有机硅材料生产废水中,含有大量未反应的硅氧烷单体、环状硅氧烷(如D4、D5)及低分子聚硅氧烷。这些物质具有极强的物理化学稳定性、表面活性和疏水性,一旦进入生化处理系统,会在曝气池表面形成厚厚的油状泡沫层,隔绝氧气交换;同时,它们会包裹在活性污泥絮体和微生物细胞表面,阻碍营养物质和氧的传质,最终导致微生物窒息死亡,系统全面崩溃。因此,在进入生化系统前,如何有效地将这些对微生物“有毒”的高价值硅氧烷物质从水中分离回收,是有机硅废水处理无法绕过的核心环节。
硅氧烷的分离回收,需利用其与水相的物理性质差异,采用多级串联的物理-化学分离技术。首先,利用硅氧烷与水的不互溶性及密度差,设置足够停留时间的重力隔油池或斜板分离器,可以将废水中以浮油和分散油形式存在的绝大部分大颗粒硅氧烷分离回收,回收物可作为低品质硅油或返回裂解装置重新精馏。然而,仍有大量硅氧烷以极细微的乳化油滴形式稳定分散在水中,形成水包油型乳液,这是分离的难点。此时,必须采用破乳技术。常用方法是酸析-加盐破乳,通过投加无机酸(如硫酸)将废水pH调至酸性,并投加氯化钙等盐类电解质,压缩硅氧烷油滴表面的双电层,破坏其由表面活性剂形成的界面膜,促使微小油滴聚并为大油滴。再经高效气浮装置,利用大量微气泡将这些已破乳的油滴挟带至水面刮除,完成深度除油。
经过上述处理,废水中绝大部分能单独成相的硅氧烷已被回收,废水的COD可削减50%以上,最关键的是其生物毒性已基本解除。此时出水中仍可能含有极少量的溶解态有机硅和硅醇,这部分废水可安全地进入后续的生化处理系统。由于进水COD负荷和毒性已大大降低,生化系统可以采用传统的活性污泥法或水解酸化+好氧工艺进行后续处理,稳定达标排放。整个工艺形成了“物理粗分离回用-化学破乳精分离-生化末端净化”的有机硅废水治理完整链条,将困扰行业的废水处理难题,转变为一个具有经济回报的副产品回收流程,使工厂在环保达标的同时,实现了降本增效。
标签: