申请日2014.11.24
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C02F9/06; C02F103/38
摘要
本发明涉及一种PVA生产装置废水的处理方法，步骤为：步骤1，将生产装置废水pH调节到2～4;步骤2，生产装置废水进入铁碳微电解反应池进行反应;步骤3，生产装置废水进入Fenton氧化反应池进行反应;步骤4，向Fenton氧化反应池的出水中加入碱，絮凝沉降该出水中的铁离子;步骤5，Fenton氧化反应池的出水进入一级好氧反应池进行反应;步骤6，一级好氧反应池的出水进入二级好氧反应池进行反应，出水经过二沉池沉降后达标排放。本发明所述的处理方法，采用组合工艺弥补单一工艺对PVA生产装置废水COD去除不彻底的缺陷，深度处理PVA生产装置废水，最终实现PVA生产装置废水的达标排放，处理效果显著，维护简单，投资少，成本低。
权利要求书
1.一种PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，预处理：向PVA生产装置废水中加入酸，将其pH调节到2～4;
步骤2，铁碳微电解：预处理后的PVA生产装置废水，进入铁碳微电解反应池，曝气反应，气水比为6:1～10:1，停留0.5～4h，对PVA生产装置废水进行处理，处理后PVA生产装置废水中Fe2+浓度为100～300mg/L;
步骤3，Fenton氧化：经铁碳微电解处理后的PVA生产装置废水，进入Fenton氧化反应池，加入H2O2，浓度为500～1500mg/L，充分搅拌进行反应，停留1～6h;
步骤4，絮凝沉降：向Fenton氧化反应池的出水中加入碱，调节该出水的pH至7～8之间，充分搅拌，絮凝沉降该出水中的铁离子;
步骤5，一级好氧：絮凝沉降后，Fenton氧化反应池的出水进入一级好氧反应池，污泥浓度为1.5～2.5g/L，采用微孔爆气法曝气，维持氧含量在2～4mg/L，停留8～22h;
步骤6，二级好氧：一级好氧反应池的出水进入二级好氧反应池，污泥浓度为2～3g/L，采用微孔爆气法曝气，维持氧含量在2～4mg/L，停留时间为3～17h，二级好氧反应池的出水经过二沉池沉降后，二沉池的出水达标排放。
2.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤1中，所述PVA生产装置废水的水质为：COD浓度为1000～1600mg/L，pH为6.5～7.5，PVA含量为300～400mg/L，主要污染物为PVA和醋酸根。
3.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤1中，加入的酸为硫酸。
4.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤2中，停留时间为1～2h。
5.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤3中，停留时间为2～4h。
6.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤4中，加入的碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。
7.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤5中，停留时间为10～20h。
8.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤6中，停留时间为5～15h。
9.如权利要求1所述的PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于：步骤6中，所述二沉池的出水，其COD小于60mg/L，满足《污水综合排放标准(GB8978-1996)》二类污染物一级排放标准要求。
说明书
一种PVA生产装置废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业生产装置废水处理技术领域，具体说是一种PVA生产装置废水的处理方法。尤指利用“铁碳微电解+Fenton氧化+二级好氧”工艺深度处理PVA生产装置废水的方法。
背景技术
工业废水是水污染的重要来源，占我国总污水排放量的百分之四五十左右，工业废水中由于含有高浓度的难降解污染物，导致其可生化性较差，盐度大，难以通过常规处理方法实现达标排放，对企业自身和周边环境造成巨大压力。
PVA(聚乙烯醇)是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物，分为纤维和非纤维两大用途，具有独特的粘结、耐油以及气体阻绝等特性，应用范围涉及纺织、食品、医药、造纸、印刷等行业。PVA生产过程中伴随产生大量的PVA生产装置废水，该废水具有有机物浓度高、水质水量变化大以及难生物降解等特点，属难处理的工业废水，应用常规的生物方法处理难以实现达标排放。
以四川某化工厂的生产装置所产生的PVA生产装置废水为例，该废水的pH为7左右，COD浓度为1000～1600mg/L，废水中含有的主要污染物为醋酸根和PVA，其中PVA属难生物降解有机物，含量为400～500mg/L，难以通过普通生化工艺实现达标排放。
铁碳微电解又称内电解法，是利用Fe/C原电池电解反应对废水进行预处理的技术，Fe/C原电池电解反应过程中产生Fe2+离子和H自由基，通过氧化还原、絮凝吸附、催化氧化以及络合沉积等作用对工业废水进行处理，不仅能去除废水中部分有机物，同时还能降低废水毒性，提高废水的可生化性。铁碳微电解具有适用范围广、处理效果好以及成本低廉等优点，并且利用废铁屑作为原料，具有废物资源再利用的意义。
