤池48连接。其中，水解酸化池41规格为4.4mW×8.4mL×5.2mH，且包括位于池体下方的四条DN100的孔状PVC布水管；接触氧化池包括位于池体下方的三条DN100的孔状PVC布水管以及用于提供氧气的曝气管，曝气管与罗茨鼓风机相连接，且一级接触氧化池的规格为为3.0mW×17.0mL×5.2mH，二级接触氧化池的规格为2.1mW×11.8mL×5.2mH，三级接触氧化池的规格为4.5mW×7.2mL×5.2mH；所述水解酸化池设置为地下式钢砼结构，接触氧化池设置为半地面式钢砼结构，内表面均涂有环氧防腐层。生物滤池包括底部第一层PVC波纹填料以及从下往上第二层到第五层直径逐渐减小的多面空心球填料，工作时废水从位于最上部的三个喷散式的布水头进水，均匀布水，从上到下依次经过第五层填料、第四层填料、第三层填料、第二层填料、第一层填料，再出水。其中，生物滤池为玻璃钢结构。水解酸化池41的工艺是根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础；接触氧化池是一种生物挂膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置，通过提供氧源，污水中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化；生物滤池是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物，污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂，因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至2周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果，几天内恢复最佳的处理效果。为了保证效果，在三级接触氧化池44和一级生物滤池48之间依次设置有污泥沉淀池45、一级清水池46、污泥隔离池47，废水从三级接触氧化池44出来后，依次进入以上三个中间设备，然后才进入一级生物滤池48。其中，污泥沉淀池45的规格为4.0mW×4.0mL×5.2mH；一级清水池46的规格为2.0mW×2.1mL×5.2mH；污泥隔离池47的规格为1.6mW×2.0mL×2.5mH；所述污泥沉淀池45、一级清水池46和污泥隔离池47均设置为半地面式钢砼结构，内表面均涂有环氧防腐层。排放前处理单元5包括依次相连的臭氧反应器、砂炭过滤器51、活性炭过滤器52、中空纤维超滤膜组件53，所述臭氧反应器与二级生物滤池49相连，所述活性炭过滤器52与中空纤维超滤膜组件53相连，中空纤维超滤膜组件53与存储处理后水体的二级清水池相连。为了提高效果，可以在中空纤维超滤膜组件53和二级清水池之间加装一级反渗透装置。图4中的D出口即通向二级清水池。中空纤维超滤膜组件53包含有中空纤维超滤膜。中空纤维超滤膜是超滤膜的一种，它是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。超滤膜过滤使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化，其原理也是一种膜分离过程原理，利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜进行分离。一种环氧增塑剂废水的处理方法，利用上述的环氧增塑剂废水的处理装置，包括如下步骤：（1）油水分离：将车间排放的经过栅格去除较大悬浮物质后的废水依次通过一级油水分离罐11、二级油水分离罐12、三级油水分离罐13，去除漂浮油，静止后，上层为漂浮油，下层为除油废水；（2）化学处理：将步骤（1）处理后的除油废水抽入芬顿反应池21，位于芬顿反应池21的搅拌装置开启，芬顿反应池21中含有质量为废水重量0.1wt%的硫酸亚铁，进行芬顿反应2h；然后进入酸碱中和池，开启搅拌装置，用NaOH反应中和废水中的甲酸或乙酸，调节pH至7，停留时间1h；（3）沉淀处理：将步骤（2）处理后的废水进入一级加药池31，其内的搅拌装置开启，与加入的混凝剂聚丙烯酰胺（PAM）和/或聚合氯化铝（PAC）进行混凝沉淀，混凝剂用量为废水重量的25ppm，停留时间0.5h；然后进入一级气浮池32，停留1.8h，刮除被气泡提升至液面的杂质；然后将废水进入二级加药池33，其内的搅拌装置开启，与加入的混凝剂聚丙烯酰胺（PAM）和/或聚合氯化铝（PAC）进行混凝沉淀，混凝剂用量为废水重量的25ppm,停留时间0.5h；然后进入二级气浮池34，停留1.8h；随后进入一级初沉池35，停留时间1h；其中，一级气浮池32和二级气浮池34内被刮除的杂质进入污泥浓缩池，进行污泥脱水，脱泥后的滤液抽入芬顿反应池21，泥渣外运；（4）将步骤（3）中进入一级初沉地35的废液依次进入水解酸化池41、一级接触氧化池42、二级接触氧化池43、三级接触氧化池44；水解酸化池41中停留17h，在接触氧化池中总共停留41h，进行生化处理；然后进入污泥沉淀池45进行固液分离，上层清液进入一级清水池46，下层污泥利用污泥回流泵抽回水解酸化池41和一级接触氧化池42，一级清水池46中的废水经过污泥隔离池47，隔去污泥后的废水随后依次进入一级生物滤池48、二级生物滤池49，进一步进行生化处理；（5）排放前处理：将步骤（4）经过二级生物滤池49的废水进入臭氧反应器进行强氧化作用，进一步脱除有机物、除臭、脱色；然后依次进入砂炭过滤器51、活性炭过滤器52、中空纤维超滤膜组件53，获得处理后的水体。采用盛奥华6B-2000型水质总氮多参数测定仪对COD进行测试，控温范围为室温至200℃，COD测定范围3~150mg/L、100~1000mg/L(大于可稀释)。对该废水处理装置处理的各个阶段的废水的COD值进行多次跟踪监测，分别于处理前（阶段1）、经过芬顿反应池21后（阶段2）、经过三级接触氧化池44后（阶段3）、进入一级清水池46后（阶段4）、经过二级生物滤池49后（阶段5）、经过中空超滤膜组件53后（阶段6）抽样进行COD（mg/L）测试，结果见表1：表1环氧增塑剂废水处理前后COD指标（mg/L）阶段1阶段2阶段3阶段4阶段5阶段6测试120409994534622018913测试217658863725820916911测试319355926331220417613测试41742381142131531328测试518752896228919516810测试619486940129619415710从以上数据可以看出，在废水经过芬顿反应池后的COD值在8000~10000mg/L，进过三级接触氧化池后污水的COD值是200~350mg/L，经过一级清水池后的COD值是150~220mg/L，经过两级生物滤池后，废水的COD值大概降低20~40mg/L，COD值范围在130~180mg/L，经过中空纤维超滤膜组件处理后，COD值能降到10mg/L左右。从数据上可以看出，经过油水分离和芬顿反应，大大降低了废水的COD值，芬顿反应不仅能够反应掉废水中的过氧化氢，同时其链反应催化生成OH自由基，具有很高的电负性或亲电性，可以无选择氧化水中的大多数有机物，能够对生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水进行氧化处理，使得难生物降解的有机物断链降解，方便下一步的生化处理单元进行处理；在经过接触氧化池后的废水COD值也大大降低，原因是经过芬顿反应后的废水大大方便了接触氧化池对废水的氧化降解，效率提高；经过污泥沉淀池45的沉淀作用后，进入一级清水池46的废水COD值也有一定程度的降低；经过中空纤维超滤膜组件处理后，能够大大降低废水的COD值。在本发明中，经过油水分离、芬顿反应、酸碱中和、气浮、厌氧、好氧、生物滤池、过滤的主要工艺，使环氧增塑剂废水达到回用要求。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包含在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3