專利名稱：一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種有機廢水處理方法，尤其是一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，屬于污水處理技術領域。
背景技術：
水是人類賴以生存和發展的必要條件，隨著工業生產的發展，人口數量的增長等因素，水資源的消耗量逐年增加，世界各國由于干旱、水質污染及水資源在時間和地區上分布不均等原因，水資源的供需矛盾正在加劇。而我國是全球人均水資源最貧乏的國家之一，加之我國人口眾多且水資源分布嚴重不均，全國已有1/3的大中城市和部分地區出現水荒，同時，生產、生活廢水的肆意排放使有限的淡水資源水質惡化越加嚴重，水資源危機正籠罩著我國。隨著世界各國工業的迅猛發展，廢水的種類和排放量日益增多，成分更加復雜，廢水中往往含有大量難以生物降解的有機物。水污染現象成為一個全球性問題，是制約全球社會和經濟發展的瓶頸。同時有關“三廢”的排放標準和法規要求更加嚴格。因此需要開發可靠性好、處理效率高的凈化處理方法。聚乙烯(PE)是當前應用最廣、用量最大的塑料之一。但聚乙烯具有的非極性和惰性的特性使其與極性聚合物、無機填料以及金屬等的相容性、粘結性較差，從而使其應用受到限制。因此，目前對PE材料進行官能化改性，在分子鏈上引入極性或功能性側鏈成為擴大PE材料應用的有效途徑之一。PE大分子通過接枝改性之后，反應功能和極性增強，與其它極性物質表現出良 好的相容性。接枝上去的極性基團(如MAH)成為聚烯烴與極性物質的連接橋梁，在PE合金和共混物、復合材料、粘合劑以及涂料領域發揮了很大的作用。因此大量應用于復合材料、粘合劑和涂料等領域。采用懸浮接枝法對PE進行改性是一種簡單有效的PE功能改進方法。因此近年來受到越來越多學者的關注，在工程上的應用也越來越廣。但是低密度聚乙烯懸浮接枝馬來酸酐(LDPE-g-MAH)生產過程中會產生大量的有機廢水，一般每生產I噸產品約產生7噸以上廢水，這類廢水含有少量的表面活性劑、分散劑及大量的MAH，具有COD值高，可生化性差等特點。若此類廢水直接排放，將會對周邊的生活、環境造成嚴重的污染。Fenton試劑能有效氧化去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物，將大分子有機物降解為小分子有機物或礦化為CO2和H2O等無機物。但是單一使用Fenton氧化法成本較高，難以完全徹底地分解有機物。本課題組李倩已于2012年I月在南京工業大學學報(自然科學版)發表了名為“Fenton試劑氧化法預處理LDPE-g-MAH工藝廢水”的文章，該文討論了用Fenton試劑氧化法預處理低密度聚乙烯懸浮接枝馬來酸酐廢水的各種影響因素的最佳條件，但該處理后廢水仍未達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》。經檢索發現，低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法罕有報道，將低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水處理達到可排放標準的方法還未曾報道。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，提供一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法。本發明解決其技術問題的技術方案如下一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，包括以下步驟 第一步、調節低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的pH值至酸性，投入H2O2和FeSO4 · 7H20進行Fenton氧化，反應結束后調節pH值至堿性；第二步、將經第一步處理的廢水置于電解槽中，調節pH值至2 10，向廢水中加入電解質硫酸鈉，進行電解反應；第三步、將經第二步處理的廢水置于SBR反應裝置內進行反應，經反復曝氣、沉淀后排放，即完成處理。本發明進一步完善的技術方案如下1、第一步中，所述H2O2的投加方式為分次投加。2、第三步中，所述曝氣為非限制性曝氣。3、所述第一步具體過程為取體積為V的低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水，調節廢水的PH值為2. O 6. 