聚酯废水处理技术研究现状

Posted 2023-01-12 水处理

篇首语：马看牙板，人看言行。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了聚酯废水处理技术研究现状相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

聚酯是化纤工业的重要原料，是由二元醇或多元醇和二元酸或多元酸缩聚而成的一类高分子化合物的总称同。聚酯生产废水是指在聚酯生产过程中产生的各类废水，其成分复杂，主要含有未反应完全的多元酸、多元醇、小分子酸及低聚物等。所以这类废水可生化性差，处理难度大，许多技术人员都加入到这类废水的处理研究中来，希望能够找出一个实用性强的工艺路线。
1 .聚酯废水生物处理研究现状
1.1 生物处理工艺研究现状
聚酯废水主要来自于聚酯化纤企业的聚合生产、前后纺加工以及各种辅助设施。它具有成分复杂、浓度较高、来水不稳定、有时夹带有油剂、浆料、重油等成分，水体氮、磷成分含量少，可生化性较差的特点。特别是生产过程的不稳定因素，如果没有进行有效的控制和调节，容易给系统造成负荷冲击。湖南某化化厂在水温度(10 ～ 35)℃、DO(0.5 ～ 3)mg/L，pH 6.5 ～ 7.5 时采用SBR 进行处理，SBR 运行稳定。
在聚酯生产废水COD 高达18 500 mg/L、水温高达45 ℃、pH 5 ～ 6，并且排放无规律时，采用先对酯化废水进行厌氧水解处理后，再与其他废水混合，然后经高负荷高效好氧生物处理工艺(HCR)处理和低负荷生物接触氧化处理，出水COD 右降低至120 mg/L 左右。
太仓某化纤厂的聚酯生产废水主要来自于生产过程中的酯化和缩聚两个工段，这部分废水浓度较高，主要含有对苯二甲酸、醋酸、甲醇、乙二醇、二甘醇、乙醛等有机物，无色透明，有刺激性气味。废水中乙二醇、乙醇、甲醇、醋酸均为可生化性好的易降解物质，其他则较难生物降解。废水的另一个来源为各种辅助设施产生的低浓度废水，主要有办公楼、宿舍、食堂等的生活污水；设备、地面冲洗废水；初期雨水等。印春生采用水解酸化—接触氧化处理工艺，设备运行稳定，出水水质符合江苏省地方标准，出水全部实现了回用。
赵美云采用3 个1 L 的SBR 反应器，利用高效微生物菌种进行了摸似试验，研究了某高效微生物菌种在用SBR 法处理聚酯废水时的强化效果与机理，结果表明：该高效菌种对降解废水中的大量长链烷烃，在缩短启动时间方面有着明显的作用，且可使出水COD 较普通系统降低100 mg/L，去除率提高6% ～ 8%。
1.2 厌氧处理工艺研究现状
黄评等分析研究了UASB 工艺处理聚酯多元醇废水有机负荷对COD 去除效果的影响。将温度控制在37 ℃左右，厌氧菌有很强的适应性和降解能力，COD 的去除效果显著。当有机负荷在7 kg/(m3.d)，HRT 为24 h 时，COD 去除率仍在85% 以上，装置运行稳定。在有机负荷提升期，UASB 反应器的VLR达到(6 ～ 7)kg COD/(m3.d)前，COD 去除率始终在85%以上，出水COD 保持在900 mg/L 以下，出水VFA 与pH 分别保持3mmol/L 以下和7.5 ～ 8 之间，产气量稳定上升。在稳定运行期，当VLR 达到7 kgCOD/(m3.d)时，COD 去除率保持在85%以上，出水COD 保持在1000 mg/L 以下，反应器运行稳定。
