申请日2013.11.07
公开(公告)日2015.05.20
IPC分类号C02F103/38; C02F9/14
摘要
本发明公开一种不饱和聚酯废水的处理方法，包括以下内容：(1)精馏处理不饱和聚酯废水，对高沸点的物料组分进行浓缩回收，低沸点的物料组分经冷凝后形成有机废水;(2)将步骤(1)冷凝后的有机废水pH调节至5.0-6.5并补加营养物质;(3)步骤(2)的有机废水进行高温厌氧处理，处理温度为55~60℃;(4)步骤(2)厌氧处理后的废水进行好氧处理，处理后可达标排放。该方法能够彻底解决不饱和聚酯废水的污染，使其无害化，具有生化处理效果好、生化处理系统运行平稳、有机物料回收率高，以废治废、占地小、经济实用、操作稳定等特点，处理出水可达标排放。
权利要求书
1. 一种不饱和聚酯废水的处理方法，其特征在于包括以下内容：
(1)精馏处理不饱和聚酯废水，对高沸点的物料组分进行浓缩回收，低沸点的物料组分经冷凝后形成有机废水;
(2)向步骤(1)冷凝后的有机废水中补加含N、P元素的营养物质;
(3)步骤(2)的有机废水进行高温厌氧处理;
(4)步骤(3)厌氧处理后的废水进行好氧处理，处理后可达标排放。
2. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述的不饱和聚酯废水来自不饱和聚酯树脂生产过程中的缩聚反应阶段，不饱和聚酯废水中有机物浓度为10 wt%~20 wt%。
3. 根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：不饱和聚酯废水中有机物包括乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、苯酐、顺酐。
4. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(1)中精馏处理条件为精馏塔塔内温度95℃~110℃，塔顶冷凝液温度75~80℃，全回流时间1~2 h，馏出液体积占总体积的80~85%，液相回流比3~5:1。
5. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(2)中含N、P元素的营养物质包括硝酸盐和磷酸盐类无机物。
6. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(2)中含N、P元素的营养物质为人畜粪便，以有机废水的体积计，粪便的投加量为5~40 g/L。
7. 根据权利要求1或6所述的处理方法，其特征在于：步骤(2)中将有机废水pH调节至5.0-6.5，利用氢氧化钠和碳酸钠调整有机废水的pH值，氢氧化钠和碳酸钠投加质量比为3~5:1。
8. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(3)中所述的高温厌氧处理采用常规的厌氧反应器，反应器容积负荷10~30 kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为10~20 h，处理温度为55~60℃。
9. 根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于：所述的厌氧反应器包括IC、UASB、EGSB或AFB。
10. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(4)中好氧处理选用MBR膜生物反应器。
11. 根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于： MBR膜生物反应器容积负荷为2.0~5.0 kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为5~10 h，污泥浓度为5.0~8.0g/L。
12. 根据权利要求10或11所述的处理方法，其特征在于：MBR膜生物反应器采用聚烯烃中空纤维膜组件，运行膜通量0.2～0.4 ?/(㎡·d)，运行压力范围-5㎝Hg ～ -40㎝Hg。
说明书
一种不饱和聚酯废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种不饱和聚酯废水的处理方法，特别是涉及一种不饱和聚酯树脂(UPR)生产过程中缩聚反应阶段产生的聚酯废水的处理。
背景技术
不饱和聚酯树脂(UPR)是由二元酸、二元醇发生化学缩聚反应而制得，高浓度不饱和聚酯废水主要是在醇酐在缩聚反应中的生成水，有机物含量高达约15 wt%，主要为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、苯酐、顺酐等反应物料和一些低分子聚酯单体等中间产物。
