新型环保絮凝剂EEDC的应用及对污水处理总氮的影响

王虎，惠存万，张文静，郑磊

（中国石油抚顺石化公司， 辽宁 抚顺 113004）

新型环保絮凝剂EEDC的应用及对污水处理总氮的影响

王虎，惠存万，张文静，郑磊

（中国石油抚顺石化公司， 辽宁 抚顺 113004）

在低温乳聚丁苯橡胶凝聚生产环节采用新型环保型絮凝剂聚EEDC（主要成分为环氧氯丙烷与二甲胺共聚物）替代原高分子絮凝剂CA（二氰二胺甲醛缩合物），可有效降低污水处理厂对总氮的处理难度，使污水处理厂处理丁苯橡胶污水后总氮含量大幅降低，有力促进低温乳聚丁苯橡胶的清洁、环保生产。

丁苯橡胶；低温乳聚；凝聚；ξ电位；环保；絮凝剂；EEDC；污水处理

某公司20万t/a丁苯橡胶装置，采用独具特色的低温乳液聚合丁苯橡胶专有技术，装置设有四条生产线，单线生产能力5万t/a，可生产SBR1500、SBT1502、SBR1500E、SBR1712、SBR1778五种牌号的丁苯橡胶产品[1]。

丁苯橡胶装置原污水总氮含量较高且难以降解，影响污水处理厂污水处理总氮指标。从丁苯橡胶生产流程检查，含氮助剂的加入会影响总氮指标[2]。而影响最大的是在用的凝聚剂CA，二氰二胺甲醛缩合物，它的使用对污水总氮指标贡献最大且难降解，是造成污水处理厂总氮含量难以降低的症结所在。使用环保型絮凝剂EEDC（主要成分环氧氯丙烷与二甲胺共聚物），丁苯橡胶污水总氮含量经过污水处理后，污水厂外排污水含氮能够达大幅降低。

本文介绍使用新型环保型絮凝剂聚EEDC替代原高分子絮凝剂 CA（二氰二胺甲醛缩合物）的生产控制、调整及使用效果统计及分析。

1 使用新型环保型絮凝剂的凝聚原理及试生产目的

低温乳聚丁苯橡胶胶粒因ξ电位的存在而稳定，ξ电位越大，胶乳稳定性越高，反之，则越差。胶乳的凝聚即破坏胶乳稳定性，设法降低ξ电位，使胶乳析出聚合物[3]。

高分子絮凝剂一般分子量较大，分子内带许多正电荷。它的加入，中和胶乳粒子表面所带的负电荷，胶乳粒的稳定双电层被破坏，ξ电位降低，胶乳变成不稳定的乳液体系，丁苯橡胶胶粒成絮状析出，在高强度的搅拌及酸性条件下，凝结成大颗粒的胶粒[4,5]。

在凝聚生产控制过程中，通过控制凝聚温度、搅拌混合强度，可在较大ξ电位时达到凝聚。在不改变凝聚其它条件下（凝聚温度(55±5)℃，pH 控制3.0±0.5，搅拌强度），改变絮凝剂种类，需要探索其最佳的加料量、加料浓度以及经过污水处理厂处理后污水的总氮情况。

2 使用EEDC的生产调整、控制

使用新型环保型絮凝剂试生产调整改变主要在配剂单元200#；凝聚单元600#。200#主对EEDC的使用浓度进行配制、调整，600#对使用量进行控制。

2.1 EEDC的配制、调整

EEDC分析指标见表1。

表1 EEDC分析指标Table 1 EEDC analysis index

按照助剂配方，在 200#，将原料 50%纯度的EEDC加水配制成10.8%的絮凝剂溶液。V-2015为絮凝剂配制罐，按照80%液位控制，可配制总量为6 t，配制表如表2。

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

在试生产一段时间后，发现絮凝剂EEDC较原凝聚剂CA凝聚速度快，碎胶较多，凝聚系统螺旋筛、固定筛等设备粘胶现象有所增加，清胶频次增加。根据现场凝聚情况，经过数次调整、降低EEDC的配制浓度，最终确定配制浓度由原来的10.8%降至8.5%，其配制表见表3。

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

2.2 凝聚控制调整

2.2.1 凝聚控制条件(表4)

