專利名稱：：一種天然橡膠加工廢水的組合技術(shù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明包括天然橡膠加工廢水的混凝、CMAS、UV/納米Ti02光催化氧化處理技術(shù)，為環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的水污染控制治理技術(shù)。2
背景技術(shù)：
：目前，國內(nèi)外天然橡膠加工廢水(下簡稱橡膠廢水)的處理方法都以生物法為主體，以氧化塘(厭氧、好氧、兼性)、厭氧、好氧為三大處理方法。國內(nèi)對橡膠廢水的處理主要有以下幾種。氧化塘自然曝氣氧化法、厭氧一氧化塘自然曝氣法、氧化塘一活性污泥機(jī)械強(qiáng)制曝氣法、厭氧一活性污泥機(jī)械強(qiáng)制曝氣氧化法、乳清循環(huán)使用+UASB法、水生生物法等。它們的缺點(diǎn)是占地面積大,處理時間長，涉及厭氧的有惡臭產(chǎn)生，也未包含帶有資源化殘膠性質(zhì)的預(yù)處理。3
發(fā)明內(nèi)容為了克服橡膠廢水處理上時長、惡臭、占地面積大的缺點(diǎn)，本發(fā)明將混凝、CMAS、UV/Ti02光催化氧化技術(shù)分步依次應(yīng)用于橡膠廢水的處理。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案(1)將混凝技術(shù)應(yīng)用于橡膠廢水預(yù)處理篩選出三氯化鐵(FeCl3)作為混凝劑，以聚丙烯酰胺(PAM)做助凝劑。通過兩者的合適比例搭配可以去除橡膠廢水(水質(zhì)見表1)40%-45%的CODcr、82%-85%的濁度，最優(yōu)去除率為45.6%、87.1%。去除后可在固液分離后的沉降絮凝體中回收橡膠顆粒/膠乳(殘膠)。(向絮凝體中加入鹽酸，鹽酸與絮凝體發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后剩余不溶物，從不溶物中回收殘余橡膠)；若利用聚合氯化鋁作為混凝劑、聚丙烯酰胺作助凝劑，處理后廢水CODcr、SS濃度降低幅度雖較FeCl3作混凝劑、聚丙烯酰胺作助凝劑時小，但絮凝體更利于殘膠回收。表1混凝處理實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>(2)利用塔式曝氣實(shí)驗(yàn)裝置(見附圖)進(jìn)行完全混合活性污泥法(CMAS)處理經(jīng)過(1)中預(yù)處理的橡膠廢水(水質(zhì)見表2)進(jìn)行CMAS處理，通過調(diào)整處理的水力停留時間(HRT)為10h，實(shí)驗(yàn)裝置對廢水的處理效果最佳，COD的去除率為83.9%，SS的去除率為81.4%。再調(diào)整裝置中的最適溶解氧濃度為Umg/L，此時COD、SS的去除率達(dá)到最大，為87.1%、83.2%。表2CMAS處理所用廢水水質(zhì)/mg.L-1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(3)利用UV/納米Ti02光催化氧化技術(shù)進(jìn)行主體處理鑒于UV/納米Ti02光催化氧化技術(shù)良好的脫氮效果以及在高濃度有機(jī)廢水上的高效處理效果，利用它進(jìn)行主體脫氨氮處理，再去除剩余CODcr、SS。實(shí)驗(yàn)廢水為CMAS處理后的橡膠廢水。具體水質(zhì)見表4。在第一階段的脫氨氮處理中，在最佳條件(pH^9.2，TiCb用量-3.000g,反應(yīng)時間=311)下的去除率為68.1%(達(dá)標(biāo))，此條件下COD最優(yōu)去除率為25.4。/。，SS最佳去除率為4.1%。第二階段去除剩余CODcr、SS，在最佳條件(pH4.2，1102用量=3.000&反應(yīng)時間-2.5h)下對剩余CODcr的去除率為69.2。/。