新型環(huán)保絮凝劑EEDC的應(yīng)用及對污水處理總氮的影響

王虎，惠存萬，張文靜，鄭磊

（中國石油撫順石化公司， 遼寧 撫順 113004）

新型環(huán)保絮凝劑EEDC的應(yīng)用及對污水處理總氮的影響

王虎，惠存萬，張文靜，鄭磊

（中國石油撫順石化公司， 遼寧 撫順 113004）

在低溫乳聚丁苯橡膠凝聚生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用新型環(huán)保型絮凝劑聚EEDC（主要成分為環(huán)氧氯丙烷與二甲胺共聚物）替代原高分子絮凝劑CA（二氰二胺甲醛縮合物），可有效降低污水處理廠對總氮的處理難度，使污水處理廠處理丁苯橡膠污水后總氮含量大幅降低，有力促進(jìn)低溫乳聚丁苯橡膠的清潔、環(huán)保生產(chǎn)。

丁苯橡膠；低溫乳聚；凝聚；ξ電位；環(huán)保；絮凝劑；EEDC；污水處理

某公司20萬t/a丁苯橡膠裝置，采用獨(dú)具特色的低溫乳液聚合丁苯橡膠專有技術(shù)，裝置設(shè)有四條生產(chǎn)線，單線生產(chǎn)能力5萬t/a，可生產(chǎn)SBR1500、SBT1502、SBR1500E、SBR1712、SBR1778五種牌號的丁苯橡膠產(chǎn)品[1]。

丁苯橡膠裝置原污水總氮含量較高且難以降解，影響污水處理廠污水處理總氮指標(biāo)。從丁苯橡膠生產(chǎn)流程檢查，含氮助劑的加入會影響總氮指標(biāo)[2]。而影響最大的是在用的凝聚劑CA，二氰二胺甲醛縮合物，它的使用對污水總氮指標(biāo)貢獻(xiàn)最大且難降解，是造成污水處理廠總氮含量難以降低的癥結(jié)所在。使用環(huán)保型絮凝劑EEDC（主要成分環(huán)氧氯丙烷與二甲胺共聚物），丁苯橡膠污水總氮含量經(jīng)過污水處理后，污水廠外排污水含氮能夠達(dá)大幅降低。

本文介紹使用新型環(huán)保型絮凝劑聚EEDC替代原高分子絮凝劑 CA（二氰二胺甲醛縮合物）的生產(chǎn)控制、調(diào)整及使用效果統(tǒng)計(jì)及分析。

1 使用新型環(huán)保型絮凝劑的凝聚原理及試生產(chǎn)目的

低溫乳聚丁苯橡膠膠粒因ξ電位的存在而穩(wěn)定，ξ電位越大，膠乳穩(wěn)定性越高，反之，則越差。膠乳的凝聚即破壞膠乳穩(wěn)定性，設(shè)法降低ξ電位，使膠乳析出聚合物[3]。

高分子絮凝劑一般分子量較大，分子內(nèi)帶許多正電荷。它的加入，中和膠乳粒子表面所帶的負(fù)電荷，膠乳粒的穩(wěn)定雙電層被破壞，ξ電位降低，膠乳變成不穩(wěn)定的乳液體系，丁苯橡膠膠粒成絮狀析出，在高強(qiáng)度的攪拌及酸性條件下，凝結(jié)成大顆粒的膠粒[4,5]。

在凝聚生產(chǎn)控制過程中，通過控制凝聚溫度、攪拌混合強(qiáng)度，可在較大ξ電位時達(dá)到凝聚。在不改變凝聚其它條件下（凝聚溫度(55±5)℃，pH 控制3.0±0.5，攪拌強(qiáng)度），改變絮凝劑種類，需要探索其最佳的加料量、加料濃度以及經(jīng)過污水處理廠處理后污水的總氮情況。

2 使用EEDC的生產(chǎn)調(diào)整、控制

使用新型環(huán)保型絮凝劑試生產(chǎn)調(diào)整改變主要在配劑單元200#；凝聚單元600#。200#主對EEDC的使用濃度進(jìn)行配制、調(diào)整，600#對使用量進(jìn)行控制。

2.1 EEDC的配制、調(diào)整

EEDC分析指標(biāo)見表1。

表1 EEDC分析指標(biāo)Table 1 EEDC analysis index

按照助劑配方，在 200#，將原料 50%純度的EEDC加水配制成10.8%的絮凝劑溶液。V-2015為絮凝劑配制罐，按照80%液位控制，可配制總量為6 t，配制表如表2。

表2 10.8%濃度EEDC配制Table 2 10.8% Concentration EEDC preparation

在試生產(chǎn)一段時間后，發(fā)現(xiàn)絮凝劑EEDC較原凝聚劑CA凝聚速度快，碎膠較多，凝聚系統(tǒng)螺旋篩、固定篩等設(shè)備粘膠現(xiàn)象有所增加，清膠頻次增加。根據(jù)現(xiàn)場凝聚情況，經(jīng)過數(shù)次調(diào)整、降低EEDC的配制濃度，最終確定配制濃度由原來的10.8%降至8.5%，其配制表見表3。

表3 8.5%濃度EEDC配制Table 3 8.5% Concentration EEDC preparation

2.2 凝聚控制調(diào)整

2.2.1 凝聚控制條件(表4)

