ABS樹(shù)脂廢水物化生化組合處理工藝

———ABS樹(shù)脂廢水物化生化組合處理工藝1、ABS樹(shù)脂簡(jiǎn)介

ABS樹(shù)脂是上世紀(jì)四十年月消失的新型高分子、熱塑性材料，是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)及苯乙烯(Styrene)三種石油副產(chǎn)物的單體共聚而成的非均相聚合物。ABS樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理-化學(xué)性能，良好的工業(yè)加工性能，已成為目前世界上通用的五大塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS)之一，在汽車、家電、通訊器械及日用品等領(lǐng)域均有應(yīng)用。ABS樹(shù)脂因其廣泛的應(yīng)用，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民日常生活中不行或缺的重要工業(yè)產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)合成樹(shù)脂產(chǎn)量達(dá)8226.7萬(wàn)噸，產(chǎn)量同比增長(zhǎng)7.0%。

由于市場(chǎng)需求量的增加，國(guó)內(nèi)很多ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廠家都預(yù)備新建或擴(kuò)建ABS樹(shù)脂生產(chǎn)裝置，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水也隨之增加。合成ABS樹(shù)脂的原料品種多、添加的幫助劑種類多且添加量大，ABS樹(shù)脂廢水的成份極為簡(jiǎn)單，且懸浮物含量高、多為膠乳有機(jī)物，對(duì)微生物有極大的毒害作用，處理難度大。因此，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水處理技術(shù)迫在眉睫。

2、ABS樹(shù)脂典型生產(chǎn)工藝

ABS樹(shù)脂生產(chǎn)方法主要有乳液接枝摻混法、連續(xù)本體聚合法、乳液接枝聚合法，其中乳液接枝摻混法使用較為廣泛。乳液接枝摻混法又可細(xì)分為乳液接枝-乳液SAN摻混法、乳液接枝-懸浮SAN摻混法和乳液接枝-本體SAN摻混法3種。我國(guó)引進(jìn)了多種不同的生產(chǎn)工藝，但通過(guò)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，乳液接枝-本體SAN摻混法占據(jù)了主導(dǎo)地位。乳液接枝-本體SAN摻混法不僅在國(guó)內(nèi)被廣泛應(yīng)用，也是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的ABS樹(shù)脂生產(chǎn)工藝。乳液接枝-本體SAN摻混工藝的生產(chǎn)流程主要可以分成四個(gè)部分：一是合成接枝用主干膠乳，二是在接枝用主干膠乳中摻入苯乙烯和丙烯腈進(jìn)行接枝共聚，三是合成摻混SAN共聚物，最終膠乳接枝聚合物與SAN共聚物按比例摻混成ABS樹(shù)脂成品。乳液接枝-本體SAN摻混法的簡(jiǎn)要工藝流程如圖1所示。

3、ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水特征

ABS樹(shù)脂廢水中懸浮固體(SS)濃度在120~600mg/L;化學(xué)需氧量(COD)在800~1200mg/L;生化需氧量(BOD5)在400~680mg/L;氨氮(NH4+-N)在5~81mg/L、凱氏氮(TKN)在60~120mg/L;總氮(TN)80~123mg/L;總有機(jī)碳(TOC)含量為350~450mg/L;廢水pH偏低呈酸性。另外，ABS樹(shù)脂廢水還含有大量的有毒有機(jī)物，如小分子的苯乙酮、苯酚、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯等，各類聚合物、苯系物、單體衍生物(如3-羥基丙腈、2-苯異丙醇、3-二乙氨基丙腈、二甲氨基丙腈、2-氰基乙醚、二縮(3-羥基丙腈)、苯甲醛、雙(2-氰基乙基)胺、二縮(3-巰基丙腈)、硫代丙二腈)等有毒難降解物質(zhì)。

4、ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水物化-生化組合處理技術(shù)

ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水的成分簡(jiǎn)單，通過(guò)單一的物理化學(xué)工藝或常規(guī)的生化處理工藝難以達(dá)到抱負(fù)的處理效果。ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水中的懸浮物主要是由膠乳組成。膠乳不僅難于被微生物降解，而且其吸附在活性污泥表面，會(huì)對(duì)活性污泥的性能產(chǎn)生不利影響。為此，通常需先對(duì)膠乳類懸浮物進(jìn)行去除。膠乳類懸浮物去除后，廢水中仍含有大量的溶解性有機(jī)物，特殊是一些有毒有機(jī)物需要進(jìn)一步的處理。為此，對(duì)于ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水通常采納物化-生化的組合工藝進(jìn)行處理。

ABS樹(shù)脂廢水物化-生化組合處理工藝主要有混凝/氣浮+水解+好氧法，混凝/氣浮+兩級(jí)A/O法，混凝+水解+好氧法，兩級(jí)氣浮+生化吸附再生+A/O法和混凝/氣浮+A/O工藝法等，其效果如表1所示。

從表1中可以看出，物化-生化組合處理工藝對(duì)ABS樹(shù)脂廢水有很好的處理效果，能大量去除廢水中的COD和懸浮物，其中，物化分別技術(shù)預(yù)處理單元主要以混凝/氣浮為主，該工藝具有處理效果好、處理成本低，操作便利等特點(diǎn)，特別易于推廣。生化處理單元以A/O工藝為主，主要是由于ABS樹(shù)脂廢水是一種氮含量特別高的廢水，通過(guò)混凝/氣浮物化預(yù)處理單元，可特別有效的去除廢水中的懸浮物以及大部分磷。因此，生化處理單元是處理含氮化合物的關(guān)鍵，而A/O工藝為最簡(jiǎn)潔、有用的生物脫氮除磷工藝。綜上所述，混凝/氣浮+A/O組合工藝是ABS樹(shù)脂廢水主流處理工藝。

5、結(jié)論

在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，物化-生化組合處理技術(shù)仍舊是ABS樹(shù)脂廢水處理的主要處理工藝。不過(guò)，現(xiàn)在仍舊存在著一些問(wèn)題，在ABS樹(shù)脂廢水生物處理過(guò)程中，含氮化合物的去除效果差，低溫環(huán)境中廢水的可生化性低，仍需進(jìn)一步開(kāi)展強(qiáng)化討論。

1、ABS樹(shù)脂簡(jiǎn)介

ABS樹(shù)脂是上世紀(jì)四十年月消失的新型高分子、熱塑性材料，是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)及苯乙烯(Styrene)三種石油副產(chǎn)物的單體共聚而成的非均相聚合物。ABS樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理-化學(xué)性能，良好的工業(yè)加工性能，已成為目前世界上通用的五大塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS)之一，在汽車、家電、通訊器械及日用品等領(lǐng)域均有應(yīng)用。ABS樹(shù)脂因其廣泛的應(yīng)用，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民日常生活中不行或缺的重要工業(yè)產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)合成樹(shù)脂產(chǎn)量達(dá)8226.7萬(wàn)噸，產(chǎn)量同比增長(zhǎng)7.0%。

由于市場(chǎng)需求量的增加，國(guó)內(nèi)很多ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廠家都預(yù)備新建或擴(kuò)建ABS樹(shù)脂生產(chǎn)裝置，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水也隨之增加。合成ABS樹(shù)脂的原料品種多、添加的幫助劑種類多且添加量大，ABS樹(shù)脂廢水的成份極為簡(jiǎn)單，且懸浮物含量高、多為膠乳有機(jī)物，對(duì)微生物有極大的毒害作用，處理難度大。因此，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水處理技術(shù)迫在眉睫。