，僅僅滿足調(diào)節(jié)pH在3.29時，SS的去除率已為71.3%(達(dá)標(biāo))。表3光催化脫氮研究所用水質(zhì)/mg.L.<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明的有益效果是，可以將橡膠廢水達(dá)標(biāo)(NY687-2003)處理，而且與2中傳統(tǒng)處理相比，具有反應(yīng)時間大大縮短(處理時間20h左右)、處理效率高、無惡臭產(chǎn)生、出水資源化利用(無需污泥處理)、占地面積小(塔式裝置空間利用率高)等優(yōu)點(diǎn)，且有充分利用海南豐富的清潔光能源和鈦礦資源的應(yīng)用前景。4塔式曝氣裝置為有機(jī)玻璃制成，裝有液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)。塔體直徑300mm，總高度3500mm，有效高度3200mm，裝置設(shè)置10個采樣管，呈軸對稱分布，以監(jiān)測溶解氧濃度和水質(zhì)。塔式曝氣試驗(yàn)裝置示意圖如附圖。圖中，1.釆樣管，2眉己水,3.出水,4.曝氣管,5.進(jìn)水管,6.排泥管。橡膠廢水經(jīng)混凝預(yù)處理，沉降分離絮凝體后，進(jìn)入塔式曝氣實(shí)驗(yàn)裝置的高位配水箱(裝有水泵)，通過流量調(diào)節(jié)以間歇或連續(xù)方式進(jìn)入塔體，反應(yīng)完成后通過配水箱中部管道過濾出水，剩余污泥沉降通過底部管道排出。5具體實(shí)施例方式(1)混凝處理具體實(shí)施例。取廢水樣，標(biāo)記為1、2、3號樣(系列)，均為500ml。加熱至4(TC以上，以濁度和CODcr為測試指標(biāo)，依據(jù)其降低量篩選最佳混凝劑。其中，加藥量FeCl3、Fe2(S04)3、聚合AlCl3(PAC)、Al2(S04)3均為100mg/L。反應(yīng)動力學(xué)條件混合階段攪拌40s,120r.min";反應(yīng)階段攪拌15min，30r.min"。依據(jù)濁度和CODcr降低率篩選出FeCl3為最佳混凝劑。再保持FeCl3最佳投加量80mg丄"不變，確定出聚丙烯酰胺(PAM)的最佳用量為0.8mg/L。(2)利用塔式曝氣裝置進(jìn)行的CMAS處理具體實(shí)施方式。在污泥培養(yǎng)成熟后，通過連續(xù)進(jìn)水、階段出水，確定裝置處理的最佳水力停留時間和溶解氧量()。在溶解氧量一定(0.9mg/L左右)下，分批通入廢水進(jìn)行處理，優(yōu)選最佳HRT。HRT-10h時，CODcr、SS去除率最高。再保持該HRT，分批通入廢水，通過改變曝氣強(qiáng)度改變廢水中的溶解氧濃度，確定所需最適溶解氧濃度。測定值取各采樣點(diǎn)均值。依據(jù)COD、SS去除效果與廢水中的關(guān)系確定最佳溶解氧量為1.1mg/L。污泥培養(yǎng)方法所用污泥取自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場膠廠車間洗膠廢水流出槽，該污泥呈灰褐色，部分呈絮狀。接種污泥量約2.0L。具體指標(biāo)如表4所示。表4塔式曝氣試驗(yàn)裝置所用培養(yǎng)污泥性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>取回的接種污泥采用CODcr負(fù)荷提升法培養(yǎng)(因?yàn)橥N廢水省去馴化環(huán)節(jié))。通過梯度進(jìn)水、循環(huán)培養(yǎng)的方式，在好氧曝氣條件下培養(yǎng)。由于橡膠廢水可生化性較好，加之完全混合法具有較強(qiáng)中和能力，本研究不預(yù)先調(diào)節(jié)pH。采用低濃度進(jìn)水、低流速循環(huán)的方式，在監(jiān)測溶解氧的前提下，同時適當(dāng)控制曝氣強(qiáng)度，依據(jù)CODcr、SS的去除效果以及鏡檢判斷污泥的培養(yǎng)狀況，再依據(jù)培養(yǎng)狀況適當(dāng)提高進(jìn)水濃度，增加循環(huán)流速。