表4 凝聚控制條件Table 4 Condensation control condition

2.2.2 凝聚調(diào)整

在膠乳流量、pH值、凝聚溫度、攪拌強(qiáng)度未變的條件下，加入10.8%濃度的EEDC至凝聚槽，流量控制(105±15)L/h，丁苯橡膠膠粒絮凝速度較原CA明顯加快，產(chǎn)生的碎膠明顯增多，凝聚槽、轉(zhuǎn)化槽、洗滌槽、各溜槽、固定篩、螺旋篩等設(shè)備掛膠增多，清膠頻次由原來每班2次增至每班5次，要長期穩(wěn)定運(yùn)行，需要降低EEDC的加入量。降低可選擇2種方式，一種降低EEDC加入流量，一種是降低EEDC濃度，經(jīng)過對比，我們選擇降低EEDC濃度。其濃度由原來的10.8%降低，經(jīng)過現(xiàn)場的對比調(diào)整，最終濃度控制在8.5%；調(diào)整完畢后，凝聚效果較好，碎膠產(chǎn)生量減少，易掛膠處清膠頻次恢復(fù)至原來水平。

通過現(xiàn)場對比調(diào)整，找到了使用EEDC的最佳凝聚生產(chǎn)條件：即在30 m3/h的膠乳流量條件下，凝聚溫度(55±5)℃，pH值控制3.0±0.5，EEDC 加入量(105±15)L/h（濃度8.5%），生產(chǎn)能夠穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。

3 使用效果統(tǒng)計(jì)及分析

使用EEDC生產(chǎn)，凝聚工藝通過對EEDC的加入量調(diào)整達(dá)到最佳生產(chǎn)工藝，最重要的污水處理廠對丁苯橡膠污水總氮處理效果如何，將會是是檢驗(yàn)使用EEDC是否成功的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

使用EEDC前某個月污水處理廠及丁苯橡膠的外排污水總氮統(tǒng)計(jì)，見表5。

表5 丁苯橡膠總排污水與污水處理廠處理后總氮統(tǒng)計(jì)Table 5 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

依據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，繪制折線圖如圖1。

從圖1分析，在使用EEDC以前，污水處理廠處理丁苯橡膠污水后的總氮含量基本在20 mg/L以上；丁苯橡膠污水總氮含量基本在60 mg/L左右，上下波動不大。在使用EEDC以后，我們統(tǒng)計(jì)1個月（生產(chǎn)趨于穩(wěn)定的）生產(chǎn)過程中污水處理廠處理丁苯橡膠污水后的總氮指標(biāo)與丁苯橡膠裝置污水總氮指標(biāo)，并對比列, 見表6。

根據(jù)圖表，作統(tǒng)計(jì)圖如圖2。

圖表顯示，丁苯橡膠在試用EEDC后某月（凝聚生產(chǎn)基本穩(wěn)定），污水處理廠處理丁苯橡膠污水后總氮均在15 mg/L以下，均值8.04（統(tǒng)計(jì)時間段為1日至27日）。結(jié)合使用EEDC前和使用EEDC后的污水處理廠處理丁苯橡膠污水總氮統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，可以確定使用EEDC后的丁苯橡膠污水總氮指標(biāo)有一定降低，但降低幅度不大，但對于污水廠總氮的處理作用非常大，經(jīng)過污水處理廠處理后丁苯橡膠污水總氮的降低效果非常明顯。

圖1 丁苯橡膠總排污水與污水處理廠處理后總氮統(tǒng)計(jì)Fig.1 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

表6 丁苯橡膠總排與污水處理廠處理后總氮統(tǒng)計(jì)Table 6 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

圖2 丁苯橡膠總排污水與污水處理廠處理后總氮統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

4 結(jié) 論

經(jīng)過對EEDC生產(chǎn)控制調(diào)整，找到了最佳的凝聚生產(chǎn)工藝控制指標(biāo)；對比在使用EEDC前后污水處理廠處理丁苯橡膠污水的總氮指標(biāo)，我們確定使用EEDC后，丁苯橡膠的生產(chǎn)污水經(jīng)過污水處理廠處理后其總氮含量有大幅降低，可有力促進(jìn)低溫乳聚丁苯橡膠的清潔、環(huán)保生產(chǎn)。

［1］中國石油撫順石化分公司.20萬噸/年丁苯橡膠裝置操作規(guī)程[R].2016-01-02.

［2］趙旭濤，劉大華.合成橡膠工業(yè)手冊[M].第2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006: 451.

［3］劉大華 龔光碧 劉吉平,等.合成橡膠技術(shù)叢書第五分冊乳液聚合丁苯橡膠[M]. 北京：中國石化出版社, 2011:124-125.

［4］許偉.ACR膠乳凝聚過程的研究（碩士論文）[D]. 浙江大學(xué),2013-02-04.

［5］宋淑文. SBR1500凝聚劑在SBR工業(yè)裝置上得應(yīng)用[J].合成橡膠工業(yè),189,12(4):236-238.

Application of New Environmental Flocculant EEDC and Its Influence on Total Nitrogen in Wastewater Treatment

WANG Hu, HUI Cun-wan, ZHANG Wen-jing，ZHENG Lei
（PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113001, China）

Primary polymeric flocculant CA (dicyanide formaldehyde condensate) was replaced by new type environment friendly flocculant poly-EEDC (epichlorohydrin and dimethylamine copolymer) in low temperature emulsion polymerized butadiene styrene rubber agglomeration manufacturing technique, which was good to reduce the disposal difficulty of total nitrogen in sewage treatment work, make excretion sewage total nitrogen index reach emission standard, and promote the clean and environmental production of low temperature emulsion polymerized butadiene styrene rubber.

Butadiene styrene rubber;Low temperature emulsion polymerization;Agglomeration; ξ Potential;environmental protection; flocculant; EEDC; Sewage treatment

TQ 330

A

1671-0460（2017）11-2248-03

2017-06-27

王虎（1978-），男，遼寧省撫順人，工程師，2002年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)精細(xì)化工專業(yè)，從事低溫乳聚丁苯橡膠生產(chǎn)技術(shù)工作。E-mail：wh999@petrochina.com.cn。