专利名称：一种聚氯乙烯生产废水的处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及石化工业“三废”治理技术领域，尤其涉及一种聚氯乙烯生产废水的处
理工艺。
背景技术：
目前，我国的聚氯乙烯生产和市场需求量呈迅速增长态势，然而在聚氯乙烯的生产过程中，会排放出大量的废水，水质特点是水量大，浊度高，有机物浓度低，难降解等，并且反应过程中残留有氯乙烯单体及少量其他添加剂(双酚A、对苯二酚、甲醇)以及这些物质反应或衰变后的产物，这些物质多具有毒性和难生物降解性，会给环境造成极大的危害，须处理达标后才能排放。国内外处理该类废水的主要工艺有混凝法、超滤法、活性污泥法、臭氧法、生化法等，由于废水浓度较低，水量大，从超滤材料和设备及处理成本上看，超滤工艺难以技术工业化；对臭氧工艺而言，由于预处理后的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,缩写为COD或C0D&)依然较高，臭氧单元负担过重，再加上目前臭氧发生设备能耗高，臭氧处理成本制约了臭氧氧化工艺在生产上的应用；废水中有机物浓度很低，也不宜采用活性污泥法进行处理。目前国内外对该类废水的处理，一般采用接触氧化和臭氧处理相结合的方法，接触氧化工艺先去除废水中部分有机物，生化出水再经臭氧氧化等深度处理，水质达到回用标准。
有鉴于此，如何设计一种废水处理工艺，以解决生产聚氯乙烯过程中占地面积大，反应时间长，成本较高且不能同时降低浊度，出水化学需氧量(COD)不能达到回用标准的问题，是业内人士亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中，生产聚氯乙烯过程中占地面积大，反应时间长，成本较高且不能同时降低浊度，出水化学需氧量(COD)不能达到回用标准等缺陷，本发明提供了一种聚氯乙烯生产废水的处理工艺。根据本发明，提供了一种聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其中，包括以下步骤a.调节聚氯乙烯生产废水的pH为4 5 ;b.微电解所述聚氯乙烯生产废水，将所述聚氯乙烯生产废水注入三元微电解柱内，常温下反应，电解时间为42 48min，填料层与所述聚氯乙烯生产废水的重量比为1:1 3 :1 ;C.氧化经微电解后的所述聚氯乙烯生产废水，将经微电解后的所述聚氯乙烯生产废水通入Fenton氧化反应池，并投加质量浓度为27 33%的双氧水，使得Fe2+与H2O2的摩尔比为4 :1 6 :1，其中，搅拌速度为150 250r/min，反应时间为15 25min ；d.沉淀经氧化后的所述聚氯乙烯生产废水，其中，利用碱调节所述聚氯乙烯生产废水的pH至9. 7 10. 3，停留时间为8 12min ;以及e.排出沉淀物至离心分离机进行脱水处理，其中，所述离心分离机的转速为1500r/min 2000r/min,离心分离时间为15 20min。优选地，在所述步骤a前还包括步骤f :收集、混合、均质聚氯乙烯生产废水。优选地，所述步骤b中，通过污水泵将所述聚氯乙烯生产废水注入所述三元微电解柱内。优选地,所述步骤b中，所述三元微电解柱内的m (Al) : m(Fe) :111(0为1:4:4 3 4 :4。优选地，所述步骤b中，所述填料层与所述聚氯乙烯生产废水的重量比为1:2。优选地，所述步骤b中，以重量百分比计，所述填料层的配比为铁屑铝屑活性炭=2:1:1。优选地，所述步骤c中，所述双氧水的质量浓度为30%，所述Fe2+与H2O2的摩尔比为 5 :1。优选地，所述步骤a中，用质量浓度为50%的盐酸调节所述聚氯乙烯生产废水的pH。优选地，所述步骤d中，所述pH为10，停留时间为lOmin。 优选地，所述步骤d中，所述碱为质量浓度为10%的NaOH溶液。本发明的优点是利用三元微电解产生的Fe2+、新生态的[H]和
的氧化还原反应，将部分难降解环状和 长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性，聚合铝铁的絮凝沉淀作用及电场作用吸附废水中的悬浮或胶体状态的小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的浊度，同时去除部分有机污染物质，最终实现化学需氧量(COD)和浊度满足回用水水质标准的要求。本发明除了投资省、占地面积小、处理稳定易操控，运行费用较低之外，还可以“以废治废”，实现废物的资源化。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了依据本发明的聚氯乙烯生产废水的处理工艺流程图。