早期的聚酯企业多采用热媒炉焚烧的方法处理聚酯蒸汽，但由于系统压力不易平衡，存在严重的安全问题，该方法已不再使用。采用热媒炉焚烧的方法处理聚酯蒸汽的成本较高，而且蒸汽中大量的有用资源不能回收利用，造成巨大的资源浪费。CN102285697A公开了一种不饱和聚酯树脂行业废水资源化的工艺，采用共沸精馏分离回收技术将废水中的有机物回收资源化，共沸精馏塔分离后的废水进入生化系统。该方法虽然减少了废水有机物的浓度，降低了后续的处理难度，但共沸剂与废水体积比为1.5:1，使用量巨大，不具有实际可操作性。另外，分离后的废水成分单一，主要为生产所用的原料以及副产物等几种有机化合物，缺少微生物生长的所需的氮、磷元素和无机金属元素，简单的生化处理效果不好。
由于生化法处理废水具有效率高、成本低、投资省、操作简单等优点，是工业废水处理的首选方法。然而，对于此类成分单一且有机物浓度很高的不饱和聚酯废水来说，采用生化法进行处理仅仅依靠混合生活污水来补充氮、磷和无机盐是远远不够的，额外人为投加药剂不够全面，而且也会增加废水处理的运行费用，不经济实用。此外，生物处理系统如果长期缺乏某些物质，将会导致污泥性状发生改变，引起黏性膨胀，耐冲击性较差等一系列运行问题。
发明内容
针对现有技术的不足以及不饱和聚酯废水的特点，本发明提供一种不饱和聚酯废水的处理方法。该方法能够彻底解决不饱和聚酯废水的污染，使其无害化，具有生化处理效果好、生化处理系统运行平稳、有机物料回收率高，以废治废、占地小、经济实用、操作稳定等特点，处理出水可达标排放。
本发明不饱和聚酯废水的处理方法，包括以下内容：
(1)精馏处理不饱和聚酯废水，对高沸点的物料组分进行浓缩回收，低沸点的物料组分经冷凝后形成有机废水;
(2)向步骤(1)冷凝后的有机废水中补加含N、P元素的营养物质;
(3)步骤(2)的有机废水进行高温厌氧处理;
(4)步骤(3)厌氧处理后的废水进行好氧处理，处理后可达标排放。
本发明方法步骤(1)中，所述的不饱和聚酯废水来自不饱和聚酯树脂生产过程中的缩聚反应阶段，有机物浓度约为10 wt%~20 wt%，主要为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、苯酐、顺酐等反应物料和一些低分子聚酯单体等中间产物的混合液。
本发明方法步骤(1)中，精馏处理条件为控制精馏塔塔内温度95℃~110℃，塔顶冷凝液温度为75~80℃，全回流时间约为1~2 h，馏出液体积占总体积的80~85%，液相回流比为3~5:1。低于100℃的有机物随水蒸气蒸出，冷凝形成有机废水。
本发明方法步骤(2)中，所述的营养物质包括含N化合物和含P化合物，如硝酸盐和磷酸盐类无机物。
本发明方法步骤(2)中，采用投加人畜粪便来取代投加常规的含P、含N化合物。以有机废液的体积计，粪便的投加量为5~40 g/L。人类粪便和后续的高温厌氧处理相配合高效分解分解成各种含氮、含磷及含微量金属的物质，能够补充生化处理过程中所缺的氮、磷元素和其他缺乏的微量金属，以维持微生物正常的活性及进一步提高生化系统的高效平稳运行，并有效地降低了操作成本。
本发明方法步骤(2)中，最好将有机废水pH调节至5.0-6.5，优选利用氢氧化钠和碳酸钠调整有机废水的pH值，氢氧化钠和碳酸钠投加质量比约为3~5:1，这样能够高效的缓冲废水的pH值并有利于人畜粪便的分解和后续的生化处理。
本发明方法中步骤(3)中，所述的高温厌氧处理采用常规的厌氧反应器如IC、UASB、EGSB或AFB等，反应器容积负荷10~30 kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为10~20 h，处理温度为55~60℃。
本发明方法中步骤(4)中，由于聚酯废水中的有机物主要是由物料以及生产过程中的一些副产物组成，成分单一，其形成的好氧活性污泥沉降性能较差，因此，步骤(4)所述的好氧处理选用固液分离效果较好的膜生物反应器MBR。控制MBR反应器容积负荷为2.0~5.0 kgCOD/(m3·d)，水力停留时间为5~10 h，污泥浓度为5.0~8.0g/L。采用聚烯烃中空纤维膜组件，运行膜通量0.2～0.4 ?/(㎡·d)，运行压力范围-5㎝Hg ～ -40㎝Hg。
与现有技术比较，本发明方法采用蒸馏分离、适宜pH下补加营养物质、高温厌氧、好氧处理不饱和聚酯废水可以得到高纯度的乙二醇、丙二醇、邻苯二甲酸、苯酐、顺酐等物料并使有机废液完全达标排放。具有生化处理效果好、流程短、设备简单、操作稳定，能耗成本低等诸多优点，具有良好的经济效益和环境效益。