表4 凝聚控制条件Table 4 Condensation control condition

2.2.2 凝聚调整

在胶乳流量、pH值、凝聚温度、搅拌强度未变的条件下，加入10.8%浓度的EEDC至凝聚槽，流量控制(105±15)L/h，丁苯橡胶胶粒絮凝速度较原CA明显加快，产生的碎胶明显增多，凝聚槽、转化槽、洗涤槽、各溜槽、固定筛、螺旋筛等设备挂胶增多，清胶频次由原来每班2次增至每班5次，要长期稳定运行，需要降低EEDC的加入量。降低可选择2种方式，一种降低EEDC加入流量，一种是降低EEDC浓度，经过对比，我们选择降低EEDC浓度。其浓度由原来的10.8%降低，经过现场的对比调整，最终浓度控制在8.5%；调整完毕后，凝聚效果较好，碎胶产生量减少，易挂胶处清胶频次恢复至原来水平。

通过现场对比调整，找到了使用EEDC的最佳凝聚生产条件：即在30 m3/h的胶乳流量条件下，凝聚温度(55±5)℃，pH值控制3.0±0.5，EEDC 加入量(105±15)L/h（浓度8.5%），生产能够稳定、长周期运行。

3 使用效果统计及分析

使用EEDC生产，凝聚工艺通过对EEDC的加入量调整达到最佳生产工艺，最重要的污水处理厂对丁苯橡胶污水总氮处理效果如何，将会是是检验使用EEDC是否成功的唯一标准。

使用EEDC前某个月污水处理厂及丁苯橡胶的外排污水总氮统计，见表5。

表5 丁苯橡胶总排污水与污水处理厂处理后总氮统计Table 5 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

依据统计的数据，绘制折线图如图1。

从图1分析，在使用EEDC以前，污水处理厂处理丁苯橡胶污水后的总氮含量基本在20 mg/L以上；丁苯橡胶污水总氮含量基本在60 mg/L左右，上下波动不大。在使用EEDC以后，我们统计1个月（生产趋于稳定的）生产过程中污水处理厂处理丁苯橡胶污水后的总氮指标与丁苯橡胶装置污水总氮指标，并对比列, 见表6。

根据图表，作统计图如图2。

图表显示，丁苯橡胶在试用EEDC后某月（凝聚生产基本稳定），污水处理厂处理丁苯橡胶污水后总氮均在15 mg/L以下，均值8.04（统计时间段为1日至27日）。结合使用EEDC前和使用EEDC后的污水处理厂处理丁苯橡胶污水总氮统计指标，可以确定使用EEDC后的丁苯橡胶污水总氮指标有一定降低，但降低幅度不大，但对于污水厂总氮的处理作用非常大，经过污水处理厂处理后丁苯橡胶污水总氮的降低效果非常明显。

图1 丁苯橡胶总排污水与污水处理厂处理后总氮统计Fig.1 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

表6 丁苯橡胶总排与污水处理厂处理后总氮统计Table 6 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

图2 丁苯橡胶总排污水与污水处理厂处理后总氮统计Fig.2 Statistics of total nitrogen in butadiene styrene rubber total effluent and treated sewage

4 结 论

经过对EEDC生产控制调整，找到了最佳的凝聚生产工艺控制指标；对比在使用EEDC前后污水处理厂处理丁苯橡胶污水的总氮指标，我们确定使用EEDC后，丁苯橡胶的生产污水经过污水处理厂处理后其总氮含量有大幅降低，可有力促进低温乳聚丁苯橡胶的清洁、环保生产。

［1］中国石油抚顺石化分公司.20万吨/年丁苯橡胶装置操作规程[R].2016-01-02.

［2］赵旭涛，刘大华.合成橡胶工业手册[M].第2版.北京：化学工业出版社，2006: 451.

［3］刘大华 龚光碧 刘吉平,等.合成橡胶技术丛书第五分册乳液聚合丁苯橡胶[M]. 北京：中国石化出版社, 2011:124-125.

［4］许伟.ACR胶乳凝聚过程的研究（硕士论文）[D]. 浙江大学,2013-02-04.

［5］宋淑文. SBR1500凝聚剂在SBR工业装置上得应用[J].合成橡胶工业,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，辽宁省抚顺人，工程师，2002年毕业于哈尔滨理工大学精细化工专业，从事低温乳聚丁苯橡胶生产技术工作。E-mail：wh999@petrochina.com.cn。