一种丙烯酸及脂类废水的处理方法与流程

文档序号:20288566发布日期:2020-04-07 16:30阅读:674来源:国知局

本发明属于丙烯酸及酯废水处理领域,具体涉及一种丙烯酸及脂类废水的处理方法。



背景技术:

丙烯酸及酯废水常含丙烯酸、丙烯酸酯和丙烯酸腈等有毒有害的难生物降解有机污染物,是一种高浓度,高毒性,成分复杂的难处理有机废水。当前处理丙烯酸及酯废水的方法主要有焚烧、湿式催化氧化、生物降解、fenton氧化法等。

据报道催化湿化氧化法方面,袁霞光等研制了tio2-zro2复合载体作为催化剂,考察了对丙烯酸废水的湿式氧化反应的效果,结果表明在270℃,7.0mpa,处理cod为32000mg/l的丙烯酸废水可以直接达到排放标准。李万海等采用复合催化剂mno2-cuo-ceo2-fe2o3,用h2o2为氧化剂,反应时间10h,处理cod为80000mg/l的丙烯酸废水,去除率为68%。焚烧法方面,北京东方化工厂丙烯酸及酯废水采用焚烧法处理,其处理费用高达200-300元/吨。生物降解法方面,汤晓艳等采用内循环uasb处理高浓度丙烯酸废水,进水cod为5000mg/l左右,容积负荷为13.1~3.5kgcod/m3·d时,去除率可达到87.9%。fenton氧化方面,高超等基于铁屑的fenton工艺处理处理丙烯酸废水:液固比为40:1,常温下,h2o2浓度800mg/l,反应时间35min,丙烯酸的降解率可达到95%以上。向芷澄等用混凝破乳-fenton氧化联合工艺对高浓度丙烯酸乳液废水进行处理,原丙烯酸废水cod为5470mg/l,当混凝破乳条件为ph=8,pac用量为0.9g/l,pam用量为4mg/l;fenton条件为ph=3,h2o2/cod(质量浓度比)=2,fe2+/cod(质量浓度比)=0.075,处理后cod去除率为96.5%。

上述方法取得了一定的进展,但存在处理成本高、二次污染,运行不稳定的等问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种丙烯酸及脂类废水的处理方法,第一步利用水溶性过硫酸盐作为引发剂,将丙烯酸及酯进行微聚合生成乳浊液,再通过酸析直接分离出丙烯酸类聚合物,直接去除了绝大部分cod,第二步通过微电解的原电池效应、新生态[h]和絮凝效应进一步去除了部分cod,同时提高了废水的生化性,第三步通过膜生物反应器降解分离废水中残余溶解性有机污染物。

本发明具体技术方案如下:

一种丙烯酸及脂类废水的处理方法,包括以下步骤:

1)聚合破乳:丙烯酸及酯废水中加入过硫酸钠,先搅拌反应,再调节ph至1.5,过滤获得反应出水1;

2)微电解:将混匀的铁屑和颗粒活性炭置于步骤1)获得的反应出水1中,反应后,过滤,滤液调节ph到10.0,静置,过滤获得反应出水2;

3)膜生物反应器处理:将步骤2)获得反应出水2用膜生物反应器生化降解分离,即可。

步骤1)中过硫酸钠用量为1.0-2.0g/l。

步骤1)中加入过硫酸钠后搅拌反应2h。

进一步的,步骤1)中调节ph的过程中不断搅拌。优选的,用0.1mol/l盐酸溶液调节ph。

步骤2)中,铁屑和颗粒活性炭的体积比为2:1。体积是指堆积体积。

步骤2)中所述反应是指用摇床进行反应3h-4h。

步骤2)中铁屑和颗粒活性炭的堆积体积与反应出水1的体积比为1.5-2:3.0。

步骤2)中调节ph到10.0所用的试剂为0.1mol/l的氢氧化钠溶液。

步骤2)中静置时间为2-4h。

步骤3)中所述膜生物反应器,膜参数为:材质为pvdf,平均孔径在0.1um。运行参数:污泥浓度mlss=12000-14000mg/l,污泥龄srt=15-20d,水力停留时间hrt=2-4h,气水比>10:1,运行压力为-0.01~-0.03mpa。

步骤1)处理的丙烯酸及酯废水的cod为36500-49000mg/l,步骤1)处理后,废水由乳白色溶液变成含有大量白色聚合物的溶液,过滤后得到反应出水,相同的实验进行3次,分别测cod,与原废水相比,实现了62%以上的cod去除率。

