懸浮聚合法聚氯乙烯離心母液的生化處理研究.pdf

1、近十年來，聚氯乙烯(PVC)生產(chǎn)量不斷增加，但是PVC生產(chǎn)過程中需要大量的淡水資源，同時(shí)釋放出相當(dāng)數(shù)量含有害物質(zhì)的生產(chǎn)廢水(即PVC離心母液)，對(duì)環(huán)境和淡水資源供應(yīng)造成了嚴(yán)重威脅，因此很有必要采取有效措施進(jìn)行水污染控制和水循環(huán)利用。目前國(guó)外還沒有該類廢水處理的報(bào)道，國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)企業(yè)一般將離心母液混合其他廢水經(jīng)簡(jiǎn)單處理排放。探索并研制高效處理工藝，以實(shí)現(xiàn)聚氯乙烯離心母液的達(dá)標(biāo)排放和循環(huán)利用，對(duì)該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

2、 本文首先分析了懸浮法聚氯乙烯離心母液的來源和特性，并對(duì)國(guó)內(nèi)外的治理現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。通過對(duì)各種離心母液處理方法的分析比較，提出了生化工藝處理該類廢水的方案。為此我們?cè)谔旖驑方鸫蠊粱瘜W(xué)有限公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，以實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)廢水作為處理對(duì)象，對(duì)兩套生化處理工藝(單一好氧工藝、厭氧—好氧工藝)進(jìn)行了為期兩年的系統(tǒng)研究。具體內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.廢水水質(zhì)分析是實(shí)施廢水排放治理的前提和基礎(chǔ)。目前離心母液化學(xué)成分的確定大都是從聚氯乙烯工藝流程推

3、測(cè)得出，并沒有科學(xué)的依據(jù)。本研究采用多種分析手段，首次完成PVC離心母液化學(xué)成分的定性定量分析，為該類廢水處理方法的合理選擇提供了有利的依據(jù)。結(jié)果表明：聚氯乙烯離心母液中的主要有機(jī)物是雙酚A，而不是有關(guān)文獻(xiàn)所說的聚乙烯醇(PVA)。 2.采用自我設(shè)計(jì)的4級(jí)內(nèi)循環(huán)式好氧生物膜反應(yīng)器串聯(lián)新工藝(單一好氧工藝)對(duì)懸浮法PVC離心母液廢水進(jìn)行中試試驗(yàn)，研究了不同停留時(shí)間下系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物和濁度的處理效果以及系統(tǒng)的抗沖擊能力；觀察了生物膜的

4、生長(zhǎng)和發(fā)展規(guī)律；對(duì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素(懸浮物、搖蚊幼蟲和營(yíng)養(yǎng)物)進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的控制措施，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，得出各級(jí)反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)降解動(dòng)力學(xué)模型。最后對(duì)該工藝的工程化概況進(jìn)行了介紹。該研究為PVC離心母液以及類似廢水的處理工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供了理論依據(jù)，具有重要的實(shí)用價(jià)值和指導(dǎo)作用。 a)試驗(yàn)結(jié)果表明：該工藝啟動(dòng)迅速，在HRT為14h時(shí)，廢水COD總?cè)コ士蛇_(dá)75％以上，出水COD濃度低于50mg/L，完全可以達(dá)

5、到排放標(biāo)準(zhǔn)，也可經(jīng)深度處理回用于生產(chǎn)。 b)根據(jù)基質(zhì)降解動(dòng)力學(xué)模型，得出該廢水中不可生物降解的基質(zhì)濃度在20mg/L左右，分別測(cè)得各反應(yīng)器內(nèi)的Ks為：439.7、146.2、43.36、15.43mg/L，Umax值72.92、20.79、7.22、4.18g/(m2·h)。 c)該工藝工程化運(yùn)行結(jié)果表明：離心母液經(jīng)過處理，COD去除率在85％以上，出水COD在50mg/L以下，完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；生化出水經(jīng)過砂濾、臭

6、氧氧化、活性炭過濾等深度處理后，各項(xiàng)指標(biāo)(COD、pH、濁度、電導(dǎo)率)均達(dá)到回用要求?；赜盟奶幚碣M(fèi)用低于自來水基本水費(fèi)(天津)，回用水和自來水制備脫鹽水的噸水費(fèi)用比較表明，回用水更占優(yōu)勢(shì)。 3.為提高離心母液的可生化性能以獲得更好的處理效果，在采用單一好氧工藝處理離心母液的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們又采用厭氧—好氧工藝處理離心母液的試驗(yàn)研究。在該研究中，著重考察了厭氧裝置(EGSB反應(yīng)器)的運(yùn)行狀況和顆粒污泥的生物特性，以探討EGSB

7、反應(yīng)器處理低濃度難降解化工廢水的可行性。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把厭氧—好氧工藝與單一好氧工藝進(jìn)行對(duì)照，并對(duì)兩種工藝進(jìn)行比較、評(píng)價(jià)。具體試驗(yàn)結(jié)果如下： a)FGSB反應(yīng)器采用消化污泥和顆粒污泥混合接種，在40d內(nèi)即啟動(dòng)成功；投加易生化物質(zhì)、啟動(dòng)之初即采用較高水力負(fù)荷有利于反應(yīng)器的快速啟動(dòng)；有機(jī)物的去除主要集中在污泥區(qū)；溫度對(duì)EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行影響較大。 b)在反應(yīng)器運(yùn)行半年后，EGSB反應(yīng)器中顆粒污泥的形狀、顏色、粒徑分

8、布、沉降速度、元素成分等方面都發(fā)生了的變化；污泥最大產(chǎn)甲烷活性為115ml/(gVSS·d)；通過掃描電鏡，在顆粒污泥表面觀察到一些絲狀菌和短桿菌等，但菌體密度不高；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)顆粒污泥活性影響十分明顯。 c)采用EGSB反應(yīng)器與內(nèi)循環(huán)式好氧生物膜反應(yīng)器串聯(lián)工藝對(duì)離心母液廢水進(jìn)行處理，在控制溫度35±2℃條件下，當(dāng)EGSB反應(yīng)器HRT為8h，好氧反應(yīng)器HRT為6h時(shí)，系統(tǒng)總的TOC去除率可以達(dá)到95％以()。厭氧段去除了50％左