董雁如

(濮陽(yáng)市鵬鑫化工有限公司 ， 河南 濮陽(yáng) 457000)

0 前言

鈉法季戊四醇的生產(chǎn)以甲醛、乙醛、氫氧化鈉為原料，以一定的物質(zhì)的量配比，溫度25～32 ℃反應(yīng)6～7 h，經(jīng)中和過(guò)濾即得季戊四醇。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的季戊四醇廢水，具有COD濃度高(約6 000mg/L)、甲醛含量高(1 200～1 500 mg/L)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏、毒性大等特點(diǎn)。BOD5約1 500 mg/L，屬于高濃度有毒有害廢水[1]。

國(guó)內(nèi)目前常見(jiàn)的季戊四醇廢水的處理工藝有厭氧、好氧及混凝沉淀等常見(jiàn)的手段，但該廢水的B/C比低，對(duì)生物菌種有抑制作用，單純生化處理的效果很差[2-3]。本實(shí)驗(yàn)研究了采用前預(yù)處理大量去除廢水甲醛后再通過(guò)厭氧+好氧+混凝沉淀的組合工藝，有效去除甲醛，使生化工藝發(fā)揮其最大作用，出水可以做到甲醛0.88 mg/L，COD為130 mg/L、BOD5約20 mg/L。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)水樣

實(shí)驗(yàn)所取水樣為季戊四醇廢水，其水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)表

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及分析方法

實(shí)驗(yàn)過(guò)程連續(xù)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，采用定制容器進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，其中厭氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)尺寸：Φ100 mm×500 mm，1座，反應(yīng)時(shí)間6天，材質(zhì)為有機(jī)玻璃；好氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)尺寸：Φ100 mm×350 mm，1座，反應(yīng)時(shí)間4天，材質(zhì)為有機(jī)玻璃；配套蠕動(dòng)泵、電磁式空氣泵等。COD的測(cè)定采用消解比色法，甲醛測(cè)定采用乙酰丙酮分光光度法。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置示意見(jiàn)圖1。

通過(guò)蠕動(dòng)泵控制廢水水量，首先泵入預(yù)處理池內(nèi)，控制池內(nèi)廢水pH值在6.5～7.0，并通過(guò)曝氣石在池底進(jìn)行曝氣攪拌，出水自流入配水池中，再由蠕動(dòng)泵泵入?yún)捬醴磻?yīng)器，厭氧反應(yīng)器出水再自流入好氧反應(yīng)器內(nèi)，厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器分別添加1 L和0.6 L的城市消化污泥。厭氧反應(yīng)器采用水浴加熱，投入加熱棒自動(dòng)控制水溫在35～40 ℃，以利于厭氧反應(yīng)[4]。好氧反應(yīng)器內(nèi)用曝氣石在池底進(jìn)行曝氣攪拌，好氧反應(yīng)出水通過(guò)管道自流入末端反應(yīng)池，在反應(yīng)池中投加PAC和PAM(相對(duì)分子質(zhì)量1 200萬(wàn))，形成大顆粒礬花，通過(guò)混凝沉淀池沉淀后，取上清液檢測(cè)。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 預(yù)處理池運(yùn)行效果分析

預(yù)處理池的運(yùn)行效果分析如圖2所示，經(jīng)過(guò)10天的運(yùn)行調(diào)試和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，不斷地調(diào)整曝氣量、pH值和反應(yīng)時(shí)間，最終在曝氣強(qiáng)度為13 L/(m2·min)，pH值6.5～7.0，反應(yīng)時(shí)間36 h時(shí)，預(yù)處理池對(duì)甲醛的去除取得了最佳效果。從圖2中可以看出，在預(yù)處理池進(jìn)水甲醛濃度1 400～1 500 mg/L時(shí)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后出水甲醛濃度維持在500 mg/L左右，去除率可達(dá)70%。