步骤1)聚合破乳步骤,利用水溶性过硫酸盐作为引发剂,将废水中的丙烯酸及酯进行微聚合变成聚丙烯酸、聚丙烯酸脂乳浊液,再通过加入盐酸的酸析效应,通过破坏乳浊液胶体的稳定性,分离出聚丙烯酸等高分子聚合物。

步骤2)微电解处理过程中,过滤后,滤液调ph到10.0时,静置2-4h后明显分层,过滤,实验重复3次,实现了20%以上的cod去除率。步骤2)构建的微电解反应器,在强酸性条件下反应一定时间,将出水回调到弱碱性,通过原电池效应和新生态[h]和fe(oh)3的絮凝效应破坏了丙烯酸和脂类的分子结构,为后续膜生物反应器分离创造了生化降解条件。

步骤3)中,膜生物反应器出水澄清透明,实验重复3次,实现了10%以上的cod去除率。该技术通过生物处理工艺和膜分离技术相结合,利用活性污泥对残余的小分子有机物进行降解,同时利用膜孔径与污染分子粒径的差别,在压力驱动下,截留了废水中胶体和溶解性有机污染物。

与现有技术相比,本发明针对高浓度丙烯酸及酯废水,利用水溶性过硫酸盐作为引发剂,将废水中的丙烯酸及酯进行微聚合生成聚丙烯酸、聚丙烯酸脂乳浊液,再通过加入盐酸的酸析效应,通过破坏乳浊液胶体的稳定性,分离出聚丙烯酸等高分子聚合物,一步就实现了62%以上的的cod去除率。滤液再通过微电解反应器,在强酸性条件下反应一定时间,再将出水回调到弱碱性,利用原电池效应和新生态[h]和fe(oh)3的絮凝效应破坏了丙烯酸和脂类的分子结构,实现了20%以上的cod去除率,同时为后续膜生物反应器创造生化反应条件。最后利用膜生物反应器的进一步降解分离微电解出水,通过生物处理工艺和膜分离技术相结合,利用活性污泥对残余的小分子有机物进行降解,同时利用膜孔径与污染分子粒径的差别,在压力驱动下,截留了废水中胶体和溶解性有机污染物,进一步实现了10%以上的cod去除率,最终出水(cod<320mg/l),达到纳管排放标准。

具体实施方式

实施例1

一种丙烯酸及脂类废水的处理方法,包括以下步骤:

获取待处理废水:某化工厂排出的丙烯酸及酯废水的cod为45000mg/l;

待处理废水cod测定:采用快速分光光度法,cod检测仪(连华科技)中测定。

1)聚合破乳:取上述丙烯酸及酯废水,加入过硫酸钠2.0g/l,用磁力搅拌器反应2.0h,用0.1mol/lhcl溶液调节ph为1.5,调节过程中不断搅拌,最后,用快速滤纸过滤获得反应出水,测定其cod;

步骤1)处理过程中,利用水溶性过硫酸盐作为引发剂,将废水中的丙烯酸及酯进行微聚合变成聚丙烯酸、聚丙烯酸脂乳浊液,再通过加入盐酸的酸析效应,通过破坏乳浊液胶体的稳定性,分离出聚丙烯酸等高分子聚合物。反应中,丙烯酸及酯废水由乳白色溶液变成含有大量白色聚合物的溶液,经过步骤1)处理后,实现了63.2%的cod去除率。

2)微电解:取锥形瓶,加入堆积体积120ml的铁屑和堆积体积60ml的颗粒活性炭,充分混合均匀,把步骤1)获得的滤液220ml加入锥形瓶中,放入摇床中摇3.0h,把锥形瓶中溶液过滤,滤液调节ph到10.0后静置3.0h,快速滤纸过滤,滤液测cod。

其中,所述铁屑为普通铁刨花,含碳量>0.05%,堆积密度100-1000kg/m3;活性炭粒度4-8目;填充密度500±50kg/m3

步骤2)构建微电解反应器,在强酸性条件下反应一定时间,将出水回调到弱碱性,通过原电池效应和新生态[h]和fe(oh)3的絮凝效应破坏了丙烯酸和脂类的分子结构,为后续膜生物反应器创造条件。滤液测cod,经过计算,步骤2)实现了25.3%的cod去除率。

3)膜生物反应器:取步骤2)最后一次过滤的滤液再使用膜生物反应器降解分离,具体参数为:膜参数:材质为pvdf,平均孔径在0.1um;运行参数:污泥浓度mlss=12450mg/l,污泥龄srt=18d,水力停留时间hrt=3h,气水比=15:1,运行压力为-0.03mpa,利用好氧生物处理和膜分离进一步深度处理残余有机污染物;膜生物反应器出水澄清透明,步骤3)实现了11.1%的cod去除率。

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