含胶乳污水处理方法的研究

第18卷第8期精细与专用化学晶Aug. 20102010年8月Fine and Specialty Chemicals39 ●含胶乳污水处理方法的研究徐东梅'，戴海林'，彭少辉'，张卫明'，张义勇'(1.中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳457162;2.中石油管道公司北京输油气分公司，北京102400)摘要;介绍了羧基丁苯胶乳生产过程中的废水情况和污水处理方法，对污水进行实验研究，提出了含胶乳污水处理的新方法。通过实验研究，确定处理胶乳污水的最佳方案为: n (CaCl) 'n (CaO)为20 1, PAM加量为1.0mg/L,经过混凝处理后水质pH≈9，COD: 330mg/L， BOD: 78mg/L, 石油类: 3. 50mg/L, SS: 72mg/L, 氟离子: 785mg/L.达到GB8978- -96 污水排放三级标准要求，也符合进污水处理场要求。关键词:羧基丁苯胶乳;胶乳溶液;污水处理:混凝法Research on the treatment method of sewage containing latexXU Dong mei', DAI Hai-lin' , PENG Shao-huil，ZHANG Wei-ming' , ZHANG Yi-yong°(1. The Natural Gas Processing Plant, Zhongyuan Oilfield Company, Puyang 457162, China;2. Beiing Oil (gas) Transportation Company, China Petroleum Pipeline Company, Beijing 102400, China)Abstract: The waste water and sewage treatment of the carboxyl styrene butadiene latex production processwere introduced. The waste water was tested, and then the new latex sewage treatment method was brought for-ward. Through the experimental study, the best solution of latex waste water is determined as follow :n(CaCl) :n(Ca0)=2: 1, PAM:1. 0mg/L, after coagulation treated water pH= 9, COD: 330mg/L,BOD: 78mg/L, pe-troleum: 3. 50mg/L, SS: 72mg/L, Cr : 785mg/L, up to integrated waste water discharge standard GB8978-96, but also in line with requirements into the sewage treatment plant.Key words: carboxyl styrene butadiene latex; latex solution; sewage treatment; coagulation合成胶乳广泛应用于造纸、地毯、印染、轮理。本文介绍羧基丁苯胶乳生产过程中的污水情况胎、制革、固井、建筑和黏合剂等行业，但胶乳制和污水处理方法。通过对污水进行试验研究，提出品在生产过程中要产生污水，内含杂质主要为悬浮了胶乳污水处理新方法，并确定处理胶乳污水的最物、胶体物和溶解物3种，必须予以治理才能达到佳方案。国家规定的排放标准[.0。中原油田天然气处理厂丁苯胶乳生产装置于1污水情况2005年1月18日正式建成投产，主要生产造纸用1.1正常生产 下的污水羧基丁苯胶乳，生产能力为6000t/a。 羧基丁苯胶正常生产时从脱气釜回收苯乙烯后排放少量含乳是丁苯胶乳系列产品之一，它以丁二烯、苯乙苯乙烯废水，这部分废水量小，苯乙烯含量低，属烯、羧酸等为原料，采用高温、低皂乳液聚合工于可生化废水，可直接排往污水处理场。艺，经自由基多元共聚而成，产品外观呈乳白色或.1.2 冲洗污水微蓝色。正常生产时从脱气釜排出少量含苯乙烯污周期性清洗聚合釜等设备、设备检修、过胶过水，周期性设备清洗、设备检修、胶乳装桶和清洗程、胶乳装桶和清洗时产生的污水，胶乳含量约时也产生污水，这些污水中污染物浓度大，不易被1%,中国煤化工E排放。生物降解，必须对胶乳生产中排放的污水进行处1.3MYHCNMHG收稿日期: 2010-03- 31作者简介:徐东梅(1981-), 女工程师，主要从事化工研发和生产。●40●精细与专用化学品第18卷第8期由于装置使用的高压电线属单回路，一旦遇到1.4胶乳污水水 质监测雷雨或其他因素停电，反应初期的产品就会报废，上述污水总量可达2万m'/a,外观呈均一稳报废的产品直接排放形成污水。