一种可发性聚苯乙烯废水回用处理工艺 【技术领域】
本发明属于环境工程中污水处理及回用领域，具体涉及一种应用膜技术回用处理可发性聚苯乙烯(EPS)废水的工艺。
背景技术
可发性聚苯乙烯(EPS)通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物，其主要用途是建筑工业用绝热材料和抗震保护性包装材料，已成为一种必不可少的工业原材料。然而，在EPS的生产过程中，排放大量的有毒有害废水，包括生产母液和聚苯乙烯粒子冲洗水，以阴离子表面活性剂(LAS)、聚苯乙烯粉末、苯乙烯单体等苯环类难降解有机化合物为主，并含有少量脂肪族有机物，且废水中含有大量的磷，具有一定毒性。EPS废水如不进行有效处理，会极大污染水体环境和影响人的生存健康。
目前，EPS废水主要采用化学除磷和传统的活性污泥法进行处理。EPS废水先通过化学絮凝沉淀除去含有的大部分磷，及部分固体颗粒物质和大分子有机物，然后采用生物处理去除废水中的大部分有机污染物质，生化处理出水经二沉池分离活性污泥后，处理后废水水质指标可达到国家规定的排放标准。但该工艺运行维护复杂，出水水质不稳定。另外，传统的活性污泥法依靠二沉池进行泥水分离，使得曝气池中污泥浓度不能太高以及必须控制较短的SRT值，导致处理装置容积负荷低、占地面积大、耐冲击负荷差等，且易受污泥膨胀的影响。
而且，在国家节能减排政策背景下，对废水回用的要求日益严格。针对EPS废水回用处理技术，在国内还没有相关的研究和应用报道。因此，迫切需要寻找一种符合工程应用实际，同时具有较高处理效果和便于操作维护的回用处理工艺，达到EPS废水循环利用的目的。
【发明内容】
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种应用膜技术回用处理EPS废水的新工艺。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种可发性聚苯乙烯(EPS)废水回用处理工艺，先将经过预处理和中和反应后的可发性聚苯乙烯废水进行混凝沉淀，然后进入厌氧和好氧生物池进行生化处理，生化处理后的水再经布置在膜生物反应器(MBR)中的膜组件进行膜过滤处理，最后膜过滤处理出水进入反渗透系统(RO)进行深度处理。
其工艺流程可以表示为：
本发明中的EPS废水先后经过预处理、中和反应、混凝沉淀、厌氧处理、好氧处理、MBR系统及RO系统。
本发明中的预处理设备采用间距为0.5～3mm的细格栅，其目的是用于除去污水中颗粒较大的悬浮物，保护后续设备的正常运行，及防止大颗粒杂质在膜面的沉积。
本发明中的中和反应采用生石灰(CaO)调节废水pH至中性，这是由于EPS废水原水呈酸性，不利于后续化学除磷工况中含磷沉淀物的形成。
本发明中的混凝沉淀投加化学药剂聚合氯化铝(PAC)或硫酸铝，其目的是用于除去EPS废水中含有的大部分磷，及部分固体颗粒物质和大分子有机物。
本发明中的厌氧池，其目的是提高EPS废水的可生化性，同时去除一部分难降解有机化合物。
本发明中的MBR系统的污泥浓度保持在7～15g/L，膜池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的150～300％，使得好氧生物池中的污泥浓度能维持一个较高的水平，从而提高整个膜生物反应器的处理效率。
本发明中的MBR池内置膜组件，膜组件下方设有曝气设备，曝气产生的上升气流对膜表面进行冲刷，防止污泥颗粒在膜表面的沉积和吸附，从而有效减缓膜污染的发展趋势。
本发明中所述的膜组件可以为中空纤维膜组件，也可以为平板膜组件，优选平板膜组件。平板膜组件采用特殊的胶水和先进的粘合技术将两片平板膜片粘贴在支撑板的两侧，从而保证膜在真空抽吸过程中具备很强的物理强度、抗腐蚀性和耐化学性能。正是基于这种特殊地结构和膜粘合技术，能有效避免膜片在使用过程中出现泄露，及避免类似发生在中空纤维膜上的断丝现象。
本发明中的平板膜材质优选为聚偏氟乙烯，其膜孔径优选为0.01～0.4μm。
本发明中的RO系统采用抗污染RO膜，其目的是用于除去MBR出水中的硬度、离子和金属物质，脱盐率达到98.5％以上。同时RO膜能进一步截留部分溶解性物质、COD、氮、磷等，有效地保证RO产水满足回用要求。
本发明中所述的抗污染RO膜为聚酰胺复合膜，具有低压运行、产水量高、脱盐率高、耐污染性能好的优点。
本发明中所述的抗污染RO膜片呈电中性，这大大减少了细菌、微生物在膜表面的吸附，使其不仅有较强的抗污染性，更具有化学清洗后的有效恢复性。
本发明中的RO产水可达到《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)中的再生水用作冷却用水的水质控制指标。