0，持續攪拌，同時向廢水中分次投加30% H2O2,再按摩爾比n (H2O2) /η (Fe2+) =4:1 20:1向廢水中投加FeSO4 ·7Η20，進行Fenton氧化反應，反應時間為10 60分鐘；反應結束后，用NaOH溶液調節pH值至8. O 9. O ;其中30% H2O2至少分三次投加，每次投加量為廢水體積V的1_2%，投加總量為廢水體積V的4-8%，相鄰兩次投加間隔時間為至少10分鐘。4.所述第二步具體過程為將經第一步處理的廢水置于電解槽中，調節pH值至2 10 ;向廢水中投加電解質硫酸鈉至終濃度為3. 75 8. 75g/L，持續攪拌，進行電解反應；所述電解槽的極板間距為22 38mm，槽電壓為6 15V，反應時間為20 100分鐘。5、所述第三步具體過程為先將經第二步處理的廢水pH值調節至6-8，再以3-8L/小時的速率將全部廢水泵入SBR反應裝置的缺氧區內，悶曝攪拌至少4小時后靜置沉淀至少I小時；然后將廢水全部放入SBR反應裝置的SBR池內，曝氣4-12小時，同時使SBR池內溶解氧DO值大于2mg/L ;曝氣結束后靜置沉淀30 120分鐘，排放廢水，即完成處理。6、第三步中，SBR反應裝置用以容納缺氧區和SBR池的恒溫水浴的水溫為25±5°C，SBR反應裝置缺氧區、SBR池內的污泥濃度為O. 64 2. 97g/L。經過申請人的反復研究和探索，令人驚奇地發現按照上述順序使用上述三種方法組合處理低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水，可使其水質達到污水排放標準，為后續工業化生產中大規模廢水處理提供基礎數據和技術支持，對促進環境保護具有重要的現實意義。此外，本發明的低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法簡單可行，處理效果好，具有較好的社會效益與經濟效益。
圖1為本發明實施例中SBR反應裝置的 結構圖。
具體實施方式
下面參照附圖并結合實施例對本發明作進一步詳細描述。但是本發明不限于所給出的例子。實施例本實施例低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法包括以下步驟I)取體積為V (本實施例中V=200ml)的低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水至容器(如燒杯、反應釜、反應池等)中，調節廢水的PH值為2. O 6. O，持續攪拌，同時向廢水中分次投加30 % H2O2,再按摩爾比n (H2O2) /n (Fe2+) =4:1 20:1向廢水中投加FeSO4 · 7H20,進行Fenton氧化反應，反應時間為10 60分鐘；反應結束后，用NaOH溶液調節pH值至8. O 9. O ο其中30% H2O2至少分三次投加，每次投加量為廢水體積V的1-2%，投加總量為廢水體積V的4-8%，相鄰兩次投加間隔時間為至少10分鐘。具體而言，本實施例分三次投放，每間隔10分鐘投放4ml、4ml、2ml,共10ml。2)將經第一步處理的廢水置于電解槽中，調節pH值至2 10 ;向廢水中投加電解質硫酸鈉至終濃度為3. 75 8. 75g/L，持續攪拌，進行電解反應；所述電解槽的極板間距為22 38_，槽電壓為6 15V，反應時間為20 100分鐘。3)先將經第二步處理的廢水pH值調節至6-8，再以3-8L/小時的速率(本實施例為4L/小時)將全部廢水泵入SBR反應裝置的缺氧區內，悶曝攪拌至少4小時后靜置沉淀至少I小時；然后將廢水全部放入SBR反應裝置的SBR池內，曝氣4-12小時，同時使SBR池內溶解氧DO值大于2mg/L ;曝氣結束后靜置沉淀30 120分鐘，通過蠕動泵泵出排放廢水，即完成處理。如圖1所示，本實施例所用SBR反應裝置包括恒溫水浴，安置于恒溫水浴內的缺氧區和SBR池，SBR池內通有外接空氣泵的空氣管道，該空氣管道具有控制SBR池內溶解氧DO值的轉子流量計；缺氧池內通有外接進水裝置的廢水管道，該廢水管道具有蠕動泵；SBR池還具有取樣口 I和取樣口 2，用以經排水管道與外部出水裝置連接，排水管道具有蠕動泵。以上三步每天即可運行一個周期。表I各處理步驟之后廢水的COD值和MAH濃度以及COD和MAH的去除率
O MAH濃度COD去除率MAH去除率
處理步驟
