塑料助剂DCP生产废水处理工艺的实验研究_张丽

塑料助剂DCP生产废水处理工艺的实验研究

张丽

（上海问鼎环保科技有限公司，上海201108）

过氧化二异丙苯(DCP)通常用作聚乙烯、氯化聚乙烯、聚苯乙烯的交联剂，生产可发性聚苯乙烯的引发剂，乙烯-乙酸乙烯共聚物的发泡剂，还用作三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶等的硫化剂等[1]。

DCP生产废水有机物浓度高、苯酚含量高、盐分高、难生物降解与有毒有害物质浓度高[2]。其主要有机污染物的成分为[3]：异丙苯、异丙苯氢过氧化物（CHP）、a,a-二甲基苄醇（CA）、过氧化二异丙苯（DCP）、酚、丙酮以及甲醇、乙醇等。其中异丙苯、CHP、CA、DCP可生化性差，酚、丙酮以及甲醇、乙醇可生化性较好；而异丙苯、CHP、CA、DCP等还可能严重影响生物处理效率。根据DCP生产工艺特点和初步的水质分析，采用除油-铁屑内电解法-混凝-好氧生物处理工艺。

1材料与方法

1.1试验水质

试验用水取自国内某塑料助剂生产厂，来自于6个不同生产工段，分别为还原母液、氧化碱洗水、还原洗涤水、缩合洗涤水、结晶洗涤水和蒸馏残液。混合废水的水质指标见表1。

表1各股废水以及混合废水的各项水质指标

1.2分析方法

化学需氧量（COD）：重铬酸钾法（CODCr）。苯酚浓度：4-氨基安替比林直接光度法。pH值：pH计。

2结果与讨论

2.1除油破乳

由于生产过程中的反应物（异丙苯）和中间产物含油量大，废水中油（主要为异丙苯）在COD总量中占有相当高的比例，其成分较难生化，并且对铁屑内电解与好氧活性污泥也有极大的不利影响，因此应在预处理中去除。选择破乳剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（HCA）[4]，研究pH 和药剂量对除油的效果影响。

2.1.1pH的影响

图1为不同pH对除油效果的影响。pH=1.52时，除油效果最好，出水COD为31156mg/L，pH=2.0时最差。综合考虑所消耗的酸量，确定pH 为3较适合。

图1不同pH下除油效果图2HCA投加量对除油效果的影响

2.1.2HCA投加量的影响

在选定pH＝3的试验条件下，研究HCA投加量对除油效果的影响。图2显示，HCA的投加量虽然对废水中COD去除有一定的影响，但不显著；HCA投加量为0时，出水COD为32344mg/L；投加量为20mg/L时，出水COD为31050mg/L（效果相对最好），两者相差仅1294mg/L。鉴于投资、操作与运行成本等因素，在后面的试验中没有投加HCA，仅仅用酸调节pH。

2.2铁屑内电解

反应器由塑料材质制作，总容积为3L，内填装铁屑至2/3处。填装的铁屑为铸铁刨花，经碱性溶液洗涤，去除油污，再用酸性溶液活化铁屑表面氧化层，每次进水前都需活化并洗净容器。将废水调节至一定的pH，加到事先用2%稀硫酸活化过的铁屑反应器内[5]，反应24小时，出水调节pH＝9.0，再加2ml/L PAM（0.1％）聚丙烯酰胺（PAM），经搅拌、絮凝、沉淀，取上清液分析。

2.3pH对混合废水处理的影响

随着pH下降，COD的去除率呈不断上升趋势，当pH＝3-5时，去除效果基本相同，约为45％；酚的去除率与pH值没有明显的关系；混合废水的去除率均不高。结合破乳除油是在酸性条件进行的，确定工艺为在除油后直接进行铁屑内电解法试验，而不再调节pH。

图3pH对COD去除率的影响图4pH对酚去除率的影响的影响

2.4好养生物处理

好氧生物处理的出水、进水为均间歇性的（即SBR法操作工艺），周期为24小时，每次换水1L，将前一步（铁屑内电解法工艺）的处理出水稀释10倍后加入反应器，采用曝气方式为好氧和兼氧循环曝气：循环周期为60min，曝气45min，停止曝气15min。由于原水中缺少N、P营养元素，需补充营养（C:N:P=100:5:1），其中氮为氯化铵，磷为磷酸二氢钠。

图5pH对酚去除率的影响的影响

系统开始运行时，活性污泥没有适应较高负荷废水，所以出水COD 浓度较高，但随着污泥慢慢地适应，出水水质有了明显的好转。运行出水COD稳定在150mg/L以下，酚<1.0mg/L。

3结论

试验选择了除油、铁屑内电解-混凝沉淀、好氧生物处理等单元组成的处理流程，对DCP废水进行了处理研究。结果显示，原废水调节pH 至3.0，不加任何破乳剂，也能取得良好的除油效果；除油后经铁屑内电解反应后调pH混凝，将废水稀释10倍，上清液适合生物处理，最终生物处理出水水质COD<150mg/L，酚<1.0mg/L，满足了GB78-1996三级排放标准。

参考文献

[1]梁玉蓉.用DCP化学交联聚丙烯的研究[J].山西化工2001(04).

[2]庄会栋,刘勃,季华东,洪卫,苏颖.高浓度难生化塑料助剂废水工程实例[J].广东化工.2010(10).

[3]王卫.以过氧化氢为原料的过氧化二异丙苯合成法[J].精细石油化工进展,2004,5(8)：53-56．

[4]靳晓霞,赵迎秋,侯洋.聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成以其在含油污水中的应用[A].2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集. 2008.

[5]鞠峰,胡勇有.铁屑内电解技术的强化方式及改进措施研究进展[J].环境科学学报，2011(12).

作者简介：张丽（1984-），2009年毕业于中山大学，硕士，主要从事水处理工程的科研、设计和施工工作。

摘要：塑料助剂过氧化二异丙苯（DCP）生产废水有机物浓度高、盐分高、难生物降解与有毒有害物质浓度高。论文通过除油、铁屑内电解与混凝沉淀等预处理，大大提高了生物可降解性。结果显示，采用除油-铁屑内电解法-混凝-好氧生物处理工艺可使处理出水的CODcr降至150mg/L以下，酚降至1.0mg/L 以下。

关键词：DCP废水；异丙苯；铁屑内电解法；好氧生物处理

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