申請日2013.08.23
公開(公告)日2013.11.27
IPC分類號C02F9/10; C02F1/28; C02F1/40; C02F1/46
摘要
一種有機硅單體生產廢水的預處理方法，通過將隔油除膠、蒸發結晶和脈沖電凝三種物理化學處理方法相結合對廢水進行預處理，能夠有效提高廢水的可生化性，使得廢水具備進入生化處理的條件，降低生化處理負荷，然后再通過常規生化處理使廢水達標排放。本發明提供的是一種預處理方案，其可靠性強、穩定性好、處理效率高、運行成本也相對合理。
權利要求書
1.一種有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于具體步驟為：
1)隔油除膠 將有機硅單體生產廢水通過隔油系統和除膠系統進行隔油除膠處理，除去硅油和硅膠;
2)蒸發結晶 除膠之后的廢水進入蒸發器進行蒸餾，收集蒸餾后的冷凝液，蒸發器中的濃縮液通過冷卻結晶、過濾分離得到結晶體，離心液返回系統進行再蒸發;
3)脈沖電凝 步驟2)中蒸餾后的冷凝液進入脈沖電凝裝置，通過脈沖電凝將廢水中的大分子有機物之間的鍵打斷，使其變為小分子有機物，從而提高廢水的可生化性，同時無機物在高電壓、低電流的作用下發生電化學反應，除去水中的重金屬離子，得到預處理完畢的廢水。
2.根據權利要求1所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述步驟1)中，除膠過程需要加入活性炭。
3.根據權利要求1所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：步驟2)所述的蒸發過程中的溫度控制在65-110℃。
4.根據權利要求1所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述除膠系統與蒸發器之間設有緩沖池，從步驟1)出來的廢水通過緩沖池進入蒸發器，步驟2)結晶后離心分離出來的離心夜進入緩沖池，然后進行再蒸發。
5.根據權利要求1所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：步驟3)所述的脈沖電凝過程中，在設定電壓400V、電流50A、頻率200-2000Hz的工況下，進行正、反向脈沖各60分鐘。
6.根據權利要求1-5之一所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述有機硅單體生產廢水由單體合成廢水、氯甲烷合成單元廢水、二甲水解和裂解及環體蒸餾單元廢水、罐區廢水中的一種或幾種組成。
7.根據權利要求6所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述有機硅單體合成廢水的CODCr為5000至35000mg/L，該廢水中還含有氯離子、鋅離子和銅離子、鹵代烴及聚硅氧烷。
8.根據權利要求6所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述氯甲烷合成單元廢水為4.5-5.5%氫氧化鈉水溶液，該廢水還含有鹵代烴。
9.根據權利要求6所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述二甲水解和裂解及環體蒸餾單元廢水的CODCr為1000至5000mg/L，還含有聚硅氧烷環體。
10.根據權利要求6所述的有機硅單體生產廢水的預處理方法，其特征在于：所述灌區廢水CODCr為 5000至20000 mg/L，該廢水中含有氯離子、碳酸鈉、甲醇以及聚硅氧烷。
說明書
一種有機硅單體生產廢水的預處理方法
技術領域
本發明屬化工領域，涉及一種有機硅單體生產廢水的預處理方法。
背景技術
有機硅有“工業味精”之稱，廣泛應用于各個領域。在其生產過程中會產生一定量的廢水，其具有高CODCr、高鹽分、油水分層不明顯等特點，而且組分復雜，含多種有機物、無機金屬化合物。是工業廢水中最難治理的種類之一，另外其還含有一定量的可吸附有機鹵化物(AOX)、硅膠、銅離子、鋅離子等重金屬化合物。
目前，行業內對有機硅單體廢水的處理技術主要還是采用物化法加生化法相結合的處理方式，其中物化法有：混凝沉淀、活性炭吸附、Feton氧化、鐵碳微電解等，生化法基本上都是采取厭氧、缺氧(兼氧)及好氧的組合方式來對前期預處理后的廢水進行治理。以上所述的物化法均可認為是對廢水的預處理。
發明內容
本發明的目的是提供一種有機硅單體生產廢水的預處理方法，結合有機硅單體的廢水組成，設計合理的出物化處理工藝，保證良好的預處理效果。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種有機硅單體生產廢水的預處理方法，具體步驟為：
1)隔油除膠將有機硅單體生產廢水通過隔油系統和除膠系統進行隔油除膠處理，除去硅油和硅膠;
2)蒸發結晶除膠之后的廢水進入蒸發器進行蒸餾，收集蒸餾后的冷凝液，蒸發器中的濃縮液通過冷卻結晶、過濾分離得到結晶體，離心液返回系統進行再蒸發;