(mg/L) (g/L) (%)(%)第一步1800 1900 2. 8 2. 9 89. 03 87. 84一 第二步1000 11001. 2 1. 4 93. 66 94.21^ 第三步 422.28 0 50 96.83 97. 11^經本實施例方法處理后的水質達到了污水排放標準。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，包括以下步驟 第一步、調節低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的PH值至酸性，投入H2O2和FeSO4 · 7H20進行Fenton氧化,反應結束后調節pH值至堿性； 第二步、將經第一步處理的廢水置于電解槽中，調節pH值至2 10，向廢水中加入電解質硫酸鈉，進行電解反應； 第三步、將經第二步處理的廢水置于SBR反應裝置內進行反應，經反復曝氣、沉淀后排放，即完成處理。
2.根據權利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，第一步中，所述H2O2的投加方式為分次投加。
3.根據權利要求2所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，第三步中，所述曝氣為非限制性曝氣。
4.根據權利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，所述第一步具體過程為取體積為V的低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水，調節廢水的pH值為2.O 6. 0，持續攪拌，同時向廢水中分次投加30% H2O2,再按摩爾比n (H2O2) /n (Fe2+) =4:1 20:1向廢水中投加FeSO4 · 7H20,進行Fenton氧化反應，反應時間為10 60分鐘；反應結束后，用NaOH溶液調節pH值至8. O 9. O ;其中30% H2O2至少分三次投加，每次投加量為廢水體積V的1_2%，投加總量為廢水體積V的4-8%，相鄰兩次投加間隔時間為至少10分鐘。
5.根據權利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，所述第二步具體過程為將經第一步處理的廢水置于電解槽中，調節pH值至2 10 ;向廢水中投加電解質硫酸鈉至終濃度為3. 75 8. 75g/L，持續攪拌，進行電解反應；所述電解槽的極板間距為22 38mm，槽電壓為6 15V，反應時間為20 100分鐘。
6.根據權利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，所述第三步具體過程為先將經第二步處理的廢水PH值調節至6-8，再以3-8L/小時的速率將全部廢水泵入SBR反應裝置的缺氧區內，悶曝攪拌至少4小時后靜置沉淀至少I小時；然后將廢水全部放入SBR反應裝置的SBR池內，曝氣4-12小時，同時使SBR池內溶解氧DO值大于2mg/L ;曝氣結束后靜置沉淀30 120分鐘，排放廢水，即完成處理。
7.根據權利要求6所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，其特征是，第三步中，SBR反應裝置用以容納缺氧區和SBR池的恒溫水浴的水溫為25±5°C，SBR反應裝置缺氧區、SBR池內的污泥濃度為O. 64 2. 97g/L。
全文摘要
本發明涉及一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的處理方法，包括以下步驟第一步、調節低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的pH值至酸性，投入H2O2和FeSO4·7H2O進行Fenton氧化，反應結束后調節pH值至堿性；第二步、將經第一步處理的廢水置于電解槽中，調節pH值至2～10，向廢水中加入電解質硫酸鈉，進行電解反應；第三步、將經第二步處理的廢水置于SBR反應池內進行反應，經反復曝氣、沉淀后排放，即完成處理。本發明簡單可行，經處理的低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水的水質達到污水排放標準，有利于環境保護。
文檔編號C02F103/38GK103043855SQ201210548179
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者張宇峰, 陳進磊, 羅平, 丁竹紅, 葛蘇蘇 申請人:南京工業大學