有機(jī)硅樹脂生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

湖南某絕緣材料公司是一家以特種涂料、絕緣材料、云母及扁線絕緣材料等為主要產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)，其有機(jī)硅樹脂生產(chǎn)過程中排放的廢水有機(jī)污染物含量高、組分復(fù)雜、可生化性差、酸性強(qiáng)，直接匯入污水處理站時(shí)極大破壞了處理系統(tǒng)，廠方擬新建一套污水處理裝置對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。

目前有機(jī)硅廢水的處理方法有物化法、化學(xué)法、生物法及其組合工藝〔1〕，其中高級(jí)氧化法因處理效率高、可操作性強(qiáng)等而得到廣泛應(yīng)用〔2-3〕，尤其是光催化氧化法對(duì)難生物降解有機(jī)物具有較高的去除能力〔4-6〕。由于該公司的主要生產(chǎn)原料為有機(jī)硅單體、苯系物質(zhì)，因此廢水的可生化性極差，酸性極強(qiáng)，不能采用常規(guī)的生化工藝進(jìn)行處理。根據(jù)該廢水水質(zhì)，筆者采用光催化氧化法進(jìn)行預(yù)處理，獲得了良好的處理效果，解決了廢水對(duì)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的沖擊問題。

1 廢水水質(zhì)及處理要求

廢水主要來自于有機(jī)硅樹脂生產(chǎn)過程，其中含有苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇及氯硅烷等有機(jī)物，還有鹽酸、硅油、硅橡膠、硅樹脂、硅中間體、催化劑、表面活性劑及其他助劑等。該廢水特點(diǎn)是有機(jī)物濃度高、毒性大、可生化性差、酸性強(qiáng)。其設(shè)計(jì)水量10m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出水標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出水標(biāo)準(zhǔn)

2 廢水處理工藝流程

該生產(chǎn)廢水水量不穩(wěn)定，首先收集進(jìn)入調(diào)節(jié)貯液罐，調(diào)節(jié)水量水質(zhì)；向中和加藥罐加入堿液，調(diào)節(jié)廢水pH 至光催化反應(yīng)效率較高的范圍；光催化反應(yīng)器是處理工藝的主體，加入Fenton 試劑，在紫外光照射下對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行降解，由于CODCr濃度很高，采用二級(jí)串聯(lián)反應(yīng)器；向中間加藥罐內(nèi)加入石灰水，調(diào)節(jié)廢水pH 至排放要求，同時(shí)加入混凝劑；在混凝反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行絮凝反應(yīng)，沉淀池進(jìn)行泥水分離，去除懸浮物；污泥采用濃縮脫水機(jī)處理后外運(yùn)處置。處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

3 主要裝置及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 調(diào)節(jié)貯液罐

尺寸為2.5 m×2.5 m×2.0 m，方形罐，材質(zhì)PPC，厚度20 mm，水力停留時(shí)間24 h，配備16CQ-8 型耐酸磁力驅(qū)動(dòng)泵，Q=1.6 m3/h，H=8 m，P=0.18 kW。

3.2 中和加藥罐

尺寸為1.0 m×1.0 m×1.0 m，方形罐，材質(zhì)PPC，厚度20 mm，水力停留時(shí)間0.5 h，配備攪拌機(jī)，P=0.25 kW，防腐處理。配備NaOH 溶液罐、雙氧水罐和FeSO4溶液罐，溶液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20%、30%和20%，雙氧水和FeSO4的投藥量分別為6 L/m3 和2 kg/m3。

3.3 光催化反應(yīng)器

一級(jí)和二級(jí)光催化反應(yīng)器均采用相同裝置，尺寸為1.5 m×2.0 m，材質(zhì)為PPC，水力停留時(shí)間為1.0 h，反應(yīng)器內(nèi)均勻布置紫外燈管，紫外燈波長(zhǎng)為254 nm，置于直徑40 mm的石英管中，平均光照距離50 mm。

光催化反應(yīng)器配備循環(huán)回流泵，型號(hào)25CQ-15，以保證反應(yīng)區(qū)混合液濃度均勻，回流流量為5.4m3/h，處理反應(yīng)時(shí)間內(nèi)循環(huán)3～4 次。

3.4 中間加藥罐

尺寸為1.0 m×1.0 m×1.0 m，方形罐，材質(zhì)PPC，厚度20 mm，水力停留時(shí)間0.5 h，配備攪拌機(jī)，P=0.25 kW，防腐處理。配備石灰水溶投系統(tǒng)、PAC 投加系統(tǒng)，PAC 加藥量為100 mg/L。

3.5 混凝反應(yīng)池

采用機(jī)械攪拌反應(yīng)池，尺寸為1.0 m×1.0 m×1.0 m，材質(zhì)PPC，水力停留時(shí)間20 min，配備攪拌機(jī)，P=0.18 kW。

3.6 沉淀池

采用豎流式沉淀池，尺寸為1.5 m×2.0 m，材質(zhì)PPC，表面負(fù)荷0.9 m3/（m2·h），水力停留時(shí)間1.5 h。

3.7 污泥濃縮脫水機(jī)

不設(shè)濃縮池，直接采用污泥濃縮脫水一體機(jī)進(jìn)行污泥處理，處理能力為4 t/h，P=0.75 kW。

4 運(yùn)行處理效果

該系統(tǒng)從2007 年1 月開始調(diào)試運(yùn)行，至2007年2 月運(yùn)行正常，出水水質(zhì)趨于穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到甚至超過設(shè)計(jì)要求。監(jiān)測(cè)處理出水的水質(zhì)見表2。

表2 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的進(jìn)出水水質(zhì)

5 工程經(jīng)濟(jì)分析

該工程總投資為29.8 萬元，包含土建、自動(dòng)控制、儀表以及機(jī)械設(shè)備。處理成本為34.19 元/m3，其中電費(fèi)1.76 元/m3、人工費(fèi)2.78 元/m3、藥劑費(fèi)29.65元/m3。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結(jié)語

（1）光催化氧化工藝對(duì)有機(jī)物濃度高、酸性強(qiáng)、可生化性差的有機(jī)硅樹脂生產(chǎn)廢水有很高的處理效率，出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，解決了廢水對(duì)廠區(qū)污水處理系統(tǒng)的沖擊問題。（2）由于廢水酸性極強(qiáng)，運(yùn)行中對(duì)設(shè)備有很大的腐蝕性，因此在攪拌機(jī)、水泵及設(shè)備材質(zhì)的選擇方面應(yīng)特別注意防腐；此外，該廢水具有危險(xiǎn)性，對(duì)污水處理系統(tǒng)的操作人員提出了更高的要求。

（3）由于廢水水量較小、酸性極強(qiáng)，處理成本相對(duì)較高，經(jīng)核算，主要成本為人工費(fèi)和堿液藥劑費(fèi)。

（4）本工程成功處理了有機(jī)硅樹脂生產(chǎn)廢水，對(duì)高濃度、強(qiáng)酸性廢水處理具有一定的借鑒意義，如果具備廢堿利用條件，則可大大降低處理成本。