具体实施例方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明是以Al-Fe-C三元微电解作为预处理，通过Fe2+、新生态的[H]和
的氧化还原反应、电化学附集、铁离子铝离子的混凝沉淀作用去除部分的悬浮物和有机物；利用微电解柱内填料层，对废水进行过滤，降低了废水的浊度；利用Fe2+与H2O2形成芬顿(Fenton)试剂,进一步氧化废水中的有机物,于沉淀池中投加碱,调节pH至10,形成沉淀，上清液排出，沉淀物经离心分离机脱水，统一处理。图1示出了依据本发明的聚氯乙烯生产废水的处理工艺流程图。参照图1，其具体处理方法如下步骤步骤a :调节聚氯乙烯生产废水的pH为4 5。开始,聚氯乙烯生产废水的pH为6 7，用质量浓度为50%的盐酸对聚氯乙烯生产废水的pH进行调节，使聚氯乙烯生产废水的pH为4 5，更具体地，可以调节至pH为4. 5。步骤b :微电解聚氯乙烯生产废水。接着,将上述经调节pH的聚氯乙烯生产废水通过污水泵注入三元微电解柱内，使得m(Al) m(Fe) m(C)为1:4 :4 3 :4 :4，更具体地，m(Al) m(Fe) : m(C)为1:2:2，其中，填料层与所述聚氯乙烯生产废水的重量比为1:1 3:1，以重量百分比计，填料层的配比为铁屑招屑活性炭=2:1:1。更具体地，三元微电解柱内的填料层与聚氯乙烯生产废水的重量比为2 :1，聚氯乙烯生产废水的电解温度为18 23°C，例如，20°C，并且聚氯乙烯生产废水在微电解柱内的电解时间为42 48min，更具体地，电解时间为45min。c.氧化经微电解后的聚氯乙烯生产废水。继续，聚氯乙烯生产废水经过微电解处理后，打开微电解柱下端的阀门，聚氯乙烯生产废水经重力作用自流到芬顿(Fenton)氧化反应池,在芬顿(Fenton)氧化反应池内投加质量浓度为27 33%的双氧水进行氧化反应，并使得Fe2+与H2O2的摩尔比为4 :1 6 :1，例如5 :1，同时对芬顿(Fenton)氧化反应池内的反应物进行搅拌，搅拌速度为150 250r/min，反应时间为15 25min ；步骤d :沉淀经氧化后的聚氯乙烯生产废水。接下来,打开芬顿(Fenton)氧化反应池下端的阀门，废水自流至沉淀池，向沉淀池内加入碱溶液，调节沉淀池内聚氯乙烯生产废水的PH值，碱可以是质量浓度为10%的NaOH溶液，将聚氯乙烯生产废水的pH值调整为
9.7 10. 3，更具体 地可以将pH值调整为10，在沉淀池内停留为8 12min，例如可以为IOmin,至形成上清液和沉淀物。e.排出沉淀物至离心分离机进行脱水处理。最后，将上清液从沉淀池的下端阀门排出，将沉淀物从沉淀池的底部排出。并且沉淀物经离心机分离脱水，离心分离机以1500 2000r/min的转速对沉淀物进行脱水，离心时间为15 20min。沉淀物经脱水后形成的渣饼含水率小于20%，渣饼由统一处理。其中，上清液的化学需氧量(COD)小于30mg/L，浊度小于2NTU，化学需氧量(COD)和浊度的平均去除率分别达到了 71. 8%和89. 2%，水质应达到《低压锅炉水质》(GB1576 - 2001)的要求。步骤f:收集、混合、均质聚氯乙烯生产废水。在步骤a之前还可以先收集聚氯乙烯生产废水，并混合均匀以进行后续步骤。本发明在三元微电解柱中，Fe、C和其它杂质以极小的颗粒的形式分散在铸铁内，由于其电极电位比铁的低，所以在电解质溶液中时便形成大量的微电池。其电极反应如下阳极Fe— Fe2++2eE0= - 0. 44V阴极2H+2e—H2 fE°=0. OOV(酸性条件)02+2H20+4e — 4OHE0=O. 41V (喊性条件)当系统中加入铝屑后，铝屑也能和活性炭形成原电池，其电极反应如下
阳极Al— Al3++3eE0= - 1.66V阴极2H+2e—H2 fEci=O. OOV(酸性条件) 02+2H20+4e — 40FE0=O. 41V (碱性条件)微电解的阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力可使某些不饱和发色基团的双键打开，破坏发色基团而除去色度，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性；阴极反应产生大量新生态的[H]和
，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度。Fe2+与H2O2形成芬顿试剂(Fenton试剂，是一种氧化能力很强的氧化剂，常用于废水的净化处理)，在酸性条件下，产生羟基自由基( 0H)，反应式为Fe2++H202 — Fe3++0H_+ 0H,羟基自由基( 0H)的氧化电位为2. 8V，可氧化大部分的有机物，从而进一步降低化学需氧量(C0D )。在沉淀池中经调节pH至9. 7 10. 3，反应产生Fe3+和Al3+，溶液成碱性时，可以形成Fe (OH) 3和Al (OH) 3，两者的协同作用形成聚合铝铁，它集铝盐和铁盐各自优点，对铝离子和铁离子的形态都有明显改善，聚合程度大为提高，依据协同增效原理，加上其良好的沉降性，对低温低浊水的净化处理效果特别明显，进一步降低了化学需氧量(COD)和浊度。聚氯乙烯生产废水在上述处理后，可实现化学需氧量(COD)和浊度达到工业回用水水质要求。以下提供本发明的3个实施例实施例1