在集成技术处理聚酯废水工艺中，厌氧为工艺处理的主体，运用气提塔先对高浓度聚酯废水进行预处理，可以去除废水中对生化有毒性的醛类物质，保证后续生化处理的稳定运行。经气提—厌氧—接触氧化—气浮处理工艺处理后。废水中COD 总的去除效率可达到98.7% 以上，能够实现稳定达标排放。经气提预处理后PTA 聚酯废水的BOD/COD值为< 0.2，可生化性差，采用中温厌氧+ 接触氧化的方法，控制厌氧温度在38 ℃左右，提高厌氧去除率的同时改善废水可生化性，降低接触氧化的负荷，出水可稳定达标。对于不饱和聚酯树脂生产废水的处理方法的研究。刘木权将厂区生活污水与生产废水混合处理，二者水量之比约为3∶ 1。生活污水一部分进入混合池与生产废水进行混合；另一部分作为补给氮?a href='http://www.baiven.com/baike/223/306724.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>粗苯咏牒醚醭亍＞〈砗蟮纳纤肷钗鬯旌虾螅捎醚嵫酢醚酢　悸说淖楹瞎ひ战写恚砗蟮姆纤锉昱欧拧?BR> 2.聚酯废水物理方法处理研究现状
2.1 膜生物反应器(MBR)处理工艺研究现状
膜生物反应器是废水生物处理技术和膜分离技术有机结合的一项新技术。以膜技术的高效分离作用取代活性污泥中的二沉池，达到原来二沉池无法比拟的泥水分离和污泥浓缩效果，从而可以大幅度提高生物反应器中的污泥浓度，使泥龄增长、剩余污泥量减少、出水水质显著提高。
珠海某聚酯有限公司原有废水处理工艺处理成本较高，陈桂红等采用新的工艺技术对原处理设施进行改造以降低污水处理费用。根据该公司污水处理的具体问题.陈桂红等提出了采用膜生物反应器(MBR)系统处理高浓度聚酯废水的方案，并针对现场情况设计了一套处理水量为(1 ～ 2)t/d 的膜生物反应器中试系统接入实际生产线进行运行试验。中试结果表明： MBR 处理聚酯废水时，COD 容积负荷高达(0.55 ～ 2.00)kg/(m3.d)，而MLSS 污泥负荷基本保持在(0.10 ～ 43.23)kg/(kg.d)。在最佳操作条件下，当MBR 进水COD 在2 000 mg/L 以下时。MBR 对COD 的平均去除率达到93% 以上，出水COD 稳定在100mg/L 以下。根据中试结果进行测算，采用厌氧一MBR 一氧化塘工艺。与原有的厌氧一生物接触氧化法—氧化塘工艺相比，可降低处理成本约40%以上。
吕斯濠等采用规格尺寸2.4 m × 0.8 m × 1.6 m，有效容积2.6m3，内置8 片中空纤维膜，膜为改性聚丙烯膜，膜孔径0.1 μm，膜面积8 m2/片，截留分子量(50 000 ～ 80 000)Da 的不锈钢反应器进行试验。进水为某聚酯厂的厌氧处理出水，水温(15 ～ 33)℃。试验结果表明： HRT 应根据进水水质在(13 ～ 36)h内调整，以保证出水水质达到污水综合排放标准(GB 8978—1996)化纤浆粕工业类一级排放标准。最佳的有机负荷、容积负荷、DO 和pH 值分别为0.16 kg COD/(kgMLSS.d)、1.6 kg COD/(m3.d)、(2 ～ 4)mg/L 和7.5 左右。所用MBR 对聚酯废水的COD 去除效果比较稳定，出水COD 基本小于90 mg/L，平均去除率达93.7%。MBR 对NH +4 -N 的平均去除率在97.3%，出水ρ(NH +4 -N)< 2 mg/L。对磷的平均去除率为71.6%，但会存在出水磷含量超过1 mg/L 的现象。
2.2 微电解工艺研究现状
李广魏等采用微电解—混凝沉淀法对某聚酯化工厂难生化废水进行处理时作为前期的预处理手段，选用活性焦代替活性炭参与反应，并采用螺旋型铁刨花代替铁屑，处理后的废水水质完全达到预处理效果。有效地解决了反应柱堵塞、铁屑结块问题，节约了运行资本。