定的乳浊液，含胶乳污水水质检测数值见表1.表1含胶乳污水水质检测及 与国家标准对比表mg/L序258化学需氧生化需氧悬浮物项目pH值石油类挥发酚硫化物氨氮Ct量(COD)量(BOD)(SS)污水水质检测8. 69149001666. 5387未检出2.80 125污水处理场进水要求6~9≤800≤300≤500≤150≤30≤40≤80≤800GB8978-96《污水综合6~9≤400≤2.0≤2. 0排放标准>三级标准[]由上表可以看出，胶乳装置污水中COD值高不需增加任何化学试剂,但一次性投资大;混凝法工达14900mg/L,达不到能直接排放的GB8978--96艺简单,去除效果好,处理费用低,但需增加加药设《污水综合排放标准》三级排放标准及附近污水处理备。鉴于胶乳厂冲洗污水及事故状态污水污染物多场进水要求,必须对含胶乳污水进行处理。而复杂,又是间断排放,故选用混凝法处理污水。2处理方法的选择3实验部分目前使用的污水处理方法主要有物理法、生物.3.1试剂及仪器法和化学法明。无水氯化钙,分析纯,镇江市化剂厂;硫酸铁2.1物理法(M )铵,分析纯,天津市耀华化工厂;氢氧化钠,分析物理法[0是利用物理作用分离污水中主要呈悬纯,天津市博迪化工有限公司;氯化钠,分析纯,北京浮状态的污染物质,处理技术有沉淀(重力分离).筛北化精细化学有限责任公司;0.05mol/LAgNO3.滤(截留)、气浮、反渗透。由于此胶乳污水中胶体微5%铬酸钾,实验室自配;0.1%聚丙烯酰胺(PAM)、粒较小(0.1~ 1mm),带电,为保持电中性,胶体微石灰乳,中原油田采油五厂提供。粒需在其周围吸附异性离子形成稳定的双电层结DCG-C型多功能磁力搅拌器,巩义市予华仪器构,难以借助重力的作用而沉降。厂;GRX-9073BS电热恒温鼓风干燥箱,无锡苏嘉试2.2 生物法验设备厂;PHS-ZC型精密酸度计,上海雷磁仪器生物法[5]是利用微生物新陈代谢功能，使污水厂。中的有机污染物降解为无害物质,使污水净化,处理3.2实验方法工艺有活性污泥法和生物膜法。由于生物法占地面污水试样取自胶乳污水蓄水池,外观呈白色均积大场地有限，故不适用。-乳状液。实验采用烧杯试验方法,取适量含胶乳2.3化学法.污水,为增加混凝效果,调节pH值加人混凝剂进化学法[(.s]就是利用化学反应来分离和回收污行搅拌,污水试样中有混凝、絮凝类物析出时,加入水中的污染物,或转化为无害的物质。处理技术有絮凝剂PAM,稍加搅拌,絮凝物即与水分离并沉淀混凝法、中和法.氧化还原法、电解法、吸附法、电渗于烧杯底部,过滤,对滤液进行各项指标的分析,滤析法.汽提法、吹脱法、萃取法等。饼烘干、焚烧。2.4处理方 法的选择实验采用单因素法筛选最佳处理条件。含胶乳污水处理可以排至厂区蓄水池自然蒸4中国煤化工发,但蓄水池容量有限,不能彻底清除污染源;胶乳污水中含有各种高分子化学药剂,不能排至附近污4.1.MYHCNMHG水处理场。已工业化的含胶乳废水处理方法有超滤查询资料([,.] ,对选用混凝剂:NH,Fe(SO\)z●法和混凝法[间] ,超滤过程[”是动态过滤，操作简便,12H2O、NaCl. NaCl和CaCl2混合液、CaCl2、CaO2010年8月徐东梅等:含胶乳污水处理方法的研究●41●进行实验来确定最佳混凝剂。取适量胶乳污水试1.0mg/LPAM,分别对上述混凝剂的混凝效果进.样,用NaOH溶液调节pH值在9~10,混凝后加入行验证,实验结果见表2.表2混凝剂的筛选实验序号混凝剂现R1 NHFe (SO,)2●12H2O出现絮凝沉淀， 但上部液体有浅红色NaCl无效果3 NaCl和CaCl, 混合液有絮凝产生，用滤纸过滤无滤渣CaC2污水分层，上部为清液，随着静置时间延长，清液渐多，滤纸过滤形成白色膏状滤饼5 CaO污水分层，加量很大时，上部为清液，处理后pH值偏高，不符合国标要求，需酸碱中和通过上述实验可以看出，CaCl2 的混凝效果较量的继续增加，混凝效果增加不明显。这是由于在好，选用CaCl2作为含胶乳污水处理混凝剂。pH值一定情况下，起混凝作用的主要是Ca2+与4.2最佳pH值的确定OH形成的氢氧化钙沉淀，随着混凝剂加人量的增按《中华人民共和国国家标准污水综合排放标加，混凝效果越来越明显，当加入的Ca2+与OH准GB8978- -1996》中污水排放pH值为6~9，优完全反应后，继续增加CaClz,没有Ca(OH)2生选最佳pH值，结果如表3所示。成，因此混凝效果增加不明显。4.4絮凝剂用量的确定表3 pH值的筛选实验取适量污水试样，调节pH值为8.5, CaCl2加.序号混凝剂pH值象量1.0g/L,改变PAM加入量，实验结果见表5。