2、ABS樹(shù)脂典型生產(chǎn)工藝

ABS樹(shù)脂生產(chǎn)方法主要有乳液接枝摻混法、連續(xù)本體聚合法、乳液接枝聚合法，其中乳液接枝摻混法使用較為廣泛。乳液接枝摻混法又可細(xì)分為乳液接枝-乳液SAN摻混法、乳液接枝-懸浮SAN摻混法和乳液接枝-本體SAN摻混法3種。我國(guó)引進(jìn)了多種不同的生產(chǎn)工藝，但通過(guò)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，乳液接枝-本體SAN摻混法占據(jù)了主導(dǎo)地位。乳液接枝-本體SAN摻混法不僅在國(guó)內(nèi)被廣泛應(yīng)用，也是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的ABS樹(shù)脂生產(chǎn)工藝。乳液接枝-本體SAN摻混工藝的生產(chǎn)流程主要可以分成四個(gè)部分：一是合成接枝用主干膠乳，二是在接枝用主干膠乳中摻入苯乙烯和丙烯腈進(jìn)行接枝共聚，三是合成摻混SAN共聚物，最終膠乳接枝聚合物與SAN共聚物按比例摻混成ABS樹(shù)脂成品。乳液接枝-本體SAN摻混法的簡(jiǎn)要工藝流程如圖1所示。

3、ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水特征

ABS樹(shù)脂廢水中懸浮固體(SS)濃度在120~600mg/L;化學(xué)需氧量(COD)在800~1200mg/L;生化需氧量(BOD5)在400~680mg/L;氨氮(NH4+-N)在5~81mg/L、凱氏氮(TKN)在60~120mg/L;總氮(TN)80~123mg/L;總有機(jī)碳(TOC)含量為350~450mg/L;廢水pH偏低呈酸性。另外，ABS樹(shù)脂廢水還含有大量的有毒有機(jī)物，如小分子的苯乙酮、苯酚、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯等，各類聚合物、苯系物、單體衍生物(如3-羥基丙腈、2-苯異丙醇、3-二乙氨基丙腈、二甲氨基丙腈、2-氰基乙醚、二縮(3-羥基丙腈)、苯甲醛、雙(2-氰基乙基)胺、二縮(3-巰基丙腈)、硫代丙二腈)等有毒難降解物質(zhì)。

4、ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水物化-生化組合處理技術(shù)

ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水的成分簡(jiǎn)單，通過(guò)單一的物理化學(xué)工藝或常規(guī)的生化處理工藝難以達(dá)到抱負(fù)的處理效果。ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水中的懸浮物主要是由膠乳組成。膠乳不僅難于被微生物降解，而且其吸附在活性污泥表面，會(huì)對(duì)活性污泥的性能產(chǎn)生不利影響。為此，通常需先對(duì)膠乳類懸浮物進(jìn)行去除。膠乳類懸浮物去除后，廢水中仍含有大量的溶解性有機(jī)物，特殊是一些有毒有機(jī)物需要進(jìn)一步的處理。為此，對(duì)于ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廢水通常采納物化-生化的組合工藝進(jìn)行處理。

ABS樹(shù)脂廢水物化-生化組合處理工藝主要有混凝/氣浮+水解+好氧法，混凝/氣浮+兩級(jí)A/O法，混凝+水解+好氧法，兩級(jí)氣浮+生化吸附再生+A/O法和混凝/氣浮+A/O工藝法等，其效果如表1所示。

從表1中可以看出，物化-生化組合處理工藝對(duì)ABS樹(shù)脂廢水有很好的處理效果，能大量去除廢水中的COD和懸浮物，其中，物化分別技術(shù)預(yù)處理單元主要以混凝/氣浮為主，該工藝具有處理效果好、處理成本低，操作便利等特點(diǎn)，特別易于推廣。生化處理單元以A/O工藝為主，主要是由于ABS樹(shù)脂廢水是一種氮含量特別高的廢水，通過(guò)混凝/氣浮物化預(yù)處理單元，可特別有效的去除廢水中的懸浮物以及大部分磷。因此，生化處理單元是處理含氮化合物的關(guān)鍵，而A/O工藝為最簡(jiǎn)潔、有用的生