本发明的优点在于：本处理工艺具有很高的有机物和悬浮物去除效果，脱盐率达到98.5％以上；系统最终产水可达到《污水再生利用工程设计规范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷却用水的水质控制指标；MBR系统污泥容积负荷高，污泥产量低；工艺流程简单，适合采用可编程序控制器(PLC)进行自动控制。
【附图说明】
图1是EPS废水回用处理工艺流程图。
【具体实施方式】
实施例1
如图1，本发明试验处理量按30m3/d设计；EPS废水经0.5mm细格栅去除颗粒较大的杂质后，进入调节池作水质、水量的调节，提升进入中和反应池，通过投加生石灰调节废水pH至中性，然后进入混凝反应池，通过投加化学药剂PAC，除去EPS废水中含有的大部分磷，及部分固体颗粒物质和大分子有机物；混凝沉淀出水再提升进入厌氧池，去除一部分难降解有机化合物，厌氧池出水进入好氧生物池，污泥浓度保持在10g/L左右，降解大部分的有机物，好氧生物池出水进入MBR池，MBR池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的200％；MBR通过反应池内的平板膜组件过滤出水，平板膜材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.08μm；最后，MBR出水经RO系统深度处理后可直接回用于工业生产，RO系统中的抗污染RO膜为聚酰胺复合膜，其膜片呈电中性。
处理情况如表1所示，除表1中所列举的污染物，其他污染物指标均达到《污水再生利用工程设计规范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷却用水的水质控制指标。
表1试验进、出水水质
项目 进水浓度 出水浓度 去除率 CODCr(化学需氧量) 1860mg/L 3.1mg/L 99.8％ SS(悬浮物) 230mg/L ＜0.1mg/L 99.9％ 电导率 5480μS/cm 70μS/cm 98.7％
实施例2
如图1，本发明试验处理量按30m3/d设计；EPS废水经3mm细格栅去除颗粒较大的杂质后，进入调节池作水质、水量的调节，提升进入中和反应池，通过投加生石灰调节废水pH至中性，然后进入混凝反应池，通过投加化学药剂硫酸铝，除去EPS废水中含有的大部分磷，及部分固体颗粒物质和大分子有机物；混凝沉淀出水再提升进入厌氧池，去除一部分难降解有机化合物，厌氧池出水进入好氧生物池，污泥浓度保持在8g/L左右，降解大部分的有机物，好氧生物池出水进入MBR池，MBR池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的300％；MBR通过反应池内的平板膜组件过滤出水，平板膜材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.08μm；最后，MBR出水经RO系统深度处理后可直接回用于工业生产，RO系统中的抗污染RO膜为聚酰胺复合膜，其膜片呈电中性。
处理情况如表2所示，除表2中所列举的污染物，其他污染物指标均达到《污水再生利用工程设计规范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷却用水的水质控制指标。
表2试验进、出水水质
项目 进水浓度 出水浓度 去除率 CODCr(化学需氧量) 1730mg/L 2.9mg/L 99.8％ SS(悬浮物) 210mg/L ＜0.1mg/L 99.9％ 电导率 5680μS/cm 72μS/cm 98.7％
实施例3
如图1，本发明试验处理量按30m3/d设计；EPS废水经1mm细格栅去除颗粒较大的杂质后，进入调节池作水质、水量的调节，提升进入中和反应池，通过投加生石灰调节废水pH至中性，然后进入混凝反应池，通过投加化学药剂PAC，除去EPS废水中含有的大部分磷，及部分固体颗粒物质和大分子有机物；混凝沉淀出水再提升进入厌氧池，去除一部分难降解有机化合物，厌氧池出水进入好氧生物池，污泥浓度保持在12g/L左右，降解大部分的有机物，好氧生物池出水进入MBR池，MBR池内的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量为膜过滤出水量的250％；MBR通过反应池内的中空纤维膜组件过滤出水；膜孔径为0.1μm，最后，MBR出水经RO系统深度处理后可直接回用于工业生产，RO系统中的抗污染RO膜为聚酰胺复合膜，其膜片呈电中性。
处理情况如表3所示，除表3中所列举的污染物，其他污染物指标均达到《污水再生利用工程设计规范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷却用水的水质控制指标。
表3试验进、出水水质
项目 进水浓度 出水浓度 去除率 CODCr(化学需氧量) 1620mg/L 3.3mg/L 99.8％ SS(悬浮物) 220mg/L ＜0.1mg/L 99.9％ 电导率 5360μS/cm 74μS/cm 98.6％