[发明专利]一种处理不饱和聚酯废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理不饱和聚酯废水的方法，特别是涉及一种不饱和聚酯树脂（UPR）生产过程中缩聚反应阶段产生的聚酯废水的处理。

背景技术

不饱和聚酯树脂（UPR）是由二元酸、二元醇发生化学缩聚反应而制得，高浓度不饱和聚酯废水主要是在醇酐在缩聚反应中的生成水，有机物含量高达约15 wt%，主要为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、苯酐、顺酐等反应物料和一些低分子聚酯单体等中间产物。

早期的聚酯企业多采用热媒炉焚烧的方法处理聚酯蒸汽，但由于系统压力不易平衡，存在严重的安全问题，该方法已不再使用。采用热媒炉焚烧的方法处理聚酯蒸汽的成本较高，而且蒸汽中大量的有用资源不能回收利用，造成巨大的资源浪费。CN102285697A公开了一种不饱和聚酯树脂行业废水资源化的工艺，采用共沸精馏分离回收技术将废水中的有机物回收资源化，共沸精馏塔分离后的废水进入生化系统。该方法虽然减少了废水有机物的浓度，降低了后续的处理难度，但共沸剂与废水体积比为1.5:1，使用量巨大，不具有实际可操作性。另外，分离后的废水成分单一，主要为生产所用的原料以及副产物等几种有机化合物，缺少微生物生长的所需的氮、磷元素和无机金属元素，生化处理效果不好。

由于生化法处理废水具有效率高、成本低、投资省、操作简单等优点，是工业废水处理的首选方法。然而，对于此类成分单一且有机物浓度很高的不饱和聚酯废水来说，采用生化法进行处理仅仅依靠混合生活污水来补充氮、磷和无机盐是远远不够的，额外人为投加药剂不够全面，而且也会增加废水处理的运行费用，不经济实用。此外，生物处理系统如果长期缺乏某些物质，将会导致污泥性状发生改变，引起黏性膨胀，耐冲击性较差等一系列运行问题。

发明内容

针对现有技术的不足以及不饱和聚酯废水的特点，本发明提供一种不饱和聚酯废水的处理及回用方法。该方法能够彻底解决不饱和聚酯废水的污染，回收大部分物料组分，大大减少了后续生化处理设施的容积、节约占地、具有经济实用和操作稳定等特点，处理出水可稳定达标排放。

本发明一种处理不饱和聚酯废水的方法，包括以下内容：首先蒸发处理不饱和聚酯废水，对高沸点的物料组分进行浓缩回收；低沸点的物料蒸汽进入氧化反应器进行氧化处理；氧化处理后的物料经冷凝后进入生化反应器内进行生化处理。

本发明方法中，所述的不饱和聚酯废水来自不饱和聚酯树脂生产过程中的缩聚反应阶段，有机物浓度约为10 wt%~20 wt%，主要为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、苯酐、顺酐等反应物料和一些低分子聚酯单体等中间产物的混合液。

本发明方法中，所述的蒸发处理采用强制循环的蒸发方式，在0.05~0.5 MPa压力，90~120℃温度下，将废水中可挥发性污染物随水一起变为气态，难挥发的有机物料得到进一步回收。根据水中有机污染物相对挥发的难易程度，调节蒸发比为60%~80%，液态循环比1:1~10:1，难挥发物料组分的回收效率达到85%~95%。

本发明方法中，所述的气相催化氧化处理是在蒸发单元所处的压力下，以空气为氧化介质，所需空气量为COD理论需氧量的100%~120%。蒸汽中易挥发的有机污染物在180~250℃反应温度以及气相氧化催化剂作用下得到适当的氧化处理，降低了后续的生化降解难度。

本发明方法中，生化处理选用固液分离效果较好的序批式生物膜反应器SBBR。本发明所述的SBBR反应器设有强化排泥系统，定期将吸附大量有机物的悬浮活性污泥排出，促进填料上生物膜的快速生长。SBBR反应器占地小，其容积负荷达到5~10 kgCOD/(m³·d)，曝气时间为10~20 h。反应器内置流动型悬浮球填料，填充比为30%~75%。SBBR反应器内微生物附着在填料上生长形成生物膜，定期排放脱落的生物膜以及吸附了大量的有机物的活性污泥。

本发明方法，最好向生化处理进水中补充适量的N、P营养元素，如硝酸盐和磷酸盐类无机物。本发明方法向生化处理进水中投加适量的人畜粪便来补充N、P营养元素，根据进水有机物的浓度计，粪便的投加量为0.5~4 g/L废水。经过氧化处理后的废水有利于人畜粪便分解成含氮、含磷及微量金属的物质，用来补充氮、磷元素和其他缺乏的微量金属，以维持微生物正常的活性及进一步提高生化系统的高效平稳运行。