CaCl27.5基本无絮凝物形成表5絮凝剂加量的确定mg/I2 CaCl2 8.0 形成絮凝物的时间长,量少,沉淀絮凝剂不完全(PAM)加量3 CaCl 8.5 形成絮凝物,加人PAM后较快1 不加絮凝剂 有絮状物生成，但沉淀较难，也会地形成沉淀分层，清液较少，絮凝物和水分CaCl2 9.0 状态 如试样3,无明显变化CaCl2 11.0 状态如试样3,无明显变化,溶液离的不够充分pH值超标20.4絮凝物迅速抱团，呈大块蛋花状，形成沉淀层通过上表可以看出，pH值为8.5时混凝效果30.8现象如第二个试样，形成沉淀层的沉积时间与第二试样相同最佳，处理后的污水pH值符合GB8978- -96污水41.0絮凝物立即抱团形成大絮块沉淀,排放及进污水处理场pH值要求。有沉淀层4.3范区混凝剂用量 的确定51.2絮凝物立即抱团形成大絮块沉淀，取适量污水试样，调节pH值为8.5，加入1.0mg/L PAM,改变CaCl2加量，实验结果见表4.表4混凝剂加量的确定g/L从表5可以看出，只加混凝剂CaCl2,不加絮凝剂PAM时，有絮状物生成，但沉淀较难;溶液现象加量也会分层，但清液较少;絮凝物和水的分离效果不0.8上 部液相混浊，不够清澈1.0. 上 部液相较清澈，但能明显看出有很多佳，很难进行下一步滤液滤渣的分离。随着PAM加入量的增加，形成的清液越多，分层效果越好，小的悬浮物1.2上部 液相悬浮物较少依据上述实验结果中国煤化工1.4较第3个试样， 无明显变化确定MH量为1. 0mg/L,混凝剂C N M H G水处理效果较好。从表4可以看出，CaCl2加入量从0.8g/L增取效果较好的污水处理试样进行检测，结果见加到1.2g/L时，混凝效果逐渐增强，但随着加入表6。， 42精细与专用化学品第18卷第8期表6混凝处理后污水水质检测数据表mg/L序号1457化学需氧生化需氧项目pH值量(COD)量(BOD)石油类悬浮物(SS) 挥发酚硫化物氨氮Cr处理后污水水质检测7. 7539490. 13.63150未检出0. 142962从表6可以看出，经过CaCl,和PAM混凝处4.5石灰乳与氯化钙的复 配理后，污水水质指标达到了GB8978-96污水排放由以上实验可知，氯化钙作为混凝剂处理后的三级标准要求，仅CI浓度2962mg/L大于污水处污水氯离子量大大超过进污水处理场指标，为使污理场进水要求(≤800mg/L)， 处理过程中CaCl2水达标，采用氯化钙与石灰乳复配作为联合混凝剂来处理污水。带来了CI，为了减少CI的含量，仍需对混凝剂进保持有效Ca2+总量不变的条件下，改变石灰行优化实验研究。乳和氯化钙加量的比例，实验效果见表7。丧7氯化钙与石灰乳复配使用的确定及现象n(CaCl2) ; n(CaO)CaCl2加量/g石灰乳加量/g现象备注低钙离子含量对比0. 06(即0. 00054mol钙0. 106(即0. 00016mol没有混凝效果,不能钙离子添加量不足实验离子)钙离子)实现污水净化21110. 077(即0.009mo00. 502(即0. 00745mol出现明 显效果,加入pH 值超标1.0mg/L PAM后混凝物抱团长大,测pH=1232:10. 079(即0. 00071mol 0. 216(即0. 00032mol出现明显效果,加入pH 值为9,氯离子1. 0mg/L PAM后浓度 = 785mg/L, .混凝物抱团长大,测符合 进污水处理pH=9.0场指标要求由表7数据分析可知，当石灰乳加量较少时，外观清澈，指标符合要求。石灰乳与氯化钙的复配不足以破坏胶乳污水的均一性，CaCl2 也不能在- -定使用在污水处理中具有较好的净水效果，可有效减的碱度下对污水发挥作用;但石灰乳加量过大时，小药剂费用，简便操作，为国内胶乳污水处理方案又使得处理后的污水pH值超标，达到12,最终确定提供了参考，并提出了含胶乳污水处理的新方法。n(CaCl2) : m(CaO)最佳复配比为2: 1.参考文献石灰乳与氯化钙复配,其中石灰乳提供碱性环境,氯化钙提供了无机盐离子破乳作用,相互匹配,[1] 谷和平,赵黛青，李明海，等.膜超谑法处理合成胶乳废水[J].南京化工大学学报(自然科学版), 1998, 20(3)36-39.处理前后均不用调节pH值,使处理后污水pH=9,[2]中华人民共和国国家标准污水综合排放标准GB8978-96 [S].COD:330mg/L, BOD:78mg/L,石油类:3. 50mg/L,国家环保局，1996-10-4批准1998-1-1实施.Ss:72mg/L,CI :785 mg/L,各项指标符合进石油[3] 于凤文,嫩登祥,计建炳.生物柴油处理硝基苯废水的研究[J].精细与转用化学品，2010,18(4):21-23.化工总厂污水处理场指标要求。[4]黄凡.乳胶制晶生产过程的污水治理初探[].中山大学学报5结论-11.0中国煤化工工业出版.19.2经过以上实验研究，最后确定处理胶乳污水的6];HCN M H G兰化科技，1991, 9(1);61-65.最佳方案为:n(CaCl2):n(CaO)为2:1,[7]彭日亮，陈泽萍。超魄技术在生活污水处理回用系统中的应PAM加量1.0mg/L,处理后的污水经过滤后滤液用[].华北电力技术, 2005(8):24-26, 54.