圖2 預(yù)處理進(jìn)水、出水甲醛與甲醛去除率的變化

2.2 厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果分析

控制厭氧反應(yīng)器的廢水溫度為37 ℃±2 ℃，pH值6.5～7.0，運(yùn)行調(diào)試和監(jiān)測(cè)時(shí)間120天后，厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行效果分析如圖3所示。

圖3 厭氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水COD與COD去除率的變化

從圖3中可以看出，在廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，厭氧反應(yīng)器進(jìn)水甲醛濃度在500 mg/L左右時(shí)，經(jīng)過(guò)厭氧反應(yīng)器，廢水停留6天后，出水甲醛濃度穩(wěn)定在50 mg/L左右，去除率可達(dá)90%。厭氧反應(yīng)器進(jìn)水COD在5 000 mg/L時(shí)，廢水停留6天后，出水COD穩(wěn)定在2 000 mg/L和BOD5約450 mg/L，COD和BOD5去除率分別是60%和70%。反應(yīng)器的運(yùn)行調(diào)試采用緩慢增加負(fù)荷的方法，調(diào)試期的70天左右時(shí)，此時(shí)厭氧反應(yīng)器能滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷。厭氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水甲醛與甲醛去除率的變化如圖4所示。

圖4 厭氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水甲醛與甲醛去除率的變化

2.3 好氧反應(yīng)器運(yùn)行效果分析

在經(jīng)過(guò)預(yù)處理及厭氧反應(yīng)器后，好氧反應(yīng)器的進(jìn)水甲醛濃度在50 mg/L左右，COD濃度在2 000 mg/L左右。經(jīng)過(guò)120天的調(diào)試及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)過(guò)停留時(shí)間為4天的好氧生化反應(yīng)后，出水甲醛濃度可以低至0.88 mg/L，COD濃度為190 mg/L，BOD5濃度為25 mg/L，此時(shí)好氧反應(yīng)器的曝氣強(qiáng)度為86 L/(m2·min)。好氧反應(yīng)器出水再經(jīng)后續(xù)的混凝沉淀反應(yīng)，最終出水COD為130 mg/L，BOD5濃度為20 mg/L。好氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水COD與COD去除率的變化如圖5所示。好氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水甲醛與甲醛去除率的變化如圖6所示。

圖5 好氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水COD與COD去除率的變化

圖6 好氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水甲醛與甲醛去除率的變化

3 結(jié)語(yǔ)

采用“預(yù)處理+厭氧反應(yīng)器+好氧+混凝沉淀”為主的工藝，當(dāng)進(jìn)水COD為6 000 mg/L左右、BOD5濃度為1 500 mg/L左右，甲醛濃度1 400～1 500 mg/L時(shí)，經(jīng)過(guò)各個(gè)工藝段處理后出水可以做到COD為130 mg/L，BOD5濃度為20 mg/L，甲醛濃度0.88 mg/L，去除率分別可達(dá)97%、98%和99%。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，預(yù)處理池控制的運(yùn)行參數(shù)為：曝氣強(qiáng)度13 L/(m2·min)，pH值6.5～7.0，反應(yīng)時(shí)間36 h；厭氧反應(yīng)器需控制溫度在37 ℃±2 ℃，容積負(fù)荷0.88 kg COD/(m3·d)，停留時(shí)間6天；好氧反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)為：曝氣強(qiáng)度86 L/m2·min，容積負(fù)荷為0.5 kg COD/(m3·d)，反應(yīng)時(shí)間4天；工藝在以上運(yùn)行參數(shù)下取得最佳去除效果。采用預(yù)處理作為生化處理過(guò)程的前處理工藝，對(duì)甲醛的去處率可達(dá)50%，大大降低了進(jìn)生化段甲醛的濃度，進(jìn)而有效避免了對(duì)生化處理過(guò)程的影響，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。厭氧反應(yīng)器及好氧的組合生化工藝使整個(gè)廢水處理工程的污泥量大大減少，降低了污泥處理費(fèi)用。