摘要：指出了丁苯橡胶生产过程中产生的工业废水有机污染物浓度高、可生化性差，常规的生化处理难以满足排放标准要求，在生化处理前需要预处理。对现行的几种预处理技术进行了分类概述，分析了各种预处理技术的优缺点和适用情况。以期通过预处理减轻后续生化处理负荷，为确保废水达标排放提供参考。
关键词：丁苯橡胶；难降解有机废水；预处理
抚顺石化20万吨/年丁苯橡胶装置采用吉林石化公司低温乳液聚合丁苯橡胶专有技术，于2012年建成投产。装置开车后出现了诸多问题，突出表现在产品质量不稳定、用户投诉多、优级品率低。丁苯橡胶车间与石油化工研究院兰州化工研究中心就抚顺石化丁苯橡胶装置分析检测人员对橡胶检测认识深度有欠缺、分析测试标准执行不到位、装置优级品率低、产品在市场推广中存在的问题等开展全流程技术合作，全面提升了产品优级品率和市场认知度。
1 产品质量存在的问题
（1）装置设计存在先天不足，开车遇到了很大挑战，试车前期（2012年），产品力学指标不稳定，优级品率仅为30%。（2）丁苯橡胶产品2012年11月份投入市场后，主要销售区域为华东、华北、华南下游企业，由于开车前期对质量控制认识不够，出现了外包装标识与实物不符、胶表面含水、含油、湿斑胶、花斑胶等一些问题。（3）产品力学性能不稳定，突出表现为批次间门尼波动大，市场反馈定伸高，扯断伸长率低，混炼胶硬度高等问题。
2 原因分析
（1）设计先天不足；前部两套氢氧化钠滗淅器分配不均，真空泵和压缩机系统油水分离不好，苯乙烯滗淅器分离不好，后处理凝聚槽和水洗槽存在搅拌器设计问题，影响凝聚效果，干燥箱布料器布料不均匀，影响成品胶挥发份等问题。（2）原料丁二烯中阻聚剂TBC含量高；碱洗后TBC含量在10～30mg/kg，超过丁二烯优级品规格指标（TBC<10mg/kg）要求。（3）助剂配制存在问题；试生产初期，原设计乳化剂配制厂不能与装置同步开车投用，前期生产由车间自己配制，釜小、批多、质量不稳，往往混合不均，对门尼粘度影响较大。（4）分析及检测方面；计量器具检定及对检定结果的应用存在漏洞、部分操作规程不规范、标准执行不严格，造成分析误差，误导了实际操作。（5）反应调整不科学；转化率及门尼粘度的调整主要通过调整聚合反应停留时间、调节活化相的用量以及运用置换塔进行调节。每条生产线有3台置换塔，每个置换塔的停留时间10～12min，置换塔中胶乳温度可达到10～13℃。胶乳在置换塔中停留时间虽然短，但温度较高，产生支化和凝胶，影响产品的质量。（6）凝聚、干燥状态不好；胶乳在凝聚槽内停留时间短，凝聚槽搅拌剪切力大，胶粒细碎，胶料在干燥箱内干燥效果不好，容易产生湿斑胶。
3 预处理技术
根据丁苯橡胶废水中污染物的特点可采取的预处理方法有吸附、混凝、高级氧化、水解酸化等。总体来说，可以分为物理、化学、生物预处理三大类。
3.1 物理预处理
物理预处理方法主要是吸附法，即利用吸附剂（如活性炭、树脂等）与被吸附物质之间产生化学作用，引起化学吸附而除去污染物。V.I.Korchagin[2]用丁苯橡胶生产过程中丁二烯精馏段的废活性炭吸附处理丁苯橡胶废水，废弃AG-3活性炭是一种微孔容积0.41～0.52 cm3/g的微孔吸附剂，经研磨后对丁苯橡胶废水中的乳化剂、凝聚剂等其他有机污染物有较好的吸附能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实验表明小粒径活性炭的吸附量大于大粒径的；吸附能力最好时，最佳操作条件为pH值2～3.5，温度50～60℃。
