[发明专利]一种酯化废水回用膜处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境科学领域，具体地，本发明涉及一种酯化废水回用膜处理系统。本发明适用于化工行业的废水处理，尤其是高浓度酯化废水的高效处理。

背景技术

随着我国聚酯产业的快速发展，生产过程中排放的酯化废水也不断增多，对环境安全构成极大威胁。酯化废水是有机醇跟有机酸（或无机酸）在酯化反应过程中产生的废水，由于酯化反应过程可逆，且反应极其缓慢，常选用浓硫酸作为催化剂，因此废水的pH值低，酸性强，同时废水中含有二甘醇，乙醛、乙二醇、2-甲基-1,3-二氧环戊烷、对苯二甲酸等有机物，导致酯化废水成分复杂，污染物质相对分子量小，含苯环结构，难以生物降解，COD值高，处理难度大。截至2012年底，世界聚酯产能达到7000万吨，我国聚酯产能达到了3800万吨，占世界总产能的54%，我国已经成为全球聚酯产业链最长、最有影响力的生产大国。而每生产1吨聚酯产品，在酯化反应阶段直接生成的废水达到0.187吨，以我国3800万吨聚酯年产能计算，排放的酯化废水达到710.6万吨，占整个聚酯化纤行业污水排放总量的10%以上。

随着工业废水允许排放标准的提高，对酯化废水处理工艺提出了更高的要求。目前酯化废水处理方法主要有三大类：第一类是物化处理方法，包括：汽提+水解+精馏法、微波辐射、超临界水氧化技术、蒸馏法+芬顿催化氧化法等；第二类是生物处理法，包括：活性污泥+生物接触氧化法、复合生物曝气、接触氧化+纯氧曝气法等；第三类是综合处理法，包括：陶瓷催化氧化+活性污泥法、浮选+生物过滤+臭氧催化氧化法、汽提吹脱+厌氧+活性污泥法+兼氧+好氧等。

物化法。该方法可用于酯化废水的回用，也可用于酯化废水的降解。例如，（1）汽提+水解+精馏法。浙江大学采用该工艺从聚酯废水中回收乙二醇和乙醛，原料酯化废水先经过汽提，极大浓缩后再进行蒸发浓缩和精馏提纯，有效地降低了蒸发浓缩和提纯的规模。但由于处理时间长、费用高，限制了其大规模工业化应用的可能；（2）微波辐射处理法。在微波下，活性炭吸收微波能量，使得活性炭表面产生一些“热点”，这些“热点”的能量比其它部分高得多，温度可达到1000℃以上，当废水中的有机物被吸附到这些热点附近时就可能被催化氧化而降解，废水中的有机物不仅仅是通过活性炭吸附，更重要的是通过活性炭吸附-微波诱导氧化的协同作用而得以去除。实验结果显示，经稀释的酯化废水（COD为648mg/L），与12～16目的JX-106型椰壳活性炭混合，在微波辐射功率为500W下，辐射5min，废水COD值降为70mg/L。但实验室条件与工业实际条件差距较大，而且酯化废水的COD一般大于20000mg/L，稀释后处理成本太高，无实用性。

生物处理法。该法是目前应用最广泛的酯化废水处理技术，包括厌氧与好氧技术的应用。例如，（1）活性污泥+生物接触氧化法。上海石化总厂将聚酯生产废水，经过pH调节后进入曝气池，随后进入沉淀池，之后，采用普通活性污泥法+生物接触氧化法，COD的去除率可达到82%～92%。但若要出水COD小于100mg/L，则进水的COD值必须控制小于1250mg/L，即好氧处理单元容积负荷不能高。该工艺的不足之处是对水质、水量变化比较敏感，不耐有机负荷冲击，产泥量大，能耗较高，产水难以达标；（2）UASB处理技术。西班牙Catalana de Polimers公司在巴塞罗那的UASB酯化废水处理设施，其反应器体积为600m³，流速为0.5m/s，酯化废水和纤维废水设计流量分别为108m³/d（COD为30g/L）和96m³/d（COD为4.5g/L），回流比R=5，有机负荷为每克VSS每天产生0.6gCOD，产泥量很少，出水COD低于3g/L。不能达标排放。