本实施例处理的是5m3的聚氯乙烯生产废水原废水的pH为6，化学需氧量(COD)浓度为246. 5mg/L，浊度为23NTU。具体实施步骤如下首先，将聚氯乙烯生产废水，收集于酸碱调节池内进行混合、均质，并加入质量浓度为50%的盐酸将其pH调节为4. 5。然后，通过污水泵将聚氯乙烯生产废水注入三元微电解柱中，三元微电解柱内的m(Al) : Hi(Fe) : m(C)为1:2 :2，填料层与聚氯乙烯生产废水的重量比为2 :1，以重量百分比计，填料层的配比为铁屑铝屑活性炭=2:1:1。聚氯乙烯生产废水在三元微电解柱内的反应时间为45min，其经微电解反应处理后，打开三元微电解柱下端的阀门，聚氯乙烯生产废水经重力作用自流到芬顿(Fenton)氧化反应器内。接着，向芬顿(Fenton)氧化反应池内投加质量浓度为30%的H2024L，以200r/min的速度搅拌聚氯乙烯生产废水，使其反应20min。继而,打开芬顿(Fenton)氧化反应器下端的阀门，聚氯乙烯生产废水自流至沉淀池内，向沉淀池内加入质量浓度为10%的NaOH溶液，调节聚氯乙烯生产废水的pH值为10，并停留为lOmin，形成上清液和沉淀物。接下来，打开沉淀池的下端阀门将上清液排出，并将沉淀物从沉淀池的底部排出。沉淀物通过离心机分离脱水，离心分离机转速为1700r/min，离心分离时间为ISmin，沉淀物经脱水后形成渣饼，渣饼的含水率小于20%，渣饼由统一处理。实施例2本实施例处理的是Im3的聚氯乙烯生产废水原废水的pH为7，化学需氧量(COD)浓度为128.6mg/L，浊度为19NTU。具体实施步骤如下首先，将聚氯乙烯生产废水，收集于酸碱调节池内进行混合、均质，并加入质量浓度为50%的盐酸将其pH调节为4。然后，通过污水泵将聚氯乙烯生产废水注入三元微电解柱中，三元微电解柱内的m(Al) m(Fe) m(C)为1:4 :4，填料层与聚氯乙烯生产废水的重量比为1:1，以重量百分比计，填料层的配比为铁屑铝屑活性炭=2:1:1。聚氯乙烯生产废水在三元微电解柱内的反应时间为42min，其经微电解反应处理后，打开三元微电解柱下端的阀门，聚氯乙烯生产废水经重力作用自流到芬顿(Fenton)氧化反应器内。接着，向芬顿(Fenton)氧化反应池内投加质量浓度为27%的H2024L,以150r/min的速度搅拌聚氯乙烯生产废水，使其反应15min。继而，打开芬顿(Fenton)氧化反应器下端的阀门，聚氯乙烯生产废水自流至沉淀池内，向沉淀池内加入质量浓度为10%的NaOH溶液，调节聚氯乙烯生产废水的pH值为9. 7，并停留为8min，形成上清液和沉淀物。接下来，打开沉淀池的下端阀门将上清液排出，并将沉淀物从沉淀池的底部排出。沉淀物通过离心机分离脱水，离心分离机转速为1500r/min，离心分离时间为15min，沉淀物经脱水后形成渣饼，渣饼的含水率小于20%，渣饼由统一处理。实施例3本实施例处理的是IOm3的聚氯乙烯生产废水原废水的pH为6. 5，化学需氧量(COD)浓度为71.3mg/L，浊度为12NTU。具体实施步骤如下首先，将聚氯乙烯生产废水收集于酸碱调节池内进行混合、均质，并加入质量浓度为50%的盐酸将其pH调节为4. 5。然后，通过污水泵将聚氯乙烯生产废水注入三元微电解柱中，三元微电解柱内的m(Al) : Hi(Fe) : m(C)为3 :4 :4，填料层与聚氯乙烯生产废水的重量比为3 :1，以重量百分比计，填料层的配比为铁屑铝屑活性炭=2:1:1。聚氯乙烯生产废水在三元微电解柱内的反应时间为48min，其经微电解反应处理后，打开三元微电解柱下端的阀门，聚氯乙烯生产废水经重力作用自流到芬顿(Fenton)氧化反应器内。接着，向芬顿(Fenton)氧化反应池内投加质量浓度为33%的H2024L，以250r/min的速度搅拌聚氯乙烯生产废水，使其反应25min。继而,打开芬顿(Fenton)氧化反应器下端的阀门，聚氯乙烯生产废水自流至沉淀池内，向沉淀池内加入质量浓度为10%的NaOH溶液，调节聚氯乙烯生产废水的pH值为10. 3，并停留为12min，形成上清液和沉淀物。接下来，打开沉淀池的下端阀门将上清液排出，并将沉淀物从沉淀池的底部排出。沉淀物通过离心机分离脱水，离心分离机转速为2500r/min，离心分离时间为20min，沉淀物经脱水后形成渣饼，渣饼的含水率小于20%，渣饼由统一处理。本发明的优点是利用三元微电解产生的Fe2+、新生态的[H]和