王万俊等对高浓度树脂废水的处理进行了试验研究，研究工艺为一级催化氧化—微电解—二级催化氧化—组合生化系统。催化氧化可大幅度降低废水的COD，去除率在30% 左右，且提高了废水的可生化性，有利于后续的生化反应。微电解反应后，废水的可生化性明显提高，这主要是由于在微电解的过程中产生的新生态氢和亚铁离子具有较强的还原性，能与废水中的难降解有机物发生氧化还原反应，破坏其化学结构。从而提高了其生物的可降解性。
王万俊在Fenton 试剂法预处理聚酯树脂废水研究中，先进行正交试验，考察H2O2投加量、废水初始pH 值和Fe2 + 催化剂投加量对Fenton 氧化效果的影响，接着在此基础上进行单因素试验，确定Fenton氧化的最优工艺参数。试验结果表明：在正交试验因素所选的水平内，H2O2投加量对Fenton 氧化效果的影响最大，废水初始pH 次之，Fe2 + 催化剂投加量影响最小。Fenton 试剂法预处理聚酯树脂废水的最适工艺条件为：室温，初始废水pH = 2.9，H2O2/CODCr = 2，[Fe2 +]/[H202]= 1/10，H202、Fe2 + 均分四次的投加方式，并控制在1.5h 内加完，总反应时间为2 h。在此优化工艺条件下用Fenton 试剂对聚酯树脂废水进行预处理，废水的CODCr，去除率可达76.45%，BOD5/CODCr，由0.17 提高至0.37，可生化性得到了明显改善； Fenton 试剂氧化反应的平均化学计量关系为0.382 mg CODCr/mg H2O2，H2O2的有效利用率高达81.2%。
2.3 其他处理工艺研究现状
粉煤灰多为多孔体，比表面积较大，其表面上的原子力均不饱和，存在着一定的表面能，当粉煤灰与废水接触后，就吸附其中的CODCr、色度等污染物，直至吸附平衡。在偏酸性介质中，粉煤灰中的铁、铝等金属离子被溶出，当调pH 至碱性时，产生的胶体对污染物发生凝聚作用。另外，粉煤灰中含有的沸石、炭粒等具有无机离子交换特性和很强的吸附脱色作用。陈群燕等采用“以废治废"工艺，利用锅炉水膜除尘器中高温烟气的浓缩及高扰动状态下粉煤灰的吸附与脱色等效应，处理桐乡市恒生改性纤维有限公司高浓度涤纶聚酯废水，结果表明，烟气可以达到国家规定的排放标准，废水中乙二醇等主要有机污染物质大部分转移至粉煤灰渣中，CODCr综合吸附去除效率可达85.9，消耗水量1.58 t/t 煤。
由于石化行业用水量大，为了实现水的回用，天津石化公司从2004 年开始对污水再生回用预处理工艺进行完善，先后进行了MMF(多介质过滤器)、UF(超滤)、BAF(曝气生物滤池)、MBR(膜生物反应器)、CMF(连续膜过滤)等的中试和小试。在试验成功的背景下，在污水再生回用预处理工艺中先后加入了MMF、UF 和BAF，并将BAF、MMF、UF、RO 作为污水再生回用工艺的基本处理单元。
3.结论与展望
1)由于聚酯类废水属高浓度有机废水，废水的可生化性差，单一采用生物处理方法存在处理效果不明显等问题，因此采用厌氧+ 好氧+ 物理等集成技术处理的工艺居多。
2)由于膜技术的发展，在废水处理领域中引入膜技术的工程日见增多，在此类废水处理中也出现采用膜生物反应器工艺进行研究的相关报道，同时由于膜技术的不可替代的优势，今后会出现在更多的工程案例中。
3)在今后的发展过程中，水资源是制约经济发展的一个重要因素，没有足够的水资源来支撑，经济的发展将会停滞不前。面对水资源的日益匮乏，如何实现水资源的回用将是摆在广大科研人员面前的一个不可回避的问题。根椐膜分离技术本身的优势，聚酯生产废水的回用技术研究将为膜分离技术带来应用的春天。