ABS树脂废水是在ABS树脂生产过程中产生的一种高浓度有机废水,多为胶乳状,含有苯系物、丙烯腈及其二聚物、丁苯乳胶、ABS粉料、ABS胶乳、低聚物等物质,成分复杂,悬浮物含量高,有毒有害有机物含量高,可生化性差,一直是石化行业中难处理的几种废水之一。近年来,随着我国市场对ABS树脂的需求量日益增加,与之配套的ABS树脂生产装置也不断增加,由此而产生的ABS树脂生产废水排放量随之增加,污染强度日趋加剧。目前,国内ABS树脂生产企业均采用物化预处理-常规生化处理-深度处理的工艺,但由于悬浮物的去除效果不佳,废水中残留的悬浮物给后段废水处理带来危害,堵塞管线,粘结微生物,影响生化处理效果,导致废水最终排放不达标,给企业造成经济损失,因此ABS树脂废水中的胶体悬浮物的去除是关键。本文针对ABS树脂生产废水中胶乳状悬浮物难以彻底去除,现有混凝-气浮设备易堵塞、运行不稳定等问题,通过理论研究和现场中试,充分消化吸收国内外溶气气浮方面的先进技术,对现有混凝-溶气气浮设备进行了优化改进,研制出了防堵性能优良的宽流道释放器,并根据宽流道释放器对溶气压力的要求对压力溶气系统和气水平衡控制系统进行了优化改进。同时对ABS树脂生产过程中产生的不同水质废水进行了混凝-气浮药剂的筛选,探讨了其混凝机理和最佳水力条件,优化了改进混凝-压力溶气气浮工艺处理ABS树脂生产废水的运行参数。采用改进混凝-压力溶气气浮装置处理悬浮物浓度高、易产生堵塞问题的接枝聚合工段排放的胶乳废水,处理效果好,运行稳定,未出现释放器堵塞或者溶气系统故障的现象,在进水水质变化较大的情况下仍能保持较好的处理效果,使后续生化处理的顺利进行得以保证,为我国ABS树脂生产企业的废水处理运行提供参考。通过上述研究得出的主要结论如下:(1)针对国内现有溶气释放器用于消能的狭缝过于细小、水中的悬浮物极易残留在狭缝中导致堵塞的问题,研制了新型防堵宽流道释放器,采用一段固定直径与长度的软管消能和直径较粗的管段整流,整个释放器最窄处的流道超过3 mm,且缝隙大小可以随着水质条件的变化而改变,解决了堵塞问题。(2)根据宽流道的释放器所需的溶气压力较传统释放器大的问题,对气浮设备的压力溶气系统进行了优化,采用回流水泵和溶气罐的溶气方式,提高溶气罐的运行压力至0.5~0.7 MPa,溶气罐采取水平放置以增加气液界面接触面积,减少水位的波动;同时为了保证高压溶气系统过程中的溶气效率和溶气释放效果,溶气罐内空气与水的压力达到平衡,对循环泵压力、空气流量、溶气罐压力、溶气罐内液位等方面进行优化,确保压力溶气系统得以平衡,溶气气浮系统稳定运行。在气水比为8%,溶气压力为0.6mpa条件下,溶气效率可达96%,且溶气效率可在30s内快速完成;在溶气系统最优化条件下,新型溶气释放器释放气泡直径大小与溶气压力和软管长度有关,在溶气压力为0.6mpa、软管长度为1.5m条件下,新型释放器释放的气泡直径大小达38μm,满足了气浮对气泡直径的要求。(3)从11种混凝剂和10种絮凝剂中筛选出了适合abs树脂生产过程中产生的不同水质废水的混凝-气浮药剂:单独处理丁二烯聚合工段(b区)废水的最佳混凝药剂为cacl2,最佳投加量为1500mg/l;单独处理接枝聚合工段(c区)废水的最佳混凝剂为专用破乳剂r和fo4440ssh的复配,最佳复配比为15:1;单独处理凝聚干燥工段(e区)废水的最佳混凝药剂为pac和fo4440ssh的复配,最佳复配比为7.5:1;混合区废水的最佳混凝剂为专用破乳剂r和fo4440ssh的复配,最佳复配比为40:1;bc区混合废水的最佳混凝剂为cacl2和fo4440ssh的复配,最佳复配比为7.5:1。同时,通过分析各种废水的药剂处理成本,发现将bc区废水混合处理,e区废水单独处理出水水质较好,不论从技术、经济、环境方面都能取得较好的效益。(4)混凝机理主要包括电性中和、吸附架桥等作用,通过分析abs树脂生产废水中胶体ξ电位、颗粒粒径分布、混凝反应絮体的形貌探讨了abs树脂生产废水的混凝机理,研究了不同混凝剂的投加对废水胶体ξ电位的影响,最佳混凝剂对废水中胶体ξ电位、颗粒粒径分布及絮体形貌的影响,以及不同混凝剂投加量对废水中胶体ξ电位和颗粒粒径分布的影响。通过混凝剂的复配投加,废水中胶体ξ电位变化显著,且生成的絮体结构致密,不易被水流冲散,密度较小,易被气泡带走。(5)通过对abs树脂生产过程中产生的不同水质废水的特性研究,得到了不同工段产生废水的最佳混凝水力条件,并针对气浮工艺对颗粒大小以及混凝反应程度的要求,对混凝反应系统进行了优化,将管道混合和机械搅拌(两级)相结合,并通过试验确定了混凝剂和絮凝剂分步投加间隔的时间即药剂投加点。(6)通过试验获得了abs树脂生产过程中产生的不同水质废水的混凝-压力溶气气浮预处理系统的最佳运行参数,并确定了废水处理的最适ph范围,为后续abs树脂生产企业的废水处理运行提供参考:凝聚干燥工段(e区)废水气浮系统水力停留时间为12.5min,最适溶气水回流比为40%;pac和fo4440ssh复配对废水ph没有严格的要求,适应范围广;混合区废水气浮系统水力停留时间为15min,最适溶气水回流比为40%,最适ph为5~6;bc区混合废水气浮系统最佳水力停留时间为20min,最适溶气水回流比为60%,最适ph为6~7,采用高效混凝-压力溶气气浮预处理abs树脂废水水力表面负荷均较大。同时,为了考察改进混凝-压力溶气气浮装置处理abs树脂生产废水过程中释放器的堵塞情况和高压溶气系统稳定性,以悬浮物浓度高、最易产生堵塞问题的接枝聚合工段排放的胶乳废水为对象,进行了连续性试验。在设备连续运行期间,处理效果较好,运行也较稳定,未出现释放器堵塞或者溶气系统故障的现象,在进水水质变化较大的情况下仍能保持较好的处理效果,SS去除率维持90%以上,出水SS维持80 mg/L以下,出水COD保持在1400 mg/L以下,得以保证后续生化处理的顺利进行。