3)脈沖電凝步驟2)中蒸餾后的冷凝液進入脈沖電凝裝置，通過脈沖電凝將廢水中的大分子有機物之間的鍵打斷，使其變為小分子有機物，從而提高廢水的可生化性，同時無機物在高電壓、低電流的作用下發生電化學反應，除去水中的重金屬離子，得到預處理完畢的廢水。
所述步驟1)中，隔油過程即將廢水通過隔油池，完成對廢水中大部分固體懸浮物的去除;除膠過程即在過濾池中加入活性炭，并加以機械攪拌，使活性炭在廢水中盡量均勻分布，從而充分吸附廢水中的膠狀物及油污，再經過濾系統充分過濾，即完成了除膠工序。
步驟2)所述的蒸發過程中溫度控制在65至110攝氏度。
所述除膠系統與蒸發器之間設有緩沖池，從步驟1)出來的廢水通過緩沖池進入蒸發器，步驟2)結晶后離心分離出來的離心液進入到緩沖池，然后進行再蒸發。所述蒸發器可以為單效、二效、三效及多效蒸發器中的一種。所述過濾過程可采用離心過濾、壓濾及其它固液分離系統。
步驟3)所述的脈沖電凝過程中，主要目的是改善廢水的可生化性，降低后續生化處理的難度。處理過程是：在設定電壓400V、電流50A、頻率200-2000Hz的工況下，進行正、反向脈沖各60分鐘，利用高電壓作用產生電化學反應，把電能轉化為化學能，即對廢水中的有機或無機物進行氧化還原反應，進而凝聚、浮除，將污染物從水體中分離。該過程可將對微生物有毒害作用的“有機鹵化物”進行脫鹵，同時去除廢水中絕大部分的重金屬和懸浮類固體以及部分CODcr。
所述有機硅單體生產廢水由單體合成廢水、氯甲烷合成單元廢水、二甲水解和裂解及環體蒸餾單元廢水、灌區廢水中的一種或幾種組成。
所述有機硅單體合成廢水的CODCr為5000至35000mg/L，該廢水中還含有氯離子、鋅離子和銅離子、鹵代烴及聚硅氧烷。其中鋅離子和銅離子的主要來源為催化劑，鋅離子濃度小于1mg/L，銅離子濃度小于0.3mg/L。
所述氯甲烷合成單元廢水主要為4.5-5.5%氫氧化鈉水溶液，以及少量鹵代烴;其中鹵代烴的主要成分為氯甲烷，濃度一般為10-1000mg/L。
所述二甲水解和裂解及環體蒸餾單元廢水的CODCr為1000至5000mg/L，還含有少量聚硅氧烷環體。
所述灌區廢水CODCr為5000至20000mg/L，該廢水中含有氯離子、碳酸鈉、甲醇以及少量聚硅氧烷，其中氯離子濃度小于1mg/L。
從上述廢水的組成情況分析可知，有機硅單體廢水具有水質波動大、組分復雜、含鹽量高、水量相對較小、間歇性排放等特點，而且還含有不溶性硅油和硅膠。另外，國內大部分有機硅單體裝置均不能像一般化工產品常時間(300天/年以上)的連續生產，需定期對生產設備進行檢修，這樣也進一步使廢水的產生情況變得復雜。而目前國內絕大部分應用于有機硅單體項目廢水治理的工藝很難達到連續穩定達標排放。考慮到該廢水的特性，為盡量降低污水治理運行成本并保證廢水穩定達標排放，采取物化+生化的治理思路，本發明主要針對性的研究開發出物化階段的處理工藝，即預處理階段的處理工藝。
該廢水是否能得到有效治理，物化預處理尤為關鍵，本發明有針對性提出了以隔油除膠+蒸發結晶+脈沖電凝相結合的核心預處理工藝，該工藝的特點是通過隔油除膠將廢水中的絕大部分硅油和硅膠等雜質進行分離回收，以期降低后續蒸發結晶設備的運行負荷;經 過隔油除膠后的廢水進入蒸發器，廢水中的絕大部分無機氯化物，金屬離子等對生物具有抑制性的成分基本可以通過結晶的方式得以去除;同時從蒸發系統出來的冷凝廢水主要成分為低沸點有機物及少量夾帶物，如烷烴類、硅氧烷類等;后冷凝廢水進入脈沖電凝裝置，通過脈沖電凝將廢水中的有機或無機物在電勢能的作用下發生氧化還原反應，并對微生物有抑制作用的“有機鹵化物”進行脫鹵。
本發明經過上述自主研發的隔油除膠+蒸發結晶+脈沖電凝組合預處理方法處理后，提高了廢水的可生化性，使得廢水具備進入生化處理的條件，然后再通過生化處理得到達標排放的廢水。
本發明提供了一種可靠性強、穩定性好、處理效率高、運行成本也合理的污水治理方案，并且具有很強的工業普及運用潛力。
具體實施方式
下面結合實施例1和實施例2來進一步說明本發明，但實施例僅在于說明本發明，而不是對其進行限制。
一種有機硅單體生產廢水的預處理方法，具體步驟為：
1)隔油除膠將上述混合廢水通過隔油系統和除膠系統進行隔油除膠處理，除去硅油和硅膠;其中除去硅膠時需要向廢水中加入活性炭，并加以機械攪拌。
2)蒸發結晶除膠之后的廢水進入蒸發器進行蒸餾，蒸發后產生的濃縮液通過冷卻結晶、過濾分離得到結晶體，結晶體儲存到一定量后委托具備資質單位處置;離心液返回系統重新進行蒸發再結晶;蒸發器為三效蒸發器，其進氣溫度為130攝氏度，一效最高溫度為105攝氏度，三效最低溫度為65攝氏度。
3)脈沖電凝步驟2)中經冷凝收集的液體進入脈沖電凝裝置，通過脈沖電凝使得廢水中的絕大部分有機物及無機物在高電壓、低電流的作用下發生電化學反應，以期提高廢水的可生化性，得到預處理完畢的廢水。預處理之后的廢水再通過生化處理得到達標排放的廢水。后續生化處理工藝流程為脈沖厭氧+M-UNITANK+缺氧池+MBR。