Fenton反应是一种高级氧化技术，是指H2O2在Fe2+的催化下发生一些列链反应、生成高活性的羟基自由基的过程，羟基自由基具有很强的氧化能力，通过电子转移、亲电加成、脱氢反应等作用分解废水中的大部分有机污染物，常被用于造纸废水、含油废水、农药、防腐剂以及垃圾渗滤液等难降解废水的预处理。Fenton反应具有操作简单、氧化能力强、处理效率高、不产生二次污染等优势，引起了国内外的重视，成为水处理的研究热点。
好氧是最常见的生物处理工艺，该工艺通过微生物的吸附降解作用，将废水中的有机物转化为H2O和CO2等无害产物，从而实现废水的达标排放，随着废水排放量增大和环保标准的更加严格，采用二级好氧对废水进行处理显得尤为必要，二级好氧不仅降低了COD负荷对污泥系统的冲击，同时进一步的去除废水中的有机物，深度净化废水，实现废水的达标排放。
专利“铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法”(申请号201310672391)介绍了一种铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，将含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节pH为2～4，然后将含肼及其衍生物废水通过微电解柱，同时向微电解柱中鼓气，含肼及其衍生物废水在微电解柱中的平均停留时间为2～24小时。所述微电解柱为Fe-C微电解柱，采用铁和炭为填料，铁、炭重量比为6:1～30:1，微电解柱中的填料铁为颗粒状或碎屑状的海绵铁、铁刨花或废铁屑铁制品，微电解柱中的填料炭为柱状、颗粒状或碎屑状的活性炭，填料铁和炭的粒径均为1～50mm。该发明简单可行、成本相对低廉，废水中COD去除率能达到70%～80%。
“反渗透-微电解集成技术处理印染废水”(段晓笛、马宁，内蒙古工业大学学报，2008,27(3):178-181)介绍了一种采用反渗透-微电解集成技术处理印染废水的技术。印染废水先经反渗透膜处理，反渗透膜的透过液达到了再生水的水质，浓缩液再利用铁碳微电解处理，处理后达标排放。实验结果表明，在最佳条件下，铁碳微电解法对印染废水浓缩液处理十分有效，COD、浊度、色度去除率分别达到75%、99%、100%。
铁碳微电解处理工业废水具有工艺简单，效果明显优势，但对于一些难处理、难降解的工业废水，单一的铁碳微电解处理并不能达到排放标准或者达到满意的效果，因此，需要结合其他工艺进一步的进行深度处理。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种PVA生产装置废水的处理方法，可以有效去除PVA生产装置废水中的污染物，实现PVA生产装置废水的达标排放。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种PVA生产装置废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，预处理：向PVA生产装置废水中加入酸，将其pH调节到2～4;
步骤2，铁碳微电解：预处理后的PVA生产装置废水，进入铁碳微电解反应池，曝气反应，气水比为6:1～10:1，停留0.5～4h，对PVA生产装置废水进行处理，处理后PVA生产装置废水中Fe2+浓度为100～300mg/L;
步骤3，Fenton氧化：经铁碳微电解处理后的PVA生产装置废水，进入Fenton氧化反应池，加入H2O2，浓度为500～1500mg/L，充分搅拌进行反应，停留1～6h;
步骤4，絮凝沉降：向Fenton氧化反应池的出水中加入碱，调节该出水的pH至7～8之间，充分搅拌，絮凝沉降该出水中的铁离子;
步骤5，一级好氧：絮凝沉降后，Fenton氧化反应池的出水进入一级好氧反应池，污泥浓度为1.5～2.5g/L，采用微孔爆气法曝气，维持氧含量在2～4mg/L，停留8～22h;
步骤6，二级好氧：一级好氧反应池的出水进入二级好氧反应池，污泥浓度为2～3g/L，采用微孔爆气法曝气，维持氧含量在2～4mg/L，停留时间为3～17h，二级好氧反应池的出水经过二沉池沉降后，二沉池的出水达标排放。
在上述技术方案的基础上，步骤1中，所述PVA生产装置废水的水质为：COD浓度为1000～1600mg/L，pH为6.5～7.5，PVA含量为300～400mg/L，主要污染物为PVA和醋酸根。
在上述技术方案的基础上，步骤1中，加入的酸为硫酸。
在上述技术方案的基础上，步骤2中，停留时间为1～2h。
在上述技术方案的基础上，步骤3中，停留时间为2～4h。
在上述技术方案的基础上，步骤4中，加入的碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。
在上述技术方案的基础上，步骤5中，停留时间为10～20h。
在上述技术方案的基础上，步骤6中，停留时间为5～15h。
在上述技术方案的基础上，步骤6中，所述二沉池的出水，其COD小于60mg/L，满足《污水综合排放标准(GB8978-1996)》二类污染物一级排放标准要求。
本发明所述的PVA生产装置废水的处理方法，采用“铁碳微电解+Fenton氧化+二级好氧”组合工艺，该组合工艺可以弥补单一工艺对PVA生产装置废水COD去除不彻底的缺陷，深度处理PVA生产装置废水，最终实现PVA生产装置废水的达标排放，该组合工艺具有处理效果显著，维护简单，投资少，成本低等优势。
本发明所述的PVA生产装置废水的处理方法，创新点在于利用铁碳微电解和Fenton氧化反应降低PVA生产装置废水的COD，提高PVA生产装置废水的可生化性，通过二级好氧的深度处理实现PVA生产装置废水达标排放，解决了难降解化工废水的排放和治理难题，实现PVA生产装置废水的达标排放，具有显著的经济和社会效益。