在培養(yǎng)階段，除極個別天氣，室溫穩(wěn)定在28.5'C30.5'C。由于培養(yǎng)采用低負(fù)荷，足夠溶解氧供應(yīng)，培養(yǎng)較快，在第7d培養(yǎng)成功。(3)UV/納米Ti02光催化氧化技術(shù)進(jìn)行主體處理的具體實(shí)施方式。第一階段和第二階段的實(shí)施步驟通過100w的汞燈照射懸浮有納米Ti02粉體的橡膠廢水。具體步驟如下室溫下(26°C~33°C)，將Ti02粉體放入裝有橡膠廢水的lOOmL燒杯中，攪拌后照射。燒杯放在距紫外光源5cm處。光源波長為254nm，平均紫外輻射強(qiáng)度為92.3微瓦/cm2。光催化反應(yīng)0.5-3h后，用分光光度法檢測水樣中未生成N2脫出的氨氮，利用吸光度值的變化判斷光催化處理效果。權(quán)利要求1、一種天然橡膠加工廢水的組合技術(shù)處理方法，其特征在于包括混凝技術(shù)預(yù)處理、CMAS(完全混合活性污泥法)處理、UV/納米TiO2光催化氧化技術(shù)處理。2、權(quán)利要求1所述的混凝技術(shù)處理，其特征之一在于利用FeCl3作混凝劑、聚丙悌酰胺作助凝劑，向天然橡膠加工廢水中投加FeCl3，攪拌后再投加或滴加聚丙烯酰胺攪拌，待攪拌完成后靜置沉降，固液分離后，向絮凝體中加入鹽酸，鹽酸與絮凝體發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后剩余不溶物，從不溶物中回收殘余橡膠；其特征之二在于可利用聚合氯化鋁作為混凝劑、聚丙烯酰胺作助凝劑，處理后廢水CODcr、SS濃度降低幅度雖較FeCl3作混凝劑、聚丙烯酰胺作助凝劑時小，但絮凝體更利于殘膠回收。3、權(quán)利要求l中所述的CMAS(完全混合活性污泥法)處理，其特征在于是利用塔式曝氣實(shí)驗(yàn)裝置(見說明書附圖)將權(quán)利要求2中利用特征之一方法處理后的廢水與取自天然橡膠加工廢水生產(chǎn)車間廢水流出槽的污泥再培養(yǎng)后得到的成熟活性污泥充分混合，混合液循環(huán)流動進(jìn)行處理的。4、權(quán)利要求1中所述的UV/納米Ti02光催化氧化技術(shù)處理，其特征在于向利用權(quán)利要求3中所述方法處理后的廢水投加納米二氧化鈦，在紫外光照射下，前后分兩階段進(jìn)行NH3-N和CODcr、SS的去除，第一階段，調(diào)節(jié)pH在8.6~10，在100w的汞燈下照射懸浮有納米Ti02粉體的權(quán)利要求3中所述方法處理后的廢水，照射3h后,去除大部分NH3-N，少量CODcr、SS;第二階段，將pH調(diào)到2.73.5，在100w的汞燈下照射第一階段處理后廢水，照射2.5h后，去除絕大部分剩余CODcr、SS。全文摘要一種處理天然橡膠加工廢水的技術(shù)，它是對天然橡膠加工廢水進(jìn)行混凝預(yù)處理、完全混合活性污泥法(CMAS)主體生化處理和UV/納米TiO₂光催化氧化主體脫除氨氮處理及剩余CODcr、SS去除處理。天然橡膠加工廢水與FeCl₃和PAM反應(yīng)進(jìn)行混凝預(yù)處理可去除40％-45％的CODcr、82％-85％的濁度，再利用塔式曝氣實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行CMAS處理最優(yōu)條件下能去除87.1％的COD、83.2％的SS，UV/納米TiO₂光催化氧化技術(shù)進(jìn)行主體脫除氨氮處理(第一階段)最優(yōu)條件下可去除68.1％的氨氮，第二階段的去除處理最優(yōu)條件下可去除69.2％的剩余的CODcr。文檔編號C02F1/52GK101362621SQ20071014159公開日2009年2月11日申請日期2007年8月11日優(yōu)先權(quán)日2007年8月11日發(fā)明者(請求不公開姓名)申請人:李宗輝