3.2 化学预处理
化学法是根据物质化学特性来分离废水中的污染物，或通过改变污染物的性质，使其从有害变为无害。主要包括混凝沉降法、混凝气浮法、臭氧氧化法、催化氧化法、O3/H2O2高级氧化法、Fenton试剂法及湿式H2O2氧化法。
3.2.1 混凝沉降法
（1）普通混凝沉淀法。
丁苯橡胶废水中含有很多胶体物质，带有相互排斥的电荷，使其稳定地分散在废水中。当加入带有相反电荷的混凝剂后，废水中胶体物质上的电荷被中和发生凝聚，然后通过大分子助凝剂的架桥作用，将小胶粒聚集成大絮团后通过外力去除。刘珉筠等[3]以硫酸铝为混凝剂、PAM为助凝剂处理合成橡胶废水，在最佳操作条件下，CODCr去除率约为37%。此方法技术成熟、操作简单、易管理，但排出的污泥含水率高、体积大。
（2）混凝沉淀新技术-DEA技术[4]。
DEA技术是在去电荷吸附（De-electronadsorb）基础上开�l出的一种新技术，与普通的混凝、絮凝及沉降等污水处理工艺相比，DEA技术配合使用YL药剂和DEA反应器，对丁苯橡胶废水中CODCr去除率达70%左右。其中，YL药剂是一种多元共聚物，由介于AlCl3、FeCl3之间的水解产物与SiO2等复合而成，具有较强的架桥吸附性能。DEA反应器是一种改良后的水力循环澄清池，在反应器的沉降区上面形成了致密的悬浮层，药剂微粒约有2.5亿个/g，厚度可达2 m，废水通过此悬浮层经过滤后汇集到反应器顶部的清水区，达到净化效果。
3.2.2 混凝气浮法
混凝气浮法适用于处理含胶质浓度高的废水，浮渣可以作为废胶回收。此法是先往废水中投加复合铝盐和聚丙烯酰胺类药剂，由于絮凝作用，使废水中微细胶体物质凝聚成较大颗粒，形成悬浮物，然后悬浮颗粒附着在分散在水体中的气泡上浮出水面，形成浮渣排出。北京肇麟环境技术开发公司[5]采用两级气浮法处理丁苯橡胶废水，即废水经一级气浮处理后，进入二级气浮装置，其中一级为大气泡释放器，将较大颗粒絮凝体浮上水面；二级为微小气泡释放器，将微小颗粒絮凝体浮上水面，工艺流程见图3。该方法延长了废水在气浮器中停留的时间，使絮凝作用更加充分，废水CODCr去除率达40%～45%，SS去除率达95%～98%，同时减少了药物投加量。但此方法操作管理要求较严，去除悬浮物的费用较高。2.2.3电解絮凝法
电解絮凝法以铁为阳极，在直流电的作用下，阳极溶蚀，产生Fe2+，再经过一系列水解、聚合及铁的氧化过程，使废水中的胶态杂质和悬浮杂质发生絮凝沉淀而得到分离。同时，带电的污染物颗粒在电场上泳动，其部分电荷被电极所中和，使其平稳聚沉。废水采用电解絮凝法处理不仅对胶态杂质和悬浮杂质有凝聚沉淀作用，而且由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，能去除水中多种污染物。杨晓静等[6]采用电解絮凝法处理橡胶废水，CODCr去除率可达70%～80%。此法占地面积小，投资和运转费用低，管理方便。但此法只适用于处理废水排放量不大的小型橡胶厂。
参考文献：
[1]朱敏.橡胶化学与物理[M].北京：化学工业出版社，1984.
[2]曹湘洪主编.乳液聚合丁苯橡胶.北京：中国石化出版社，2011.
[3]合成橡胶生产.中国石油抚顺石化公司培训教程.
论文作者:吴勋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
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