的氧化还原反应，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性，聚合铝铁的絮凝沉淀作用及电场作用吸附废水中的悬浮或胶体状态的小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的浊度，同时去除部分有机污染物质，最终实现化学需氧量(COD)和浊度满足回用水水质标准的要求。本发明除了投资省、占地面积小、处理稳定易操控，运行费用较低之外，还可以“以废治废”，实现废物的资源化。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围 的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤 a.调节聚氯乙烯生产废水的pH为4 5; b.微电解所述聚氯乙烯生产废水，将所述聚氯乙烯生产废水注入三元微电解柱内，常温下反应，电解时间为42 48min，填料层与所述聚氯乙烯生产废水的重量比为1:1 3 :1 ; c.氧化经微电解后的所述聚氯乙烯生产废水，将经微电解后的所述聚氯乙烯生产废水通入Fenton氧化反应池，并投加质量浓度为27 33%的双氧水，使得Fe2+与H2O2的摩尔比为4 :1 6 :1，其中，搅拌速度为150 250r/min，反应时间为15 25min ； d.沉淀经氧化后的所述聚氯乙烯生产废水，其中，利用碱调节所述聚氯乙烯生产废水的pH至9. 7 10. 3，停留时间为8 12min ;以及 e.排出沉淀物至离心分离机进行脱水处理，其中，所述离心分离机的转速为1500r/min 2000r/min,离心分离时间为15 20min。
2.如权利要求1所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，在所述步骤a前还包括步骤f :收集、混合、均质聚氯乙烯生产废水。
3.如权利要求1所述的氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤b中，通过污水泵将所述聚氯乙烯生产废水注入所述三元微电解柱内。
4.如权利要求1所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤b中，所述三元微电解柱内的m(Al) : m(Fe) : m(C)为1:4 :4 3 :4 :4。
5.如权利要求1所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤b中，所述填料层与所述聚氯乙烯生产废水的重量比为1:2。
6.如权利要求5所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤b中，以重量百分比计，所述填料层的配比为铁屑铝屑活性炭=2:1:1。
7.如权利要求1所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤c中，所述双氧水的质量浓度为30%，所述Fe2+与H2O2的摩尔比为5:1。
8.如权利要求1所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤a中，用质量浓度为50%的盐酸调节所述聚氯乙烯生产废水的pH。
9.如权利要求1至8任一项所述的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤d中，所述pH为10，停留时间为IOmin0
10.如权利要求1至8任一项的聚氯乙烯生产废水的处理工艺，其特征在于，所述步骤d中，所述碱为质量浓度为10%的NaOH溶液。
全文摘要
本发明提出一种聚氯乙烯生产废水的处理工艺，包括调节聚氯乙烯生产废水的pH为4～5；微电解聚氯乙烯生产废水，电解时间为42～48min，填料层与聚氯乙烯生产废水的重量比为11～31；氧化经微电解的聚氯乙烯生产废水，投加质量浓度为27～33%的双氧水，使得Fe2+与H2O2的摩尔比为41～61，搅拌速度为150～250r/min，反应时间为15～25min；沉淀经氧化的聚氯乙烯生产废水，利用碱调节聚氯乙烯生产废水的pH至9.7～10.3，停留时间为8～12min；排出沉淀物至离心分离机进行脱水处理。采用本发明使得废水中的COD和浊度满足要求，降低成本，减少反应时间和占地面积。
文档编号C02F9/06GK103058426SQ201210579649
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者曹雨平, 刘亚凯, 杨瑞洪, 邓阳清 申请人:江苏理工学院